Секацкий В.С., Мерзликина Н.В. Методы и средства измерений и контроля

Подождите немного. Документ загружается.

193

Нормы бокового зазора

Для колес

1. Наименьшее дополнительное

смещение исходного контура

2. Наименьшее отклонение средней

длины общей нормали

3. Наименьшее отклонение длины

общей нормали

4. Наименьшее отклонение

толщины зуба

5. Верхнее предельное отклонение

измерительного межосевого

расстояния

wms

′′

Примечание. Зависимость значения номинального коэффициента осевого

перекрытия и степени точности по нормам контакта:

Ст. точности 3,4 5 6 7 8

Коэф. осевого

перекрытия ε

1,25 1,5 2,0 2,5 3,0

* Передачи или колеса с коэффициентом менее указанного в примечании.

* Передачи или колеса с ε

большим или равным указанному в примечании.

11.2. Средства для проверки норм кинематической точности

Комплексным показателем норм кинематической точности является

кинематическая погрешность зубчатого колеса. Кинематической

погрешностью называется разность между действительным и расчетным

углами поворота зубчатого колеса, проворачиваемого ведущим образцовым

зубчатым колесом.

Измерение кинематической погрешности зубчатых колес

осуществляется на приборах мод. БВ-608к, БВ-5053, УМК-5 и др. Схема

внешний вид прибора БВ-608к приведены на рис. 2.

Измеряемое колесо 1 (рис. 11.2,

а) закрепляют на оправке 2. Эталонное

колесо 4 посажено на втулку 5, которая имеет возможность углового

проворота (проскальзывания) относительно оправки 2. Проверяемое 1 и

эталонное 4 колеса одновременно находятся в зацеплении с широким

колесом 3. При вращении зубчатых колес из-за наличия кинематической

погрешности проверяемого колеса будет происходить проскальзывание

втулки 5 с эталонным колесом 4 относительно оправки 2 с измеряемым

колесом 1.

Величину угла проворота фиксирует датчик 6. Сигнал датчика

усиливается и записывается на диаграммной ленте за один оборот колеса (см.

рис. 11.2,

б).

Величина кинематической погрешности

определяется как

алгебраическая разность между наибольшим и наименьшим показаниями

прибора за один оборот колеса.

194

Рис. 11.2. Схема и прибор для измерения кинематической погрешности

зубчатых колес

Прибор БВ-608к (рис. 11.2,в) имеет промежуточное колесо 5,

установленное на каретке 7, которая перемещается маховиком 9 вдоль

основания 10 и стопорится винтом 13. Соосные шпиндели для установки

проверяемого 4 и измерительного 3 колес установлены на неподвижной

каретке 2. Номинальное межцентровое расстояние между осями устанавливают

по нониусу 11 шкалы 12. При измерении промежуточное колесо вращают

вручную маховиком 6 или с помощью привода 7. Самопишущий прибор 6

вычерчивает график кинематической погрешности.

Кинематическую погрешность можно оценить комплексом, который

включает радиальное биение зубчатого венца и колебание длины общей

нормали.

195

Радиальное биение зубчатого венца возникает из-за неточного

центрирования колеса при зубообработке и из-за кинематической

погрешности станка. Радиальное биение F

определяется как наибольшая

разность расстояний от рабочей оси колеса до делительной прямой

исходного контура, условно наложенного на профиль зубьев колеса (рис.

11.3):

= R

наиб.

– R

наим.

Рис. 11.3. Схема радиального биения

Измерение радиального биения зубчатого венца можно производить на

биениемере типа Б10 (рис. 11.4). Положение делительной окружности

фиксирует наконечник 1 (см. рис. 11.4,

а), поочередно вставляемый во все

впадины колеса. Наконечник посредством штока 2 и системы рычагов связан

с индикатором 3. Наибольшая разность показаний индикатора за один оборот

колеса и равна радиальному биению.

Для того, чтобы наконечник касался колеса по диаметру делительной

окружности для зубчатых колес внешнего зацепления, его выполняют в виде

усеченного конуса с углом

при вершине, равным 2α, где α - угол зацепления.

Длиной общей нормали зубчатого колеса W называется расстояние

между двумя параллельными плоскостями, касательными к двум

разноименным боковым поверхностям А и В зубьев колеса (рис. 11.5).

Колебание длины общей нормали V

определяется как разность между

наибольшей W

наиб.

и наименьшей W

наим.

длинами общей нормали в одном

зубчатом колесе:

= W

наиб.

– W

наим.

Эта погрешность ограничена допуском V

наиб

наим

196

Рис. 11.4. Биениемер

Рис. 11.5. Длина общей нормали

Измерение длины общей нормали производится микрометрическим

(рис. 11.6) или индикаторным (рис.11.7) нормалемером.

