СТОЛ С ИЗМЕНЯЕМЫМ НАКЛОНОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОЧНОЙ УСТАНОВКИ УГЛОВ Российский патент 2003 года по МПК A47B17/06 G01B5/24 

Изобретение относится к машино- и приборостроению и предназначено для обеспечения использования системы поворотных клиньев в качестве многофункционального регулировочно-измерительного устройства высокой точности.

Известен стол с изменяемым наклоном и устройство для точной установки углов по патенту RU 2160556, кл. А 47 В 17/06, 2000, в которых стол составлен из пар поворотных клиньев, первая пара используется для предварительной дискретной установки угла наклона стола, а посредством второй пары осуществляется коррекция устанавливаемого угла, устройство для точной установки углов между плоскостями образовано из пар поворотных клиньев, из которых первая пара используется для предварительной дискретной установки заданного угла, а посредством второй пары осуществляют коррекцию устанавливаемого угла. Недостатком указанных стола и устройства является небольшой диапазон изменения угла наклона от 90 до 120^o и невысокая точность установки углов.

Задачей изобретения является расширение диапазона изменения угла наклона и повышение точности его установки.

Указанный технический результат достигается за счет того, что стол с изменяемым наклоном, составленный из пар поворотных клиньев, из которых первая пара используется для предварительной дискретной установки угла наклона стола, а посредством второй пары осуществляется коррекция устанавливаемого угла, составлен из двух пар поворотных клиньев, причем первая пара с углами используется для установки угла наклона стола в диапазоне от -60 до 60^o, а посредством второй пары клиньев с углами 5•10^-4 при зафиксированной первой паре осуществляют коррекцию с точностью 0,1" путем относительного поворота клиньев на расчетный угол и переносного доворота пары для алгебраического сложения двухгранных углов обеих пар клиньев.

Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для точной установки углов между плоскостями, образованное из пар поворотных клиньев, из которых первая пара используется для предварительной дискретной установки заданного угла, а посредством второй пары осуществляют коррекцию устанавливаемого угла, образовано из двух пар поворотных клиньев, причем первую пару клиньев с углами используют для установки заданного угла в диапазоне от -60 до 60^o, а посредством второй пары клиньев с углами 5•10^-4 при зафиксированной первой паре осуществляют коррекцию угла с точностью 0,1" путем относительного поворота клиньев на расчетный угол и переносного доворота пары для алгебраического сложения двухгранных углов обеих пар клиньев. Изобретение основано на свойстве кинематической пары поворотных клиньев изменять угол между опорными плоскостями по гармоническому закону

,
где - угол клиньев 1 и 2;
β = 5•10^-4 - угол клиньев 3 и 4;
φ,ϕ - углы относительного поворота клиньев;
γ,ϑ - углы между опорными плоскостями пар клиньев;
θ - угол наклона стола: θ = γ+ϑ.

На чертеже представлено устройство (стол), продольный разрез и вид сверху.

Устройство (стол) состоит из двух пар клиньев 1,2 и 3,4, подвижно соединенных между собой посредством осей 5,6 и пружины 7. Клинья 1 и 2 с углами по 30^o фиксируются относительно друг друга посредством пластины и радиальных прорезей по окружностям смежных поясов, выполненных в количестве 39 в клине 1 и 40 - в клине 2 (последние пронумерованы от 0 до 39).

По окружности клина 3 выполнена шкала угла ϕ от 0 до π по часовой стрелке и от 0 до -π в обратном направлении. Такая же шкала для угла φ выполнена по верхнему поясу клина 2.

Заданный угол θ между плоскостями Р₁ и Р₄ получают путем алгебраического сложения двухгранных углов γ и ϑ (при совмещении биссекторных плоскостей углов π-φ и π-ϕ).

