Как определить степень точности колеса
Обновлено: 02.07.2024
Зубчатые колеса изготовляют с погрешностями, вызываемыми погрешностями профиля зубообрабатывающих инструментов (фрез, долбяков), неточностью их установки на станке, отклонения размеров и формы заготовки, а так же неточностью установки заготовки на станке, погрешностями в кинематических цепях станка. Совместное действие перечисленных погрешностей приводит к кинематической погрешности колеса, неплавности его работы и нарушению прилегания поверхности зубьев как по длине, так и по высоте зуба. Предельное отклонение параметров зубчатого колеса ограничены системой допусков.
По точности изготовления зубчатые колеса разделяют на 12 степеней точности (в порядке убывания точности).
Степень точности –заданный уровень допустимого несоответствия знаний их действительных параметров расчетным (номинальным) значением. Допуски установлены для степеней точности от 3-й, до 12-й. Для 1-й и 2-й степени точности допуски будут вводиться по мере надобности. В машиностроении, например, применяют зубчатые передачи следующих степеней точности:
- 3 – 6-й – в редукторах турбин;
- 4 – 7-й – в авиадвигателях;
- 8 – 11-й – в грузоподъемных и сельскохозяйственных машинах.
Измерительные или образцовые колеса изготовляют по 3 – 5-й степени точности.
Для дифференциации точности колес в зависимости от их служебного назначения зубчатые передачи условно подразделяют на отсчетные, скоростные, силовые и общего назначения. К отсчетным относят передачи с высокой кинематической точностью, например колеса, входящие в кинематические цепи приборов, станков, следящих устройств, а так же колеса координатных измерительных машин.
Важнейшим требованием работы скоростных передач автомобилей, станков, двигателей и турбин является плавность и бесшумность работы при высоких частотах вращения.
Силовые передачи – передачи грузоподъемных машин, тракторов и штампов. При работе такой передачи должна быть обеспечена полнота контакта зубьев в зацеплении.
В соответствии с перечисленными группами передач построена система допусков на зубчатые колеса. Все показатели точности передач и колес сгруппированы в 3 нормы точности, характеризующие кинематическую точность, плавность работы и контакт зубьев.
Нормы кинематической точности определяют точность передачи вращения с одного вала на другой, т.е. величину полной погрешности (ошибки) угла поворота ведомого зубчатого колеса в пределах его полного оборота. Нормы плавности работы характеризуют равномерность вращения или степень плавности изменения кинематической погрешности передач. Нормы контакта зубьев отражают полноту прилегания поверхностей зубьев сопряженных колес в передаче.
Степени точности назначают для каждой из норм точности дифференцированно с учетом того, к какой группе относится данная передача, т.е. допускается комбинирование степеней точности – назначение для всех норм разных степеней точности. Для передач общего назначения для всех норм точности назначают одинаковую степень точности, например 7-ю степень. При комбинировании степеней точности требуется, чтобы нормы плавности работы были не более, чем на 2 степени точнее или на 1 степень грубее нормы плавности. В результате комбинирования степеней точности по 3-ем нормам улучшаются эксплуатационные качества колеса без значительного повышения стоимости его изготовления.
Не зависимо от точности изготовления передач и колес (нормы кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев) дополнительно назначают требования к боковому зазору между нерабочими профилями зубьев в собранной передачи, объединенные в норму бокового зазора.
Боковой зазор обеспечивает небольшой люфт (поворот) зубчатого колеса в передаче при заторможенном или неподвижном втором колесе. Зазор необходим для предотвращения заклинивания передачи при ее нагреве во время работы, для компенсации ошибок монтажа и для обеспечения смазывания колес. Зазор Jnmin показан на рисунке 51а.
Для зубчатых передач с модулем св.1 мм. Установлено 6 видов сопряжений А, В, С, Д, Е и Н (рисунок 56), которые определяют величину гарантированного наименьшего бокового зазора Jn min.
