Цель работы. Изучение методов и средств измерений зубчатых колес.

Норма точности зубчатого колеса

Степень точности

Колебание длины общей нормали

Радиальное биение зубчатого венца

Отклонение направления зуба

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 8Следующая ⇒

Нормы точности зубчатых колес и передач. Комплексные и единичные показатели качества изготовления зубчатых колес и передач называют нормами точности. В соответствии со степенью влияния на основные эксплуатационные характеристики зубчатых передач, нормы точности объединены в группы показателей называемых нормами кинематической точности, нормами плавности и нормами контакта. Отдельную группу составляют нормы бокового зазора, необходимого для компенсации погрешностей изготовления и монтажа, температурных и силовых деформаций, для предотвращения заклинивания передачи при попадании в зацепление продуктов износа.

Точность изготовления зубчатого колеса или передачи в целом в технической документации задают обозначением, например

7 – 7 – 6 – Ва ГОСТ 1643 - 81

На первом месте указана степень кинематической точности, на втором месте – степень точности по нормам плавности, на третьем – степень точности по нормам контакта (степень точности – это ряд допусков). Прописной буквой обозначается вид сопряжения (ряд основных отклонений бокового зазора, которые равны по абсолютной величине минимальному боковому зазору), строчной буквой – вид допуска бокового зазора (буквенное обозначение ряда допусков). Во многих случаях степени точности по всем нормам задают одинаковыми, а вид допуска имеет тоже буквенное обозначение, что и вид сопряжения. Тогда, например, обозначение 8 – 8 – 8 - Сс ГОСТ 1643 – 81 записывают в виде 8 – С ГОСТ 1643 – 81.

В зависимости от заданной точности изготовления (от степени точности), сложившегося метрологического обеспечения производства и с учетом других обстоятельств, при изготовлении зубчатых колес выбирают показатели качества, подлежащие измерению и контролю.

В данной лабораторной работе измеряются нормы кинематической точности – колебание длины общей нормали и радиальное биение зубчатого венца, норма контакта – погрешность направления зуба, норма бокового зазора – смещение исходного контура.

Определение колебания длины общей нормали. Длина общей нормали зубчатого колеса – расстояние между двумя параллельными плоскостями, касательными к двум разноименным активным боковым поверхностям зубьев колеса (рис. 7.1). Номинальное значение длины общей нормали определяют по формуле (для некорригированных прямозубых колес)

W=[1, 476· (2 n – 1) + 0, 01387· z] · m,

где m – модуль зацепления; n – число зубьев, захватываемых при измерениях ( с округлением до целого значения в большую сторону); z – число зубьев зубчатого колеса.

Измерение длины общей нормали производится методом сравнения с мерой - индикаторной скобой специальной конструкции, называемой нормалемером (рис. 7.2)

Рис. 7.1. Длина общей Рис. 7.2. Нормалемер модели БВ-5045

нормали W=АВ=CD

Конструкция нормалемера, применяемого для измерений в лабораторной работе, показана на рисунке 7.3. На рисунке приняты обозначения: 1 – трубка, 2 – переставная разрезная втулка, 3 – неподвижная измерительная губка, 4 – подвижная измерительная губка, 5 – плоские пружины, 6 – угловой рычаг, 7 – индикатор часового типа.

Рис. 7.3. Устройство Рис. 7.4. Расположение

нормалемера нормалемера на зубчатом колесе

Настройка нормалемера производится аналогично настройке индикаторной скобы (см. лабораторную работу №5). Последовательность настройки.

1.Установить на место индикатор часового типа 7 так, чтобы большая стрелка сделала примерно один оборот, и зафиксировать его винтом.

2.Собрать блок мер длины размером, равным номинальному размеру длины общей нормали.

3.Ключ, находящийся на торце трубки 1, вставить в прорезь втулки 2 и повернуть на 90 градусов. Не вынимая ключ отодвинуть втулку 2 на расстояние, позволяющее свободно поместить между измерительными губками 3 и 4 блок мер длины.

4.Плавно переместить втулку 2 и измерительную губку 3 вместе с блоком мер в сторону подвижной измерительной губки 4 так, чтобы большая стрелка индикатора сделала ещё один оборот (маленькая стрелка будет показывать примерно 2). Вынуть ключ. В этом положении поворотом шкалы индикатора установить нулевое показание и запомнить показание маленькой стрелки.

5.Нажав на кнопку арретира (на рисунке кнопка показана сверху рядом с индикатором), отвести от блока мер подвижную измерительную губку и удалить блок мер.

Выполнение измерений.

1.Нажать кнопку арретира и, таким образом, развести измерительные губки.

2.Расположить нормалемер на зубчатом колесе (рис. 7.4). Отпустить арретир.