С микрометрическим нормалемером можно ознакомиться при

выполнении лабораторной работы № 32. Индикаторный нормалемер БВ-5045

(рис. 11.7) имеет трубчатую штангу 3 и индикатор 1, связанный с подвижной

измерительной губкой 9. Перед измерением кольцо 4 с переставной губкой 8

устанавливают на расчетное значение w по блоку концевых мер и зажимают

винтом 5. Тонкое перемещение губки осуществляют гайкой микроподачи 6 при

зажатом кольце 7. При измерении губку 9 отводят рычагом 2 и нормалемер

устанавливают на зубья колеса. Наименьшие показания индикатора при легком

покачивании прибора определяют отклонение длины общей нормали от

расчетного значения.

197

Рис. 11.6. Микрометр зубомерный (микрометрический нормалемер)

Рис. 11.7. Индикаторный нормалемер

Одной из основных норм кинематической точности зубчатых колес

является колебание измерительного межосевого расстояния за один

полный оборот колеса F

′′ − это разность между наибольшим и

наименьшим действительными межосевыми расстояниями при беззазорном

(двухпрофильном) зацеплении измерительного зубчатого колеса с

контролируемым за полный оборот последнего.

Схема измерения F

′′ показана на рис. 11.8. Контролируемое колесо 1

закрепляют на оправке неподвижного суппорта 2, а эталонное колесо 3 – на

оправке плавающего суппорта 4, перемещения которого фиксируют

одноконтактным измерительным прибором 5. Необходимую плотность

контакта зубьев, находящихся в зацеплении, обеспечивают пружиной 6. По

результатам измерения можно построить график (рис. 11.9). Для оценки

годности колеса фиксируют наибольшее колебание измерительного

межосевого расстояния F

′′ за полный оборот и сравнивают его с допуском

′′ для заданной степени точности. По этому же графику можно определить

колебание межосевого расстояния f

′′, соответствующее повороту колеса на

один зуб, используемое для оценки плавности.

198

Межцентромер МЦ-400Э класса точности

″В″ предназначен для

комплексной двухпрофильной проверки зубчатых колес 7-11 степеней

точности в условиях серийного и массового производства.

Рис. 11.10. Межцентромер мод. МЦ-400Э

Он позволяет контролировать зубчатые колеса с внутренним и

внешним зацеплением, модулем от 1 до 10 мм, диаметром делительной

окружности наружного зацепления от 20 до 320 мм, внутреннего – от 60 до

310 мм, с номинальным межцентровым расстоянием – от 50 до 320 мм.

Колебание измерительного межосевого расстояния за один оборот

колеса практически равно кинематической

погрешности F

′, так как вызвано

совокупностью основных факторов: накопленной погрешностью шага F

радиальным биением зубчатого венца F

и погрешностью профиля зуба f

Допуск F

′′ = 1,4 ⋅ F

и близок к допуску F

′ на кинематическую погрешность.

11.3. Средства для проверки норм плавности

Рис. 11.8. Схема измерения Рис. 11.9. Результат измерения

199

Плавность работы характеризуется погрешностями, которые

многократно (циклически) проявляются за один оборот зубчатого колеса и

составляют часть кинематической погрешности. Аналитически или с

помощью анализаторов кинематическую погрешность можно представить в

виде спектра гармонических составляющих, амплитуда и частота которых

зависит от характера составляющих погрешностей. Например, отклонения

шага зацепления (основного шага) вызывают колебания кинематической

погрешности

с зубцовой частотой, равной частоте входа зубьев в зацепление.

Циклический характер погрешностей, нарушающих плавность работы

передачи, и возможность гармонического анализа дали основание определять

и нормировать эти погрешности по спектру кинематической погрешности. К

таким погрешностям относятся циклическая погрешность зубчатого колеса

и передачи, циклическая погрешность зубцовой частоты и местная

кинематическая погрешность.

Для

определения выше перечисленных погрешностей используют

приборы для измерения кинематической погрешности (см. рис.11.2,

в).

Значение величины по спектру частот находит путем аналитического

разложения кривой кинематической погрешности (рис. 11.2,

б) либо

используя соответствующее программное обеспечение (например,

анализатор спектра), преобразуя аналоговый сигнал прибор с помощью

аналого-цифрового преобразователя (АЦП).

Одним из показателей плавности работы зубчатых колес является

отклонения шагов колес.

Отклонение шага зацепления (основного шага) можно измерить

шагомером, показанным на рис. 11.11. Прибор имеет корпус 1 с подвижной

измерительной губкой 3, связанной с механизмом встроенного индикатора 2.

Установочную губку 4 перемещают в корпусе винтом 8 и зажимают винтом 7.