Для зубчатых передач с модулем до 1 мм предусмотрено 5 видов сопряжения D, E, F, G, Y. На каждый вид сопряжений установлен допуск Тin бокового зазора, обозначенный строчной буквой латинского алфавита. Например, для передач с модулем св. 1 мм видом сопряжения H и E соответствует вид допуска на боковой зазор h, сопряжениям D, C, B, и F – соответственно в виде допусков d, c, b, и a. Вместо предусмотренных выше видов допуска для каждого вида сопряжения при необходимости могут быть использованы увеличенные допуски x, y, z. Таким образом, соответствие между видом сопряжений зубчатых колёс в передачи и видом допуска на боковой зазор можно не менять. Для передач с модулем до 1 мм видом сопряжений D и E соответствует вид допуска на боковой зазор е, а видом сопряжений F, G и H – виды допусков f, g, h соответственно.
Рисунок 56 - Боковой зазор зубчатого зацепления:
а-виды сопряжений и допуски Тin на боковой зазор–б.
Для нерегулируемых передач с модулем св. 1 мм установлено 6 классов отклонения межосевого расстояния, обозначаемых в порядке убывания точности римскими цифрами I, II, III, IV,V,VI, а для передач с модулем до 1 мм 5 классов: II, III, IV, V, VI. Гарантированный боковой зазор в каждом сопряжении обеспечивается при соблюдении предусмотренных классов отклонений межосевого расстояния.
Например для передач с модулем св. 1 мм сопряжения H и E обеспечиваются при II классе, а сопряжения D, C, B, и A–соответственно при III, VI и I классах; для передач с модулем до 1 мм сопряжения H – при классе, а сопряжения G, F, E, и D–при III, IV,V и VI классах соответственно. В обоснованных случаях это соответствие между видом сопряжения и классом отклонений межосевого расстояния может изменяться.
Структура допусков для цилиндрических зубчатых колёс и передач приведена на рис.55.
Показатели точности зубчатой передачи являются комплексными, поэтому контроль по указанному показателю предпочтителен. Если кинематическая точность и плавность работы собранной передачи соответствует требованиям стандарта, то контроль колёс в отдельности по этим нормам не проводится. При раздельном предварительном контроле колёс, входящих в передачу, контроль собранной передачи не является обязательным это положение распространяется и на контроль по нормам контакта зубьев. Каждый показатель точности ограничивается допуском, обозначаемым аналогично показателю точности но с опущенной в индексе последней буквой r (r-реальный). Например, показатель Fio–небольшая кинематическая погрешность передачи, а Fio–допуск на кинематическую погрешность в передачи; Frr–это радиальное биение зубчатого венца, а Fr–допуск на радиальное биение зубчатого венца. Наименование показателей точности приведено ниже при рассмотрении норм точности.
Виды сопряжений зубьев колёс в передачи влияют на нормальную работу передачи и в значительной степени определяются наличием гарантированного бокового зазора.
Боковой зазор Jn – это зазор между неработающими профилями зубьев сопряженных колёс, определяемый в сечении перпендикулярно направлению зубьев, в плоскости, касательной к основной окружности.
Боковой зазор в собранной открытой передачи можно контролировать с помощью индикатора, установленного измерительным стержнем на боковую активную поверхность зуба. При этом сопрягаемое колесо должно быть застопорено. Покачиванием колеса от упора выбирают боковой зазор, который будет равен наибольшей разности показаний индикатора.
В закрытых передачах боковой зазор измеряется с помощью свинцовой проволоки, закладываемой между рабочей поверхностью зубьев. Измеряя толщину свинцовой проволоки после проворачивания колеса, определяют величину бокового зазора.
Боковой зазор предназначен для создания необходимых условий смазки зубьев, компенсации погрешностей изготовления колеса и сборки передачи, компенсации температурных деформаций в передаче. Недостаточность величины бокового зазора может привести к заклиниванию передач. С другой стороны, чрезмерное увеличение создает опасность возникновения ударов при реверсировании передачи.
В слабонагруженных механизмах, где рабочая температура незначительна, межосевое расстояние невелико, боковой зазор может быть равен нулю. Но в зубчатых передачах тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин должен быть определенный гарантированный боковой зазор. Его можно определить через отклонение средней длины общей нормали и через отклонение толщины зуба.
Наименьшее отклонение толщины зуба Ecs - наименьшее предписанное уменьшение постоянной хорды осуществляемое с целью обеспечения в передаче гарантированного бокового зазора.
Толщину зуба по постоянной хорде S (рис. 57) измеряют штангензубомером (рис 59).