Расчетные углы φ и ϕ определяются из условий минимума разности θ-γ и равенства θ-γ = ϑ,
Угол φ определяют по числу шагов N относительно поворота клиньев 1 и 2, отсчитываемых от нулевой отметки на клине 1 в следующем порядке:
N=39а+в,
где - 20≤а≤20 - число циклов фиксации;
-39<в<39 - число шагов, меньших одного цикла.

а= к' (при φ>0), а=к'-40 (при φ<0), где к' - номер прорези, последней прошедшей начальную отметку на клине 1.

в= а-к'*, где к'* - номер прорези с пластиной, прошедшей начальную отметку.

в= а-к*+40, где к* - номер прорези с пластиной, не дошедшей до начальной отметки.

Установку заданного угла θ производят в следующем порядке.

1. В составленной таблице γ (N) находят величину γ, ближайшую к заданной θ, и соответствующее число N, на которое и устанавливают пару поворотных клиньев 1 и 2.

2. По величине отклонения ϑ = θ-γ вычисляют угол ϕ по формуле

и соответственно устанавливают пару клиньев 3 и 4.

3. По шкалам на клиньях 2 и 3 совмещают биссекторные плоскости углов π-φ и π-ϕ путем относительного поворота двух пар клиньев, чтобы получить алгебраическую сумму двухгранных углов: θ = γ+ϑ
Есть возможность дать количественную оценку точности выполненной операции по установке заданного угла θ. Ошибка при этом обусловлена погрешностью при отсчете угла ϕ и в процессе сложения двухгранных углов γ и ϑ (т. е. при установке их относительного положения, определяемого углом: ψ=0 или ψ = π).

Величина суммарной ошибки равна

а ее составляющие (при ϕ = 0,Δϕ = 10^-3,Δϕ = 10^-3, θ(ψ) = γ-ϑcosψ) будут:

Максимальная величина ошибки при установке заданного угла: Δθ_max/= β•Δϕ = 5•10^-7(0,1″).с

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению. В изобретении использовано свойство кинематической пары поворотных клиньев изменять угол между плоскостями по гармоническому закону. Изобретение обеспечивает простоту конструкции, повышение точности изменения угла наклона и удобства в использовании. Стол и устройство образованы из двух пар поворотных клиньев, соединенных между собой посредством двух осей и пружины. Первую пару клиньев с углами π/6 используют для предварительной дискретной установки заданного угла в диапазоне от -60 до 60^o, а посредством второй пары клиньев с углами 5•10^-4 осуществляют коррекцию устанавливаемого угла с точностью 0,1" путем относительного поворота клиньев на расчетный угол и переносного доворота пары для алгебраического сложения двухгранных углов обеих пар клиньев. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1. Стол с изменяемым наклоном, составленный из пар поворотных клиньев, из которых первая пара используется для предварительной дискретной установки угла наклона стола, а посредством второй пары осуществляется коррекция устанавливаемого угла, отличающийся тем, что он составлен из двух пар поворотных клиньев, причем первая пара с углами используется для установки угла наклона стола в диапазоне от -60 до 60^o, а посредством второй пары клиньев с углами 5•10^-4 при зафиксированной первой паре осуществляют коррекцию с точностью 0,1" путем относительного поворота клиньев на расчетный угол и переносного доворота пары для алгебраического сложения двухгранных углов обеих пар клиньев. 2. Устройство для точной установки углов между плоскостями, образованное из пар поворотных клиньев, из которых первая пара используется для предварительной дискретной установки заданного угла, а посредством второй пары осуществляют коррекцию устанавливаемого угла, отличающееся тем, что оно образовано из двух пар поворотных клиньев, причем первую пару клиньев с углами используют для установки заданного угла в диапазоне от -60 до 60^o, а посредством второй пары клиньев с углами 5•10^-4 при зафиксированной первой паре осуществляют коррекцию угла с точностью 0,1" путем относительного поворота клиньев на расчетный угол и переносного доворота пары для алгебраического сложения двухгранных углов обеих пар клиньев.