3.Для придания нормалемеру устойчивого положения, прижать неподвижную измерительную губку 3 к рабочей поверхности зуба, обеспечив линейный контакт между поверхностями. В рабочем положении измерительные губки нормалемера не должны касаться закруглений (выкружек) ножек зубьев. При правильном положении нормалемера небольшое покачивание прибора в нормальной плоскости зубчатого колеса не приводит к изменению показания большой стрелки индикатора.

4.Выполнить отсчет отклонения длины общей нормали по показанию большой стрелки индикатора. Если маленькая стрелка индикатора не дошла до первоначального положения, то отсчет ведут против направления вращения часовой стрелки и записывают со знаком минус (размер длины общей нормали меньше номинального размера). Если маленькая стрелка индикатора показывает значение больше первоначального значения, то отсчет ведут по направлению вращения часовой стрелки и записывают со знаком плюс (размер длины общей нормали больше номинального размера).

5.Произвести измерения для всех групп зубьев проверяемого колеса (в лабораторной работе число измерений ограничено числом столбцов в таблице журнала).

Определение результата измерений. Для получения значения колебания длины общей нормали нет необходимости вычислять значение W. Достаточно определить разность наибольшего и наименьшего отсчетов

Определение смещения исходного контура. Боковой зазор в зубчатой передаче обеспечивается путем нарезания зубчатых колес со смещением исходного контура в тело заготовки относительно номинального положения. При этом уменьшается толщина зуба, и, вместо исходного беззазорного зацепления, получают зацепление с зазором между нерабочими поверхностями зубьев. О величине бокового зазора можно судить по смещению исходного контура или уменьшению толщины зуба в силу однозначной геометрической зависимости между ними.

Смещение исходного контура измеряют зубомерами смещения (рис. 7.5), называемыми также тангенциальными зубомерами.

Тангенциальный зубомер (рис. 7.6) состоит из рамки, являющейся основой конструкции, двух измерительных губок 1 и 2, положение которых регулируется винтом 4 и фиксируется стопорными винтами 5, индикатора часового типа 6. Плоскости двух измерительных губок 1 и 2 тангенциального зубомера, каждая из которых наклонена под углом , совместно с касательной b – b к окружности выступов зубчатого колеса воспроизводят номинальный исходный контур зубчатой рейки (рис. 7.6а, 7.6в).

Рис. 7.5. Зубомер смещения тип М

Рис. 7.6. Тангенциальный зубомер (настройка)

Настройка тангенциального зубомера.

1.В призму установить ролик 7. Ролики, диаметр которых определяется модулем зацепления измеряемого зубчатого колеса (модуль зацепления указан на поверхности ролика), и призма входят в набор приспособлений зубомера.

2.Ослабить стопорные винты 5, установить зубомер на ролик. Вращением винта 4 добиться, чтобы линии касания измерительных губок с роликом находились примерно в средней части наклонных поверхностей губок (рис. 7.6в). Зафиксировать измерительные губки стопорными винтами 5.

3.Индикатор часового типа 6 вставить в отверстие зубомера (рис. 7.5, 7.6). Опустить индикатор до касания измерительным стержнем поверхности ролика и далее так, чтобы большая стрелка индикатора сделала один – два оборота. Зафиксировать индикатор винтом. Поворотом шкалы индикатора установить нулевое показание большой стрелки. Запомнить показание маленькой стрелки.

Выполнение измерений.

1.Поместить зубомер на зуб зубчатого колеса.

2.Найти рабочее положение зубомера. Для этого покачать прибор в нормальной плоскости зубчатого колеса (в плоскости перпендикулярной оси вращения прямозубого колеса) и остановиться в тот момент, когда направление движения большой стрелки индикатора изменяется.

3.Выполнить отсчет показания индикатора. Если смещение исходного контура отсутствует, то положение измерительных губок на зубе будет соответствовать изображению на рис. 7.6в, а большая стрелка индикатора остановится на нулевом значении шкалы. При наличии смещения (при более тонком зубе) измерительные губки 1 и 2 вместе с рамкой и индикатором 6 опустятся вниз, относительно положения, показанного на рис. 7.6в, до соприкосновения с рабочими поверхностями зуба. Значение диаметра окружности вершин зубчатого колеса не зависит от смещения исходного контура, поэтому положение измерительного стержня 3 (рис. 7.6в) останется неизменным. Относительное смещение зубомера и измерительного стержня 3 приведет к увеличению показания индикатора, в чем можно убедиться, сравнивая текущее положение маленькой стрелки индикатора с первоначальным положением (при настройке). Отсчет показания большой стрелки ведем по направлению вращения часовой стрелки и записываем со знаком минус, так как смещение направлено в тело зубчатого колеса (толщина зуба и делительный диаметр уменьшились).