Штангензубомер состоит из. двух штанг, перпендикулярно одна к другой и составляющих одно целое, двух недвижных рамок с нониусами и механизмами микрометрической подачи.
Рисунок 57 - Толщина зуба по постоянной хорде.
Толщину зуба измеряют по постоянной хорде. Для того, чтобы измерение выполнить именно по постоянной хорде, упор необходимо установить по вертикальной штанге на расстоянии от кромок измерительных наконечников, равном
,(18)
где m–модуль, зубчатого колеса, мм.
| Допуски цилиндрических зубчатых колес и передач | |||||
| Степени точности | |||||
| нормы | |||||
| Кинематической точности | Плавности работы | Контакта зубьев | Норма бокового зазора | ||
| Виды сопряжений | |||||
| A | B | C | D | E | H |
| Показатели точности зубчатой передачи | |||||
 |  | fxr и fyr Суммарное пятно контакта. Мгновенное пятно контакта | for – нерегулируемого расположения осей; Jn min - регулируемого расположения осей | ||
| Показатели точности зубчатого колеса | |||||
 FPr и FPkr Fcr и Frr  FvWr и Frr  Frr и FPr |  fzkr fPbr и ffr  fPbr и fPtr fPbi | FBr, Fkr FPxnr и Fkr fPbr и FPxnr | EHr, EWmr EWr; Ecr  |
Рисунок 58 - Структура допусков для цилиндрических зубчатых колёс и передач.
Рисунок 59 - Штангензубомер.
При измерении следует внимательно следить, чтобы между упором штангензубомера и вершиной зуба не было просвета. Номинальный размер толщины зуба (для некорригированных колес при α=20°) определяется по формуле:
(19)
Однако на практике определяют не толщину зуба, а длину постоянной хорды S.
Постоянная хорда зуба S равна отрезку прямой, соединяющей точки правой и левой эвольвентной боковых поверхностей зуба цилиндрического зубчатого колеса. Положение этих точек определяется нормалями, проведенными к боковым поверхностям зуба из точки пересечения делительной окружности зубчатого колеса с осью зуба.
Для измерения постоянной хорды необходимо знать расстояние hs между касательной, проведенной к вершине зуба и постоянной хордой.
Принцип измерения длины хорды ясен из рис. 59. Штангензубомеры, обеспечивающие точность отсчета до 0,2 мм, выпускают двух типоразмеров: для измерения зубчатых колес с модулем от 1 до 18 мм и от 5 до 36 мм.
К их недостаткам относятся низкая точность измерения, быстрый износ кромок измерительных наконечников, влияние на результаты измерения погрешности установки упора и погрешности окружности выступов.
Практическая часть
1. По чертежу детали установить;
–степень по норме кинематической точности:
–степень по норме плавности работы;
-допуск бокового зазора;
–число зубьев (Z).
2. Рассчитать номинальный размер толщины зуба по постоянной хорде, если угол профиля исходного контура α=20°,
(20)
3. Рассчитать диаметр делительной окружности:
(21)
4. По приложению Д определить верхнее отклонение толщины зуба (Ecs) с учетом величины диаметра делительной окружности, степени точности по нормам плавности работу зубчатой передачи, вида сопряжения.
5. Определить величину допуска на радиальное биение зубчатого венца (Fr) по приложению Е с учетом диаметра делительной окружности и величины модуля, в соответствии с нормой кинематической точности или по чертежу детали.
6. Определить допуск на толщину зуба Тс по приложению Ж с учетом вида сопряжения, допуска на боковой зазор, допуска на радиальное биение зубчатого венца.
7. Рассчитать нижнее отклонение толщины зуба:
(22)
8. Записать номинальный размер толщины зуба и величины предельный отклонений
9.Рассчитать расстояние от вершины зуба до постоянной хорды hs:
(23);
10. Установить упор вертикальной штанги штангензубомера в соответствии с рассчитанной величины hs (для того, чтобы измерение выполнить именно по постоянной хорде.
11. Измерить действительную величину толщины зуба с помощью горизонтальной штанги штангензубомера. Выполнить измерения 4-х зубьев в диаметрально противоположных направлениях. Рассчитать среднее арифметическое значение действительного размера.
12. Рассчитать предельные значения толщины зубьев.
13. Принять решение о годности размера.
14. В случае исправимого брака назначить вид необходимой механической обработки.