Опорную губку 5 перемещают винтом 10, поворачивают винтом 9 и

фиксируют винтом 6. Шагомер настраивают на номинальное значение шага с

помощью приспособления, состоящего из основания 14, державки 13,

вильчатого боковика 12 и Г-образного боковика 11. Между боковиками

помещают блок концевых мер и индикатор устанавливают на ноль. При

измерении установочную губку 4 плотно прижимают к средней части профиля

зуба с помощью губки 5, которая упирается в соседний зуб. Отклонение шага

зацепления от номинального значения определяют по наибольшему показанию

индикатора при движении шагомера вокруг колеса

200

Рис. 11.11. Шагомер основного шага

Отклонение окружного шага измеряют на специальных приспособлениях

или шагомерами. Шагомер для контроля окружного шага (рис. 11.12) имеет

корпус 5, индикатор 4, подвижную губку 9 и переставную губку 8, которая

устанавливается на модуль проверяемого колеса по шкале 7 и зажимается

винтом 2.

Рис. 11.12. Шагомер окружного шага

Положение передних

6 и заднего 3 упоров регулируют так, чтобы

измерительные губки касались зубьев в точках, близких к делительной

окружности, и зажимают винтами 1. При измерениях шагомер устанавливают

на нуль по любой паре зубьев, а затем последовательно накладывают на

соседние пары до возвращения на исходную пару зубьев. Индикатор

показывает отклонение окружных шагов зубьев.

201

Погрешности профиля зуба вызывают неравномерность движения

колес, дополнительные динамические нагрузки и уменьшают поверхность

контакта зубьев.

Профиль зубьев проверяют следующими методами:

1) сопоставлением действительного профиля зуба с образцовым контуром

шаблона «на просвет»;

2) сравнением профиля зуба, увеличенного в 10... 100 раз на проекторах, с

теоретическим профилем, вычерченным с тем же увеличением и помещенным на

экране проектора;

3) измерением на эвольвентомерах - приборах, сопоставляющих

действительный профиль зуба с теоретической эвольвентой основной окружности

зубчатого колеса.

Индивидуальный дисковый эвольвентомер (рис. 11.13) имеет поперечную

(на рисунке не видна) и продольную 10 каретки, которые перемещаются по

направляющим 2 и 9 с помощью маховиков 1 и 8.

На поперечной каретке на одной оси закреплены проверяемое зубчатое

колесо 5 и смешанный диск

4 обката, диаметр которого равен диаметру

основной окружности колеса. На каретке

10 установлены линейка 6 обката и

рычаг

7, связанный с индикатором 12. Измерительный наконечник рычага

расположен в одной плоскости с рабочей поверхностью линейки обката.

Поперечную каретку передвигают до плотного контакта диска

4 с линейкой

обката и устанавливают измерительный наконечник так, чтобы он касался

профиля зуба у основания. В таком положении индикатор ставят на нуль. При

перемещении каретки 10

с помощью маховика 8 диск вращается вместе с

зубчатым колесом без проскальзывания относительно линейки

Шкала 3 показывает угол поворота колеса, а шкала 11 - смещение

каретки из исходного положения.

Каждая точка линейки описывает эвольвенту относительно основной

окружности зубчатого колеса и диска обката, а измерительный наконечник

скользит по профилю зуба. Если профиль зуба выполнен точно по эвольвенте, то

наконечник остается в одной плоскости с линейкой обката и показания

индикатора равны нулю. Отклонения профиля от эвольвенты вызовут смещение

измерительного наконечника. Погрешность профиля зуба равна абсолютному

значению разности наибольшего и наименьшего показаний индикатора.

Универсальные эвольвентомеры перед измерением настраивают на размер

делительной окружности зубчатого колеса, так как они не имеют сменных дисков

обката. По конструкции эти приборы делят на две группы: с основным диском и

с постоянным копиром. В универсальном приборе БВ-5062 (рис. 11.14)

эвольвента воспроизводится с помощью основного

диска 4 и ведущей каретки

Стальная лента 2,

прикрепленная к каретке 1,

охватывает диск 4; она

выполняет роль линейки

обката. Зубчатое колесо 3

вращается на одной оси с

диском. Перемещение каретки

1 че

ез

олик 6 и

ычаг 7 с

202

Рис. 11.13. Дисковый

эвольвентомер

Рис. 11.14. Схема универсального эвольвентомера

11.4. Средства для проверки норм контакта зубьев

Комплексным показателем полноты контакта зубьев является суммарное

пятно контакта - часть боковой поверхности зуба колеса, на которой

располагаются следы его прилегания к зубьям колеса. Полнота контакта

определяется относительными размерами пятна контакта (рис. 11.15):

по длине зуба - (a-c)/b 100%;

по высоте зуба - h

100%.

1 2 3 4 5

10 11 12

7 8