4.Произвести несколько отсчетов для заполнения таблицы в журнале.

Определение радиального биения зубчатого венца. Радиальное биение зубчатого венца является суммарным показателем, характеризующим несовпадение рабочей и технологической осей зубчатого колеса (технологическая ось – ось вращения зубчатого колеса при окончательной механической обработке зубьев) и отклонение формы рабочей поверхности зубьев.

Прибор для измерения радиального биения называется биениемером (рис. 7.7а).

Рис. 7.7а. Биениемер модель Б – 10М

Рис. 7.7б. Биениемер: конструкция – вид сверху

Биениемер (рис. 7.7б) состоит из станины 1, по направляющим которой перемещаются бабки 2 и 7, в центрах 3 и 6 которых устанавливается на оправке измеряемое зубчатое колесо. Один из центров неподвижный, второй убирается с помощью рукоятки 8 и возвращается в исходное положение пружиной, находящейся внутри бабки. Перпендикулярно оси центров располагается измерительная бабка 14. Положение измерительной бабки 14 можно изменять путем ее перемещения в направляющих станины 1. На измерительной бабке располагается каретка 13, несущая измерительный узел. Конструкция измерительного узла обеспечивает возвратно-поступательное перемещение цангового держателя 10, в котором закрепляется измерительный наконечник 9, рычагом 15. Для измерения этого перемещения используется индикатор часового типа или измерительная головка 12.

Выполнение измерений.

1.Измеряемое зубчатое колесо 4, установленное на оправку 5, поместить между центрами 3 и 6. Изменяя положение бабок 2 и 7, расположить зубчатое колесо напротив измерительного наконечника 9. При этом должно быть обеспечено осевое поджатие оправки пружиной бабки 7.

2.Выбрать измерительный наконечник 9, в соответствии с модулем зацепления зубчатого колеса, и закрепить его в цанговом держателе 10. Профиль измерительного наконечника имеет форму элемента нормального исходного контура. Вследствие этого, при введении измерительного наконечника во впадину между рабочими поверхностями зубьев, его положение однозначно определяет положение делительной окружности.

3.Установить на место индикатор часового типа 12 (измерительную головку) так, чтобы большая стрелка индикатора сделала полный оборот. Закрепить индикатор.

4.Установить измерительный наконечник 9 напротив середины зубчатого венца, перемещая каретку вдоль оси зубчатого колеса вращением маховика 11. Отстопорить измерительную бабку 14 рукояткой 16. Подвигая измерительную бабку 14 в направлении зубчатого колеса, ввести измерительный наконечник между зубьями до соприкосновения с боковыми поверхностями и далее, уменьшив показание индикатора на 20 – 30 делений. Застопорить измерительную бабку рукояткой 16. Вращением шкалы установить нулевое показание индикатора.

5.Записать первый отсчет показания индикатора, равный нулю. Отвести измерительный наконечник 9 от зубчатого колеса рычагом 15, повернуть рукой зубчатое колесо на один зуб. Плавно отпуская рычаг 15, ввести измерительный наконечник между зубьями и выполнить отсчет показания индикатора. Записать показание индикатора со знаком плюс, если стрелка отклонилась в направлении вращения часовой стрелки, и со знаком минус, если – в противоположном направлении.

6.Выполнить измерения последовательно для всех впадин зубчатого колеса.

7.Отстопорить измерительную бабку 14 и отвести её от зубчатого колеса. Придерживая рукой оправку с зубчатым колесом, рукояткой 8 отжать подвижный центр 6 и удалить оправку с зубчатым колесом. Снять зубчатое колесо с оправки.

Значение радиального биения зубчатого венца будет равно

Определение погрешности направления зуба. Погрешность направления зуба - расстояние по нормали между двумя ближайшими делительными линиями зуба 1, между которыми размещается действительная делительная линия зуба 2 (рис.7.8). Под делительной линией понимается линия пересечения боковой поверхности зуба зубчатого колеса делительным цилиндром.

Рис.7.8. Отклонение направления зуба

По сути погрешность направления зуба - это отклонение формы зуба в продольном сечении. Конструкция прибора для измерения отклонения направления зуба в основном соответствует конструкции биениемера. Отличие состоит в том, что измерительный наконечник перемещается в вертикальном направлении.

Выполнение измерений.

1.Измеряемое зубчатое колесо, установленное на оправку, поместить между центрами 3 и 6. Изменяя положение бабок 2 и 7, расположить зубчатое колесо напротив измерительного наконечника 9. При этом должно быть обеспечено осевое поджатие оправки пружиной бабки 7.