Контрольные вопросы
1) Назначение бокового зазора в зубчатой передаче?
2) Что называется постоянной хордой?
3) Устройство штангензубомера?
4) Перечислите недостатки штангензубомера?
5) Объясните настройку штангензубомера для измерения толщины зуба по хорде делительной окружности?
6) Напишите формулы определения толщины зуба по делительной окружности?
Лабораторная работа №8
ОФОРМЛЕНИЕ ПЕРВИЧНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ СЕРТИФИКАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.
Точность изготовления зубчатых колес и передач задается степенью точности, а требования к боковому зазору - видом сопряжения по нормам бокового зазора.
Пример условного обозначения точности цилиндрической передачи со степенью точности 7 по всем трем нормам, с видом сопряжения зубчатых колес Си соответствием между видом сопряжения и видом допуска на боковой зазор (вид допуска на боковой зазор - с), а также между видом сопряжения и классом отклонений межосевого расстояния:
При комбинировании норм разных степеней точности в изменении соответствия между видом сопряжения и видом допуска на боковой зазор, но при сохранении соответствия между видом сопряжения и классом отклонений межосевого расстояния точность зубчатых колес
и передач обозначается последовательным написанием трех цифр и двух букв.
Первая цифра обозначает степень по нормам кинематической точности, вторая - степень по нормам плавности работы, третья - по нормам контакта зубьев, первая из букв - вид сопряжения, а вторая - вид допуска на боковой зазор.
Цифры между собой и от слитно пишущихся букв разделяются тире.
Пример условного обозначения точности цилиндрической передачи со степенью 8 по нормам кинематической точности, со степенью 7 по нормам плавности, со степенью 6 по нормам контакта зубьев, с видом сопряжения В, видом допуска на боковой зазор а и соответствием между видом сопряжения и классом отклонений межосевого расстояния:
Примечание. В случаях, когда на одну из норм не задается степень точности, взамен соответствующей цифры указывается буква N. Например,
и уменьшенный гарантированный боковой зазор. Здесь j" ^ и /0 - табличные значения гарантированного бокового зазора и предельного отклонения межосевого расстояния для данного вида сопряжения;
Amin - рассчитанный гарантированный боковой зазор; f'a - отклонение межосевого расстояния для более грубого класса.
Пример условного обозначения точности цилиндрической передачи со степенью точности 7 по всем нормам, с видом сопряжения зубчатых колес С, видом допуска на боковой зазор а и классом отклонений межосевого расстояния V (при межосевом расстоянии
передачи а,у = 450 мм, j'"mi"= 128 мкм):
Примечание. При принятии более точного класса отклонений межосевого расстояния наименьший боковой зазор в передаче будет больше бокового зазора, указанного в ГОСТ 1643-81. Его величина, рассчитанная по той же формуле, может не указываться в условном обозначении точности передач.
Известны три метода выбора степеней точности: расчетный - когда для отдельных норм точности их назначают на основе расчета (например, на основе кинематического расчета погрешностей всей передачи и допустимого угла рассогласования можно найти необходимую степень по нормам кинематической точности; из расчета динамики передачи - степень точности по нормам плавности; расчет на прочность - степень точности по нормам контакта); опытный - когда их выбирают для проектируемых передач, руководствуясь опытом эксплуатации зубчатых передач аналогичного назначения (обязательно используется принцип комбинирования норм точности). При комбинировании нужно учитывать, что нормы плавности работы колес и передачи могут быть не более чем на две степени грубее норм кинематической точности; нормы контакта зубьев можно назначать точнее норм плавности колес и передач, а также и на одну степень грубее норм плавности; табличный - когда их подбирают по таблицам, содержащим рекомендации по применению отдельных степеней точности.
В табл. 5.64 приведены обобщенные рекомендации по применению степеней точности для передач различных машин. Рекомендации являются ориентировочными и могут быть откорректированы на основе обобщения опыта изготовления передач в данной отрасли, а в табл. 5.65 - диапазоны колебания степеней точности зубчатых колес в различных машинах. При выборе степени точности зубчатых колес и передач по табл. 5.64 необходимо учитывать назначение и условия работы передачи, метод нарезания зубьев, окружную скорость зубчатых колес, характер и величину нагрузок, требования к точности и плавности их вращения и другие эксплуатационные характеристики. Например, при окружной скорости прямозубых колес, равной 15 м/с, применяют 6-ю степень точности.
