Стол с изменяемым наклоном и устройство для точной установки углов
Изобретение относится к машино- и приборостроению. Стол и устройство представляют собой систему из трех поворотных клиньев, образующих две последовательно соединенные кинематические пары для двухступенчатого преобразования углов относительного поворота клиньев. Первую пару клиньев с углом используют для предварительной дискретной установки угла наклона стола в диапазоне от -45 до 45o, а посредством второй пары клиньев, зафиксированной первой пары и третьего клина с углом 10-3 осуществляют коррекцию указанного угла с высокой точностью 0,2'' за счет малого передаточного отношения и возможности точного отсчета углов поворота клиньев. Изобретение обеспечивает простоту конструкции, повышение точности изменения угла наклона и удобства в использовании. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к машино- и приборостроению и ставит своей задачей использование системы трех поворотных клиньев в качестве многофункционального регулировочно-измерительного устройства высокой точности.
Известен стол с изменяемым наклоном - патент РФ N 2002446, кл. A 47 B 27/14, 15.11.93. Однако используемые в нем конструктивные средства не обеспечивают изменение наклона стола с высокой точностью. Известно устройство для точной установки углов - патент США N 4872267, кл. G 01 B 5/24, 10.10.89, которое сложнее конструктивно, менее точно и неудобно в использовании. Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства (стола), повышение точности изменения угла наклона и обеспечение удобства в использовании. Указанный технический результат достигается за счет применения системы трех поворотных клиньев в конструкции заявленного устройства (стола). Три клина с углами ,, образуют две последовательно соединенные кинематические пары для двухступенчатого преобразования углов относительного поворота клиньев, причем первая пара клиньев с углом используется для предварительной дискретной установки угла наклона стола в диапазоне от -45o до 45o, а посредством второй пары клиньев, состоящей из зафиксированной первой пары и третьего клина с углом = 10-3, осуществляется коррекция устанавливаемого угла с высокой точностью 0,2'', определяемой характером функциональной зависимости указанного угла и возможностью точного отсчета углов поворота клиньев. Основой изобретения является свойство кинематической пары поворотных клиньев изменять угол между плоскостями по гармоническому закону. Система трех поворотных клиньев с углами ,, (причем ) образует две кинематические пары: пару одинаковых клиньев , и пару разных клиньев - зафиксированную первую пару с углом и третий клин с очень малым углом . Передаточные функции двух пар клиньев: cos = sinsincos+coscos (2) Передаточные отношения: где угол клиньев 1 и 2, = 10-3 - угол клина 3, - - угол относительного поворота клиньев 1 и 2,-2 2 - угол между плоскостями пары клиньев 1, 2,
0 - угол поворота пары клиньев 1, 2,
- + - угол наклона стола. Заявленное устройство (фиг. 1) состоит из трех поворотных клиньев 1, 2 и 3, соединенных между собой посредством двух осей. Клинья 1 и 2 фиксируются штифтом по совпадающим отверстиям, выполненным в клине 1 в количестве 35 отверстий и в клине 2 - 36 отверстий, пронумерованных от 0 до 35. По окружности клина 3 выполнена шкала отсчета угла от 0 до с нониусом на клине 1 (на чертеже не показано). Угол отсчитывают по биссектрисе угла - между плоскостями симметрии клиньев 1 и 2 (от начальной отметки на шкале). Угол определяется по числу шагов N, отсчитываемых от начальной отметки на клине 1 в следующем порядке:
N = 35a + b
где -18a18 - число циклов фиксации,
0b<35 - число шагов, меньших одного цикла. a = K' (при >0); a = K' - 36 (при <0), где K' - номер отверстия, последним прошедшего начальную отметку. b = a - K'*,
где K'* - номер заштифтованного отверстия, прошедшего начальную отметку. b = a - K* + 36,
где K* - номер заштифтованного отверстия, не прошедшего начальную отметку. Установка заданного угла связана с решением системы тригонометрических уравнений 1 и 2. Для более простого, но приближенного решения этой задачи следует принять: = +, где = -cos - приращение к углу во второй ступени. При этом целесообразно составить две таблицы: = f1(N) [-630 N 630], = f2().
Размер одного шага изменения угла :
Приращение угла , соответствующее одному шагу:
= U1, max= sin = 1,910-3
Точность установки угла зависит от погрешности при отсчете угла . Если принять = 10-3, то можно вычислить величину ошибки:
= U2 = sin, max= = 10-6 (0,2).
Направление (азимут) наклона стола определяется геометрически, путем построения параллелограмма векторов. Для этого обозначим:
P0, P1, P2, P3 - опорные плоскости клиньев,
единичные векторы (орты) опорных плоскостей. Направление наклона одной плоскости пары клиньев относительно другой соответствует разности проекций их ортов на общую плоскость пары (см. фиг. 2): т
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2