2.Установить на место индикатор часового типа (измерительную головку) так, чтобы большая стрелка индикатора сделала полный оборот. Закрепить индикатор. Если измерения выполняются с использованием индикатора ИРБ (см. лабораторную работу 5), то он закрепляется в цанговом держателе 10.

3.Отстопорить измерительную бабку 14 рукояткой 16. Подвигая измерительную бабку 14 в направлении зубчатого колеса, ввести измерительный наконечник между зубьями на расстояние от вершины зуба, равное модулю зацепления. Застопорить измерительную бабку рукояткой 16.

4.Перемещая каретку вдоль оси зубчатого колеса вращением маховика 11, установить измерительный наконечник напротив края зуба.

5.Повернуть зубчатое колесо в направлении измерительного наконечника снизу так, чтобы большая стрелка индикатора отклонилась на 20 – 30 делений. Вращением шкалы установить нулевое показание индикатора.

6.Вращением маховика 11 переместить каретку вдоль оси зубчатого колеса а измерительный наконечник по делительной линии до конца зуба, отметить наибольшее и наименьшее показания индикатора. Записать в таблицу разницу показаний .

7.Поворотом зубчатого колеса ослабить давление зуба на измерительный наконечник. Вращением маховика 11 вывести измерительный наконечник за пределы зубчатого колеса. Повернуть зубчатое колесо на один зуб. Вращением маховика 11 вновь ввести измерительный наконечник между зубьями. Повторить действия, изложенные в пунктах 5 и 6.

8.Выполнить измерения для нескольких зубьев.

9.Отстопорить измерительную бабку 14 и отвести её от зубчатого колеса. Придерживая рукой оправку с зубчатым колесом, рукояткой 8 отжать подвижный центр 6 и удалить оправку с зубчатым колесом. Снять зубчатое колесо с оправки.

За погрешность направления зуба принимается больший из результатов измерений

Последовательность выполнения работы.

1).Применительно к контролируемому зубчатому колесу вычислить длину общей нормали, рассчитать блок плоско – параллельных концевых мер длины и настроить индикаторный нормалемер. Выполнить последовательно несколько измерений отклонения длины общей нормали от номинального значения. (Все измерения можно начинать только после предъявления настроенного прибора преподавателю для проверки.)

2).В соответствии с модулем зацепления выбрать измерительный наконечник для контроля радиального биения зубчатого венца и установить в биениемер. Выполнить несколько последовательных измерений радиального биения.

3).Произвести измерение погрешности направления зуба.

4).Измерить смещение исходного контура с помощью тангенциального зубомера.

5).Используя таблицы 7.1 – 7.3, по заданной точности зубчатого колеса установить допуски на отклонения контролируемых параметров и по каждому из них дать заключение о годности.

Таблица 7.1. Допуски норм точности цилиндрических зубчатых колес для модулей m=3, 5 мм – 6, 3 мм (ширина зубчатого венца до 40 мм, делительный диаметр до 125 мм), мкм (ГОСТ 1643)

Таблица 7.2. Передачи зубчатые цилиндрические. Нормы бокового зазора. Наименьшее смещение исходного контура , мкм (ГОСТ 1643)

Вид сопря-жения	Степень точности по нормам плавности	Делительный диаметр зубчатого колеса, мм
До 80	Св.80 до 125	Св. 125 до 250
С		-80	-100	-110
	-90	-110	-120
	-100	-120	-140
В		-140	-160	-180
	-140	-160	-200
	-160	-180	-200
	-160	-200	-220
А		-200	-250	-280
	-220	-280	-300
	-250	-280	-350
	-280	-300	-350
	-280	-350	-400

Вопросы для самопроверки

1.Что понимается под нормой точности зубчатого колеса или передачи?

2.По какому принципу группируются нормы точности?

3.Назовите группы норм точности.

4.В какой последовательности указываются требования к нормам точности в обозначении точности зубчатого колеса?

5.Приведите названия и назначение средств измерений, используемых в лабораторной работе.

6.Дайте пояснение понятий длина общей нормали, радиальное биение зубчатого венца, погрешность направления зуба, боковой зазор.

7.Приведите последовательность настройки приборов и выполнения измерений.

Таблица 7.3. Передачи зубчатые цилиндрические. Нормы бокового зазора. Допуски на смещение исходного контура , мкм (ГОСТ 1643)

Вид сопряже-ния	Вид допуска бокового зазора	Допуск на радиальное биение зубчатого венца, мкм (в соответствии с таблицей 7.1)
Св. 25 до 32	Св. 32 до 40	Св. 40 до 50	Св. 50 до 60	Св. 60 до 80	Св. 80 до 100	Св.100 до 125	Св.125 до 160
H, E D C B A	h d c b a z y x

Лабораторная работа 8.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 Следующая ⇒