Допуски цилиндрических зубчатых передач нормируются ГОСТ 1643-81 и распространяется на эвольвентные цилиндрические зубчатые передачи внешнего и внутреннего зацеплений с прямозубыми косозубыми и шевронными зубчатыми колёсами с делительным диаметром до 6300 мм, шириной венца или полушеврона до 1250 мм, модулем зубьев от 1 до 56 мм.
По точности изготовления все зубчатые колёса разделены на 12 степеней точности, причём числовые значения для допусков 1-й и 2-й степеней точности не регламентируются.
Степень точности - заданный уровень допустимого несоответствия значений их действительных параметров расчётным значениям (номинальным). Нормы степеней точности 3-5 предназначены для измерительных колёс, в зацеплении с которыми контролируются зубчатые колёса Наиболее широко распространенными являются колёса 6-9-й степеней точности.
Для каждой степени точности зубчатых колёс и передач устанавливаются три вида норм: кинематической точности, плавности работы, контакта зубьев.
Кинематическая точность колёс определяет несогласованность поворота колеса при его зацеплении с ведущим точным колесом. Нормам кинематической точности особое значение придаётся в делительных передачах управляющих или следящих систем.
Плавность работы характеризует равномерность хода колёс. Нормы плавности работы колеса имеют наибольшее значение, когда предъявляются требования к бесшумной работе передачи и отсутствии вибраций, например для автомобильных и тракторных зубчатых колёс, входящих в коробку скоростей.
Контакт зубьев определяет величину и расположение области прилегания боковых поверхностей зубьев сопряжённых колёс в передаче, что важно для тяжелонагруженных передач, работающих с невысокими скоростями без реверсирования.
Указанные три вида норм могут комбинироваться из разных степеней точности, причём нормы плавности работы колеса могут назначаться не более чем на две степени точнее или на одну степень грубее степени кинематической точности; нормы контакта зубьев могут назначаться по любым степеням более точным, чем нормы плавности.
Выбор степени точности передачи производится конструктором на основе конкретных условий работы передачи и тех требований, которые к ней предъявляются (окружной скорости, передаваемой мощности, режима работы, требований к кинематической точности, плавности и бесшумности работы, долговечности и т. д.).
При выборе степеней точности рекомендуется использовать следующие методы (3, 4): расчётный, опытный и табличный. Наиболее предпочтительным является расчётный метод, при котором необходимая степень точности определяется на основе кинематического расчёта погрешностей всей передачи и допустимого угла рассогласования по нормам кинематической точности; расчёта динамики передачи, вибраций или шумовых явлений по нормам плавности работы и в некоторых случаях по нормам кинематической точности; расчёта на контактную прочность и долговечность по нормам контакта и в некоторых случаях по нормам плавности.
При опытном методе степень точности вновь проектируемой передачи принимают аналогичной степени работающей передачи, для которой имеется положительный опыт эксплуатации.
При табличном методе выбора степеней точности используют обобщённые рекомендации и таблицы, в которых содержатся примерные значения окружных скоростей для каждой степени точности и примеры использования норм точности (табл. 22).
Таблица 22. Рекомендации по применению степеней точности для зубчатых колёс при m > 1 мм
Окружная скорость м/с,
Для нормальной работы зубчатой передачи независимо от точности изготовления дополнительно назначают требования к боковому зазору между нерабочими профилями зубьев в собранной передаче, объединённые в норму бокового зазора. Боковой зазор необходим для компенсации погрешностей изготовления и монтажа передачи, для устранения возможного заклинивания при нагреве, обеспечения условий протекания смазочного материала и ограничения мертвого хода при реверсировании отсчётных и делительных реальных перадач.
Система допусков на зубчатые передачи устанавливает гарантированный боковой зазор , которым является наименьший предписанный боковой зазор, не зависящий от степени точности колёс и передачи и определяемый шестью видами сопряжений: А; В; С; D; E; H (в порядке уменьшения ).
Для определения величины поля допуска согласно ГОСТ 1643-81 установлено восемь допусков на боковой зазор: a, b, c, d, h, z, y, x.
Назначение бокового зазора оказывает влияние не только параметры колёс, но и межосевое расстояние передачи, поэтому стандартом установлены ряды точности, состоящие из шести классов отклонений межосевого расстояния, обозначаемые в порядке убывания точности римскими цифрами от I до V1. Гарантированный боковой зазор в каждом сопряжении обеспечивается при соблюдении предусмотренных классов отклонений межосевого расстояния.
Таблица 22. Рекомендуемые соотношения между видами сопряжений и классами отклонений межосевого расстояния
| Вид сопряжения | Степень точности по нормам плавности работы | Рекомендуемый вид допуска | Класс отклонения межосевого расстояния |
| A | 3-12 | a, x, y, z | VI |
| B | 3-11 | b | V |
| C | 3-9 | c | IV |
| D | 3-8 | d | III |
| E | 3-7 | h | II |
| H | 3-7 | h | II |
© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.003)
Для заданной зубчатой передачи расшифровать обозначения, выбрать и обосновать показатели контрольного комплекса, дать определение каждому из них с приведением необходимых графических интерпретаций. Для выбранных показателей определить допуски и предельные отклонения, выбрать универсальные средства измерения для контроля, привести схемы контроля с кратким описанием измерительных процедур.
Зубчатые передачи предназначены для передачи крутящих моментов от ведущего вала ведомому. Тяжело нагруженные зубчатые передачи, это передачи в редукторах и коробках скоростей тяжелых машин, передачи подъемно-транспортных механизмов, штамповочных и ковочных прессов и т.д. Зубчатые колеса таких передач обычно характеризуются большими модулями и имеют относительно широкие зубчатые венцы. К этим передачам обычно не предъявляют высоких требований по точности угловых перемещений при вращении. При передаче больших крутящих моментов нужен надежный контакт зубьев по боковым поверхностям и максимальное использование площади рабочих поверхностей зубьев.
Для зубчатого колеса m=4 мм, z=30 заданы степени точности по нормам точности: 12-В.
- 12 - по норме кинематической точности;
- 12 - по норме плавности;
- 12 - по норме полноты контакта зубьев;
В - вид сопряжения зубьев в зацеплении.
В - вид сопряжения зубчатой передачи;
b - вид допуска на боковой зазор (соответствует виду сопряжения В).
Обозначение данного колеса: 12-В ГОСТ 1643-81.
Определяем допуски предельные отклонения показателей, составляющих контрольные комплексы по ГОСТ 1643-81:
Делительный диаметр d:
Выбираем комплексы контроля зубчатого колеса.
Стандартом регламентированы контрольные комплексы показателей . Каждый из контрольных комплексов устанавливает показатели, необходимые для контроля зубчатого колеса по всем назначенным нормам точности, причем все стандартные комплексы равноправны.
При выборе контрольного комплекса учитываем функциональные возможности приборов.
Так некоторые приборы предназначены для контроля только одного параметра (эвольвентомер - для контроля профиля зуба, шагомер - для контроля шага зацепления), другие позволяют контролировать несколько параметров, в том числе и относящиеся к разным нормам точности. Так межосемер можно использовать для контроля колебания межосевого расстояния за оборот колеса (показатель из норм кинематической точности), колебание межосевого расстояния на одном зубе (показатель из норм плавности), отклонение межосевого расстояния от номинального и (показатели из норм бокового зазора). На этом же приборе можно проконтролировать и пятно контакта.
Исходя из приведенных условий для зубчатого колеса, выбираем контрольный комплекс, включающий следующие показатели:
- - Радиальное биение зубчатого венца Frr - разность действительных предельных положений исходного контура в пределах зубчатого колеса (от его рабочей оси). Радиальное биение зубчатого венца характеризует радиальную составляющую кинематической погрешности.
- - Погрешность обката Fcr - составляющая кинематической погрешности зубчатого колеса, определяемая при вращении его на технологической оси и при исключении циклических погрешностей зубовой частоты и кратных ей более высоких частот. Погрешность обката может определяться как погрешность кинематической цепи деления зубообрабатывающего станка (показатель из норм кинематической точности).
Рисунок 7.1 - Характер изменения радиального биения зубчатого венца Fr и погрешности обката Fс
- Отклонение шага зацепления fpbr - разность между действительным и номинальными шагами зацепления. Действительный шаг зацепления равен кратчайшему расстоянию между двумя параллельными плоскостями, касательными к двум одноименным активным боковым поверхностям соседних зубьев зубчатого колеса.
Рисунок 7.2 - Схема определения отклонения шага зацепления по fpbr
I - номинальный шаг зацепления;
II - действительный профиль зуба;
III - номинальный профиль зуба;
IV - действительный шаг зацепления.
Отклонение шага fptr - дискретное значение кинематической погрешности зубчатого колеса при его повороте на один номинальный угловой шаг.
Рисунок 7.3 - Схема определения отклонения шага по fptr.
где цr - действительный угол поворота зубчатого колеса;
z - число зубьев зубчатого колеса;
k=1 - число целых угловых шагов;
r - радиус делительной окружности зубчатого колеса.
- Погрешность направления зуба Fвr - расстояние между двумя ближайшими друг другу номинальными делительными линиями зуба в торцовом сечении, между которыми размещается действительная линия зуба, соответствующая рабочей ширине зубчатого венца или полушеврона. Под действительной делительной линией зуба понимается линия пересечения действительной боковой поверхности зуба зубчатого колеса делительным цилиндром, ось которого совпадает с рабочей осью.
Рисунок 7.4 - Схема определения погрешности зуба Fвr
I - действительная делительная линия зуба; II - номинальные делительные линии зуба; III - ширина зубчатого венца; IV - рабочая ось зубчатого колеса.
- - Наименьшее отклонение толщины зуба ECs - наименьшее предписанное уменьшение постоянной хорды, осуществляемое с целью обеспечения в передаче гарантированного бокового зазора.
- - Допуск на толщину зуба TC - показатель, обеспечивающий гарантированный боковой зазор.
Назначаем допуски и предельные отклонения для выбранных показателей по ГОСТ1643-81:
1. По нормам кинематической точности - 12-я степень точности.
Fr - допуск на радиальное биение зубчатого венца:
Fc - допуск на погрешность обката:
2. По нормам плавности работы - 12-я степень точности.
- предельные отклонения шага зацепления.
погрешность отклонения шага.
- 3. По нормам полноты контакта зубьев - 12-я степень точности.
- - допуск на направление зуба.
- 4. По нормам бокового зазора - 12-я степень точности.
наименьшее отклонение толщины зуба для зубчатых колес с внешними зубьями.
допуск на толщину зуба.
Показатель Frr легко определять в цеховых условиях на биениемере (например, Б-10М, Б-10М.03 и др.) (рисунок 7.5). Для контроля радиального биения зубчатого венца применяется прибор Б-10М:
Рисунок 7.5 - Прибор биениемер Б-10М
ГОСТ 1643-81 определяет радиальное биение зубчатого венца как разность действительных предельных положений исходного контура в пределах зубчатого колеса. Схема измерения радиального биения представлена на рисунке 7.6.
Одиночный зуб 1 эвольвентной рейки (исходного контура) занимает определенное положение во впадине зубчатого колеса 2 (показано сплошными линиями). Положение зуба рейки в следующей впадине (показано пунктиром) при наличии радиального биения зубчатого венца будет отличаться от предыдущего.
Биение зубчатого венца - наибольшая разность положений исходного контура во всех впадинах колеса.
Рисунок 7.6 - Схема измерения:
1 - зуб эвольвентной рейки; 2 - зубчатое колесо
Рисунок 7.7 - Схемы биениемера:
а) схема измерения с использованием тангенциальным наконечником; б) схема измерения с шариковым наконечником; 1 - наконечник биениемера; 2 - индикатор; 3 - пружина растяжения
Измерение радиального биения осуществляется за счет измерительных наконечников специальной формы и размера: в виде конуса с углом 40° для контроля колес внешнего зацепления и в виде шарика для колес внутреннего зацепления. Путем дискретного проворачивания зубчатого колеса вручную наконечник последовательно вводится в каждую впадину. Разность положений наконечника за полный оборот колеса характеризует величину радиального биения зубчатого венца. Дополнительно прибор может комплектоваться наладкой Б-10М.03 для контроля направления контактной линии зубчатых колес. Для измерения колебания длины общей нормали применяются приборы, имеющие две параллельные плоскости, соприкасающиеся с профилями зубьев.
Отклонение направления зуба Fвr определяют на специальных приборах - ходомерах (рисунок 7.8), например, мод. БВ-5034 (для косозубых колес) или БВ-5055 (для прямозубых или косозубых колес). После предварительной настройки прибора измерительный наконечник, контактирующий с боковой поверхностью проверяемого зуба, описывает относительно оси колеса теоретическую винтовую линию. Это обусловлено кинематической связью в приборе поступательного движения измерительного наконечника вдоль оси контролируемого колеса с углом поворота этого колеса. Большинство выпускаемых в настоящее время эвольвентомеров (например, мод. БВ-5062) приспособлено для контроля направления зуба.
Рисунок 7.8 - Схема ходомера
На рисунке показана схема ходомера, предназначенного для контроля погрешности направления зуба.
На подвижном в продольном направлении столе 1 центрами зажимают контролируемое колесо 2. На шпинделе закреплен барабан 3, который получает вращение через ленты при движении поперечной каретки 4. Эта каретка упирается в клиновую линейку, устанавливаемую под углом с помощью угломерного лимба 5 и нониусного микроскопа 6. Каретка 4 получает движение в поперечном направлении при продольном перемещении стола 1. Измерительная каретка 9 в процессе контроля хода винтовой линии остается неподвижной.
Для контроля накопленной погрешности шага колеса используют лимб 10 и микроскоп 11, позволяющий поворачивать шпиндель прибора и контролируемого колеса на номинальную величину углового шага; при этом освобождается барабан 3. При измерении стол 1 остаётся неподвижным, а измерительная каретка отводится в радиальном направлении после снятия каждого отсчёта. Для контроля осевых шагов колеса применяют шкалу 7, закреплённую на подвижном столе 1 отсчётный микроскоп 8, связанный с измерительной кареткой 9. По шкале 7 отсчитывают номинальную величину одного или нескольких осевых шагов, а по отсчетному устройству измерительной каретки - величину отклонения. Измерительная каретка позволяет поворачивать отсчетную головку с измерительным рычагом, благодаря чему отклонения осевых шагов могут быть отсчитаны в направлении, нормальном к поверхности зуба.
Шаг зацепления f pbr контролируют с помощью накладных шагомеров, снабженных измерительными наконечниками. При контроле зубчатого венца перемещение измерительного наконечника фиксируется встроенным отсчетным устройством.
Рисунок 7.9 - Накладной шагомер:
- 1 -- контролируемое колесо;
- 2, 3 и 4 -- измерительные наконечники;
- 5 - двухстороннее отсчётное устройство.
Показанный на рис. 4.11 штангензубомер предназначен для измерения зубчатых колес с модулем от 5 до 36 мм. Он состоит из двух штанг 1 и 2, расположенных под прямым углом одна к другой. По штанге 2, имеющей губку 4, перемещается высотная линейка 6 с рамкой, а по штанге 1 -- рамка с подвижной губкой 5. Высотную линейку и подвижную губку точно устанавливают микрометрическим винтом и закрепляют зажимами 3. При измерении высотную линейку 6 устанавливают на вершину зуба, а губку 4 прижимают к левой стороне профиля зуба. Затем, вращая гайку 8, перемещают вдоль штанги 1 рамку с губкой 5 и подводят ее к правой стороне профиля зуба. Установив размер по шкалам штанг 1 и 2 и нониусу 7, закрепляют рамки винтами 3 и проверяют шаг и высоту всех зубьев колеса. Толщину зуба измеряют по постоянной хорде
Рисунок 7.10 - Штангензубомер для измерения хорды зуба
Погрешность обката Fcr обычно выявляют на кинематомерах (схема рис.1.6.12), позволяющих установить несогласованность движения режущего инструмента (фрезы) и заготовки зубчатого колеса (стола станка) при зубообразовании. Так, на зубофрезерных станках преобразователь 1 выдает импульсы, характеризующие угловое положение етола станка, а преобразователь 2 - импульсы, характеризующие положение шпинделя. Блок 3 служит для приведения масштаба импульсов высокоскоростного звена 2 к масштабу тихоходного звена 1 станка. После сравнения импульсов в устройстве 4 разность фаз, пропорциональная погрешности углового положения шпинделя относительно стола станка, регистрируется самописцем 5.
Читайте также: