Контроль конических зубчатых колес. Приборы для измерения зубчатых колес. Поэлементный контроль зубчатых колес

Для обеспечения работы зубчатой передачи с нормальными условиями смазки и без заклинивания для каждого из видов сопряжения принят гаранти­рованный зазор между зубьями, кото­рый в передаче можно контролировать непосредственно щупом или индикато­ром. Контроль отдельно взятого зубча­того колеса осуществляют по длине об­щей нормали.или толщине зуба.

Контроль по длине общей нормали показан на рис. 96. Общая нормаль к двум профилям зубчатого ко­леса касательва к основной окружности й ь и проходит через точки 1 и 2, нахо­



дящиеся на делительной окружности d и принадлежащие разноименным профи­лям зубьев. Контроль длины общей нормали не требует применения промежу­точной базы и производится измерительными средствами, имеющими плоско­параллельные губки, например зубомерными микрометрами (рис. 97), норма-ламерами (рис 98) и др.

По длине общей нормали зубчатых колес определяют боковой зазор в пере­даче. Длина общей нормали с допуском в тело зуба указывается «а чертеже зубчатого колеса. В общем случае длина общей нормали определяется по фор­муле

W - /ге-cos а-[л-(г п - 0,5) +2x-iga + z-invtft],

Где z„ - округленное до ближайшего целого числа значение числа зубьев в дли­не общей нормали; г - число зубьев измеряемого колеса; х - коэффициент сме­щения исходного контура; а - угол зацепления; а -угол профиля косозубого колеса, вычисляемый по формуле а/ = tg a/cos р, где J3 - угол наклона зуба.

На практике для угла зацепления a = 20° длина общей нормали опреде­ляется с использованием таблиц. По табл. 134 определяют длину общей нормали зубчатых колес с модулем 1 мм. Для других значений модулей табличные ве­личины следует умножать на значение модуля измеряемого зубчатого колеса. Длина общей нормали у косозубых
Ъ

Где b - ширина венца зубчатого колеса; р - угол наклона зуба.

В этом случае определение табличного значения длины общей нормали про­изводится по "приведенному числу зубьев: г" = г-Л", где К -коэффициент, зави­сящий от угла наклона зубьев и определяемый по табл. 135. Величина К для промежуточных значений угла наклона определяется интерполированием: напри­мер, для р = 29°48"

/(= 1,462 + 0,042.- = 1,496.


г

v7

г

6
2

4,5122
61
8

7
2
4,5263
62
8

8
2
4,5403
63
8

9
2
4,5543
64
8

10
2
4,5683
65
8

11
2
4,5823
С6
8

12
2
4,5963
67
8

13
2
4,6103
68
8

14
2
4,6243
69
8

15
2
4,6383
70
9

16
2
4,6523
71
9

17
3
7,6184
72
9

18
3
7,6324
73
9

19
3
7,6464
74
9

20
3
7,6605
75
9

21
3
7,6745
76
9

22
3
7,6885
77
9

23
3
7,7025
78
10

24
3
7,7185
79
10

25
3
7,7305
80
10

26
4
10,6966
81
Ю

27
4
10,7106
82
Ю

28
4
10.7246
83
to

29
4
10.7386
84
10

30
4
10,7526
85
10

31
4
10.7666
86
10

32
4
10.7806
87
11

33
4
10,7946
88
11

34
4
10,8086
89
11

35
о
13.7748
90
11

36
5
13,7888
91
11

37
5
13,8028
92
11

38
5
13,8168
93
11

39
5
33,8308
94
11

40
5
13,8448
95
11

41
5
13,8588
96
12

42
5
13.8728
97
12

43
5
13,8868
98
12

44
6
16.8530
99
12

45
6
16,8669
100
12

46
6
16.8810
101
12

47
6
16,8950
102
12

48
6
16,9090
103
12

49
6
16,9230
104
13

50
6
16,9370
105
13

51
7
16.9510
106
13

52
7
19,9171
107
13

53
7
19,9311
108
13

54
7
19,9451
109
13

55
7
19,9592
ПО
13

56
7
19,9732
111
13

57
7
19.9872
112
13

58
7
20,0012
113
14

59
7
20,0152
114
14

60
7
20,0292
115
14

W

22,9953 23,0093 23,0233 23,0373 23,0513 23,0654 23,0794 23,0934 23,1074 26,0735 26,0875 26,1015 26,1155 26,1295 26,4435 26.1575 26,1715 29,1377 29,1517 29,1657 29,1797 29,4937 29,2077 29,2217 29,2357 29,2490 32,2159 32,2299 32.2439 32,2579 32,2719 32,2859 32,2999 32,3139 32,3279 35,2940 35,3080 35,3220 35,3361 35,3501 35,3641 35,3781 35,392! 38,3582 38,3722 38,3862 38,4002 38,4143 38,4283 38,4423 38,4563 38,4703 41,4364 41,4504 41,4644


г

w

116
14
41,4784

117
14
41,4924

118
14
41,5064

119
14
41,5204

120
14
41,5344

121
14
41,5485

122
15
44,5146

123
15
44,5286

124
15
44,5426

125
15
44,5566

126
15
44,5706

127
15
44,5846

128
15
44,5986

129
15
44,6126

130
16
47,5788

131
16
47,5928

132
16
47,6068

133
16
47,6208

134
16
47,6348

135
16
47,6488

136
16
47,6628

137
16
47,6768

138
16
47,6908

139
17
50,6569

140
17
50,6709

141
17
50,6849

142
17
50,6989

143
17
50,7129

144
17
50,7270

145
17
50,7410

146
17
50,7550

147
17
50,7690

148
18
53,7351

149
18
53,7491

150
18
53,7631

151
18
53,7771

152
18
53,7911

153
18
53.8051

154
18
53.8192

155
18
53,8332

156
19
- 56,7993

157
19
56,8133

158
19
55,827."

159
19
56.8413

160
19
56,8553

161
19
56,8693

162
19
56 8833

163
19
56.8973

164
19
56.9113

165
20
59.8775

166
20
59,8915

167
20
59,9055

168
20
59,9195

169
20
59.9335

170
20
59,9475



Разность

Разность

1,000 1,002 1,004 1,007 1,011 1,016 1.022 1,028 1,036 1.045 1,054 1,065 1,077 1,090 1,104 1,119 1,136 1,154 1,173 1,194 0,002 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,006 0,008 0,009 0,009 0,011 0,012 0,013 0.014 0,015 0,017 0,018 0,019 0,021 0,022


21
1,216
0,024
41
2,207
0,096

22
1,240
0,026
42
2,303
0,105

23
1,266
0,027
43
2,408
0,112

24
1,293
0,030
44
2,520
0,121

25
1,323
0,031
45
2,641
0,132

26
1,354
0,034
46
2,773
0,143

27
1,388
0 036
47
2,916
0,155

28
1,424
0,038
48
3.071
0,168

29
1,462
0,042
49
3,239
0,184

30
1,504
0,044
50
3,423
0.200

31
1,548
0,047
51
3,623
0,220

32
1,595
0,051
52
3,843
0,240

33
1,646
0,054
53
4,083
0.264

34
1,700
0,058
54
4,347
0,291

35
1,758
0,062
55
4,638
0,320

36
1,820
0,067
56
4,958
0,354

37
1,887
0,072
57
5,312
0,391

38
1,959
0,077
58
5,703
0,435

39
2.039
0,083
59
6,138
0,485

40
2,119
0,088
60
6,623

В случае, когда приведенное число зубьев не является целым числом, доба* вочное значение длины общей нормали W находится по табл. 136.

Пример определения длины общей нормали

Параметры зубчатого колеса: модуль m - 4 мм, число зубьев z = 23, угол в"-щепления а = 20°, угол наклона зубьев р = 29 0 48", коэффициент смещения х =0,2.

Значение К находим по табл. 135: К = 1,486 для Р = 29°48". Приведенное число зубьев: z" = г-К = 23-1,496 = 34,41. Значение W = 10,8086 для г = 34 (по табл. 134). Значение W ■= 0,0057 для г = 0,41 (по табл. 136).

Поправка на коэффициент смещения: 2-sin р х - 2-0,342-0,2 = 0Л368. Поправка в случае изменения числа зубьев ,в обхвате равна 2,9521 (г п - 4 при z - 34, z n =5 при z = 35),

136, Длина общей нормали для дробного значения приведенного числа зубьев (z")


0,00

0,0000 0,0014 0,0028 0,0042 0,0056 0,0070 0,0084 0,0098 0,0112 0,0126 0,0001 0,0015 0,0029 0,0043 0,0057 0,0071 0,0085 0,0099 0,0114 0,0127 0,0003 0,0017 0,0031 0,0045 0,0059 0,0073 0,0087 0,0101 0,0115 0,0129 0,0004 0,0018 0,0032 0,0046 0,0060 0,0074 0,0088 0,0102 0,0116 0,0130 0,0006 0,0020 0,0034 0,0048 0,0061 0,0076 0,0089 0,0104 0,0118 0,0132 0,0007 0,0021 0,0035 0,0049 0,0063 0,0077 0,0091 0,0105 0,0119 0,0133 0,0008 0,0022 0,0036 0,0051 0,0064 0,0079 0,0092 0,0106 0,0120 0,0135 0,0010 0,0024 0,0038 0,0052 0,0066 0,0080 0,0094 0,0108 0,0122 0,0136

ООП 0025 0039 0053 0067 0081 0095 0109 0123 0137 0,0013 0,0027 0.004Г 0,0055 0,0069 0,0083 0 0097 0.0Ш 0,0124 0,0139

Для зубчатого колеса т=1 мм =55,613 мм.

Контроль толщины зуба постоянной хорде S c (рис. 99), явля­ющейся отрезком прямой, соединяю­щей две точки разноименных боко­вых поверхностей зуба, принадлежа­щие одной цилиндрической соосной поверхности и коргмалям, проведен­ным к ним из одной точки делитель­ной окружности диаметра й. Вели­чина постоянной хорды S c в общем случае определяется по формуле

S c = ^- -ccs2 а + х- sin 2ocj-m,

А высота h c до постоянной хорды по формуле /i c = 0,5(d-S c -tga).

Для цилиндрических зубчатых колес с углом зацепления a=20° S c = = 1,38705-m; ft c =0,74758-m.

Толщину зуба измеряют кромоч­ным штангензубомером (рис. 99) с отсчетом по шкалам линейки, штан­гензубомером с микрометрическими головками (рис. 100) или тангенци­альным зубомером (рис. 101). По­следние более удобны в работе, так как номинальные размеры толщины зуба и положение линии измерения устанавливают микрометрическими винтами, а отклонение толщины зуба определяют по индикатору.

7
=13,9032; для m=4 мм W= 13,9032-4= в большинстве случаев осуществляют по

§ 68. Контроль шероховатости поверхности зубьев

Шероховатость поверхности зубьев колес и витков червяков зависит от спо­соба их изготовления, а требования к шероховатости определяются условиями эксплуатации передачи. Контроль шероховатости поверхности зубьев может быть осуществлен двойным микроскопом, профилометром, (волномером, а также по об­разцам сравнения.


В табл. 137 приведены рекомендуемые значения параметров шероховатости поверхности зубьев в зависимости от степени точности передачи.



137. Рекомендуемые значения шероховатости поверхности зубьев (ОСТ 2 Н84-1-77)


Цилиндрические колеса

Конические колеса

Червячные колеса

Витки червяков

Степень точности

Шероховатость поверхности по ГОСТ 2789-73

колеса

Класс

Пара­метр Ra

Класс

Пара­метр Ra

Класс

Пара­метр Ra

Класс

Пара­метр Ra

3 4

6 7 8 9
86 76 66 66
0,40
76
0,80 0,80 1,6

3,2 6,3
96 86 76 76 66 66
0,20

1 ,6
76
0,80

ГЛАВА XII. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Рис. 78. Принципиальная схема работы эвольвентомеры

со сменными дисками обката

8.7. Контроль прямолинейности и направления контактной линии

Контроль норм полноты контакта заключается в том, что проверяемое зубчатое колесо сопрягается с измерительным, боковые поверхности зубьев которого покрывают тонким слоем краски (свинцовый сурик, турнбулевая синь, берлинская лазурь). При взаимной однопрофильной обкатке колес на боковых поверхностях проверяемого колеса, в местах сопряжения профилей, останутся следы краски. По этим отпечаткам судят о качестве контактной линии зубьев зубчатых колес и направлении зуба.

Контроль прямолинейности и направление контактной линии производится контактомером. Прилегание боковых поверхностей зубьев сопрягаемых колес должно быть проверено как по высоте зубьев, так и вдоль их длины.

Качество контакта сопрягаемых зубьев вдоль их длины у цилиндрических прямозубых колес устанавливается при контроле прямолинейности и параллельности направления образующих зубьев к оси колеса. У косозубых колес прилегание сопрягаемых поверхностей зубьев по длине их характеризуется погрешностью винтовой линии (отклонением направления зуба от требуемого угла наклона).

Для контроля прямолинейности и направления контактной линии косозубых цилиндрических колес служат контактомеры БВ-1060 (ГОСТ 5368-58) (рис. 79). Эти приборы разделяются на накладные, предназначенные для контроля только прямолинейности контактной линии без проверки направления зуба и универсальные контактомеры, предназначенные для измерения контактной линии от прямолинейности и заданного направления.

Рис. 79. Схема контроля прямолинейности

контактной линии

Базой измерения прибора является зубчатый венец проверяемого колеса 5, по впадинам которого устанавливается прикрепленная к корпусу прибора опорная призма 3, имеющая форму зуба прямобочной рейки с углом профиля 40°. Измерительный наконечник прибора 2 с прямолинейной измерительной поверхностью связан с салазками 4 через пружинный параллелограмм. При измерении прямолинейности зуба салазки прибора перемещают посредством реечной передачи вдоль контролируемого зуба, параллельно опорной призме, при этом непараллельность контактной линии вызывает смещения наконечника, фиксируемые индикатором 1.
Схема проверки контактной линии универсальным контактомером показана на рис. 40. Проверяемое зубчатое колесо, установленное с помощью цилиндрической оправки на центра прибора, поворачивают так, чтобы между осью колеса ОО 1 и направлением перемещения измерительного наконечника, контактируемого с боковой поверхностью проверяемого зуба, образовался угол, соответствующий углу наклона зуба на основном цилиндре b 0. В этом случае контактная линия зуба ab расположится параллельно направляющей основания прибора АВ , вдоль которой передвигается измерительная каретка (линия cd параллельна оси колеса ОО 1, то есть линия перемещения каретки АВ расположится под углом b 0 к оси колеса.

Рис. 80. Схема проверки контактной линии

При перемещении каретки с измерительным наконечником вдоль боковой поверхности зуба погрешности направления контактной линии и отклонения от прямолинейности вызовут колебания наконечника в направлении, перпендикулярном к направлению перемещения каретки. Эти колебания фиксируются индикатором или датчиком, связанным с самописцем.

8.8. Контроль отклонения направления зуба

Погрешность направление зуба F b цилиндрических прямозубых колес может быть проверено с помощью любого контрольного приспособления, в котором предусмотрена возможность перемещать измерительный узел параллельно оси центров.

Проверяемое колесо устанавливают торцом на плоскость плиты 2 (рис. 81) с упором впадины зуба в наконечник 5, закрепленный на ползуне 4. Ползун 4 перемещается по пазу кронштейна 3. Измерительный наконечник 9, входящий в ту же впадину зуба, соединен с поворотным рычагом 7 посредством двух пластинчатых пружин 8. Пружины создают жесткость системы наконечник-рычаг в тангенциальном направлении и обеспечивают возможность некоторого перемещения наконечника 9 относительно рычага в осевой плоскости, что уменьшает погрешность измерения. Рычаг 7 размещен на оси 1 в подвижной втулке 10, обеспечивающей регулировку положения рычага по высоте. Индикатор часового типа закреплен в державке 6 на втулке 10 и настраивается на нуль по эталонному колесу.

Рис. 82. Приспособление с самописцем для контроля направления зуба цилиндрических шестерен

8.9. Контроль отклонений от параллельности и перекоса осей валов

Отклонения от параллельности и перекоса осей валов определяются в линейных единицах на длине, равной рабочей ширине винца зубчатого колеса при проектировании рабочих осей зубчатых колес на плоскость x (непараллельность осей fx ) и на плоскость y (перекос осей fy ), проходящую через одну из осей и перпендикулярную плоскости, в которой лежит эта ось.

8.10. Контроль норм бокового зазора

Боковой зазор определяют в сечении, перпендикулярном к направлению зубьев, в плоскости касательной к основным цилиндрам.

Стандартом установлен наименьший гарантированный зазор jn min, величина которого не зависит от степени точности колеса, а определяется условиями работы передачи: скоростью, нагревом, смазкой.

Гарантированный боковой зазор в передаче обеспечивается при изготовлении зубчатых колес путем дополнительного смещения зуборезного инструмента к центру нарезаемого колеса на величину EHS (рис. 84 а)

8.11. Контроль смещения исходного контура

Для определения смещения исходного контура зубчатого венца цилиндрических прямозубых и косозубых колес применяются тангенциальные зубомеры. Принцип измерения этого параметра с помощью зубомеров основан на свойствах зацепления зубчатого колеса с рейкой исходного контура. В связи с этим измерительные плоскости тангенциального зубомера выполнены в виде опорной призмы с углом 2a, то есть 40°, образованной губками 1 и 3 (рис. 83).

Рис. 83. Схема измерения смещения исходного

контура тангенциальным зубомером

Базой измерения для тангенциальных зубомеров обычно служит окружность выступов проверяемого колеса, относительно которой определяется положение исходного контура.

Для определения величины радиального смещения исходного контура тангенциальный зубомер снабжается индикатором 2, ось стержня которого является биссектрисой угла призмы. Так как боковые поверхности тангенциального зубомера представляют собой профиль зубчатой рейки, то при наложении зубомера (после предварительной установки по образцу) на зуб проверяемого колеса точки контакта будут располагаться на линиях зацепления точно так же, как при беззазорном зацеплении рейки с колесом (рис. 84, а, б).

Рис. 84. Тангенциальный зубомер ГОСТ 4446-59:

а) схема измерения; б) общий вид; в) схема настройки

Тангенциальный зубомер (рис. 84, в) состоит из корпуса 4, к которому прикреплена цанга 5 для установки индикатора 6 с удлиненным наконечником 8. Измерительные губки 1 и 2 прибора приводятся в движение общим винтом 3 с правой и левой резьбой. Это дает возможность передвигать обе губки в противоположные стороны одновременно. Передвижение губок производится поворотом головки винта. В нужном положении губки фиксируются стопорами.

Тангенциальный зубомер является относительным измерительным прибором. Предварительная установка тангенциального зубомера производится по установочному образцу 7, в качестве которого обычно применяются калиброванные ролики определенного диаметра.

При установке тангенциального зубомера по ролику нужный для этого диаметр dp ролика определяется по формуле

, мм,

где kp – коэффициент, зависящий от .

Для = 20° k = 1,2037. В этом случае dp = 1,2037m .

Диаметр установочного ролика зависит лишь от модуля и угла исходного контура, но не зависит от числа зубьев проверяемого колеса.

8.12. Контроль толщины зуба

Контроль отклонений толщины зуба по постоянной хорде Sc и высоты зуба до постоянной хорды hc осуществляется тангенциальным зубомером (рис. 84, б). В этом случае губки тангенциального зубомера настраиваются на номинальный размер толщины зуба по постоянной хорде, и регистрирующее устройство устанавливается на нулевую отметку.

Смещение стрелки индикатора в процессе измерения зуба от нуля вправо (в плюс) указывает на уменьшение толщины S проверяемого зуба на D S (рис. 85, а) и, наоборот, смещение стрелки индикатора от нуля влево (в минус) указывает на увеличение толщины зуба (рис. 85, б). При установке стрелки индикатора на нулевое деление проверяемая толщина зуба равна номинальной величине (рис. 85, в).

При измерении корригированных зубчатых колес тангенциальным зубомером можно определить коэффициент смещения исходного контура:

где D h – отклонение высоты зуба от постоянной хорды;

m – модуль.

При измерении корригированных зубчатых колес с угловой коррекцией тангенциальным зубомером настройка его производится по установочным образцам (роликам или измерительным колесам), предназначенным для измерения некоррегированных зубчатых колес, но показания зубомера следует вводить поправку (величина уменьшения радиуса окружности выступов зубчатого колеса), на которую показания зубомера необходимо уменьшать.

При измерении колес с высотной коррекцией поправка не вводится, так как у колес с высотной коррекцией радиус окружности выступов изменяется на величину равную сдвигу исходного контура режущего инструмента, так как .

Рис. 85. Показания тангенциального зубомера:

а – при измерении утоненных зубьев;

б – при измерении утолщенных зубьев;

в – при измерении нормальных теоретически точных зубьев

8.13. Контроль параметров конических зубчатых колес

Кинематическая погрешность конических зубчатых колес может быть установлена с помощью однопрофильных приборов, принцип работы которых такой же, как и у однопрофильных приборов для проверки этого показателя у цилиндрических зубчатых колес. В данном случае мгновенные передаточные отношения и перемещения ведомого звена зубчатой пары непрерывно сравниваются с таковыми у передачи с точными фрикционными конусами. Недостатком приборов, работающих по такой схеме, является необходимость иметь точные конуса для каждой пары контролируемых колес в соответствии с их передаточным отношением.

8.14. Контроль накопленной погрешности окружного шага

конических колес

Накопленная погрешность окружного шага конических колес – это есть разность окружных шагов и предельные отклонения этого параметра могут быть определены с помощью специального приспособления (рис. 86).

Проверяемое зубчатое колесо 1 устанавливается на опорное кольцо 2 и центрируется на нем. Для легкости вращения на верхней части опорного кольца устанавливается сепаратор с шариками. В процессе измерения наконечники 3 и 5 настраиваются так, чтобы они не касались одноименных боковых сторон двух смежных зубьев колеса 1 примерно в средней части по длине зуба. Равномерность окружного шага устанавливается при поворачивании зубчатого колеса последовательно с одной пары зубьев на другую, осуществляемого кулачком 4. разность любых окружных шагов равна разности показания индикатора, связанного с подвижным наконечником 5.

Проверка на этом приспособлении конической вал-шестерни осуществляется при закреплении в центрах.

Рис. 86. Приспособление для измерения окружного шара конических

зубчатых колес

Контроль погрешности окружного шага у конических колес заменяет по существу контроль основного шага зацепления, который не может быть у этих колес проверен из-за того, что боковая поверхность зуба конических колес не является эвольвентой.

8.15. Контроль осевого перемещения конических зубчатых колес

Осевое перемещение конических зубчатых колес в плотном зацеплении может быть выявлена с помощью двухпрофильных приборов (рис. 87).

Контролируемое колесо в этом случае сопрягается с измерительным, у которого толщина зуба должна быть увеличена на величину среднего утонения, предусмотренного для проверяемого колеса, при этом необходимо строгое совпадение вершин начальных конусов, так как при этом зубья будут соприкасаться по всей своей длине, то есть будет обеспечен их полный продольный контакт.

Рис. 87. Проверка осевого перемещения конических

зубчатых колес в плотном двухпрофильном

зацеплении на межцентромере

Для возможности контроля конических колес на двухпрофильных приборах (рис. 87) к ним прилагается специальный кронштейн 5, укрепляемый на установочной каретке прибора 6. Кронштейн имеет вертикальную каретку 2 с горизонтальной оправкой 1. Перемещение каретки 2 производится маховичком 3. Добившись передвижением измерительной каретки 8 плотного совмещения колес, определяют колебание этой каретки при вращении колес за оборот колеса и при повороте измеряемого колеса на один зуб. Осевое перемещение одного из сопрягаемых колес в плотном зацеплении связано с колебанием измерительного межосевого угла следующей зависимостью:

,

где – угол делительного конуса шестерни или колеса (см. рис. 63).

8.16. Контроль радиального биения зубчатого

венца конического колеса

Контроль радиального биения зубчатого винца конического колеса осуществляется биениемерами (рис. 88). Прибор состоит из основания 6, на котором шарнирно крепится плита 8. в основании прибора закрепляется оправка 4, на которой закреплено проверяемое коническое колесо. Во впадины между зубьями по среднему диаметру конического колеса (то есть по середине ширины зуба) вводится наконечник 3, связанный с регистрирующим устройством 5. Положение наконечника 3 можно отрегулировать расположением плиты и реечной передачи расположенной в направляющей 2 (имеющей форму ласточкиного хвоста).

В качестве измерительного наконечника, для контроля биения, применяются конусные и шариковые наконечники, аналогичные тем, которые применяются для контроля цилиндрических зубчатых колес.

Рис. 88. Биениемер для конических зубчатых колес

Для контроля радиального биения зубчатого венца конических колес используется специальное приспособление (рис. 89).

Приспособление состоит из корпуса 1, выполненного в виде прямоугольной планки с пазом и базирующей призмы. На прямоугольную планку корпуса устанавливается подвижная рамка 3, в которой закрепляется сухарь 2, входящий в паз корпуса 1. Индикатор часового типа, закрепляется в держаДержатель 6 закрепляется на оси сухаря 2, так чтобы была возможность производить установку держателя на требуемый угол наклона D. Положение сухаря фиксируется винтом 4.

Рис. 89. Приспособление для контроля радиального

биения зубчатого венца конических колес

Приспособление снабжается комплектом сменных наконечников 7, размеры которого рассчитываются в зависимости от модуля колеса. При контроле биения приспособление базируется по диаметру и опорному торцу проверяемого колеса, а измерительный наконечник поочередно вводится во впадины зубьев. Коническое зубчатое колесо закрепляется на оправке и устанавливается в центрах.

8.17. Контроль измерительного бокового зазора конических колес

Контроль измерительного бокового зазора конических колес производится на контрольно-обкатных станках при сопряжении контролируемого колеса 2 с измерительным 1.

Измерительный боковой зазор определяется с помощью индикатора часового типа 3, укрепленного на корпусе станка. При неподвижном ведущем колесе в обе стороны поворачивают ведомое колесо, определяя по индикатору, при этом, предельное отклонение (рис. 90).

Обозначение зубчатого колеса.

  • 8 - 7 - 6 - Ва ГОСТ 1643 - 81.
  • 8 - степень кинематической точности.
  • 7 - норма плавности работы.
  • 6 - норма контакта зубьев.

В - вид сопряжения.

а - вид допуска на боковой зазор.

  • 12 степеней точности 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12. 12 самая грубая.
  • 6 видов сопряжения. A, B, C, D, E, H.

Рисунок 23


Рисунок 24 Основные параметры зуба.

d - делительная окружность -окружность, которая является базой для определения элементов зубьев и их размеров.

Окружная толщина зуба - расстояние между разноименными профилями зуба по дуге концентрической (делительной, начальной) окружности зубчатого колеса.

Толщина зуба по хорде (ширина впадины по хорде) - длина хорды между разноименными профилями зуба по делительной окружности.

Рисунок 25

Толщина зуба контролируется штангензубомером. По вертикальной штанге откладываем заданную высоту зуба. А по горизонтальной штанге измеряем толщину зуба.

Основной шаг.

Рисунок 26 Схема измерения основного шага.

Основной шаг зубчатого колеса контролируется - шагомером основного шага.

Из концевых мер длины набираем блок, равный размеру основного шага. Настраиваем шагомер на 0. К профилю зуба подводим неподвижную губку шагомера, а подвижной губкой обкатываем профиль другого зуба, покачивая, находим наибольшее отклонение от 0.

Основной шаг можно проконтролировать на микроскопе, отцентрировав шестерню. Затем, работая только одним микровинтом и разворачивая стол, подводим головку профиля зуба к перекрестию окулярной головки и снимаем 1-ый замер. Затем, работая только этим же микровинтом, подводим к перекрестию следующий зуб до касания и снимаем 2-ой замер. Разность этих измерений - это и есть величина основного шага.

Разность основных шагов определяется по измерениям всех основных шагов одной шестерни.

Профиль зуба.

Рисунок 27 Схема измерения профиля зуба

Погрешность профиля зуба контролируется на эвольвентомере, путём обкатки по активному профилю эвольвенты зуба.

Длина общей нормали.

Рисунок 28

Длина общей нормали контролируется зубомерным микрометром, нормалемером. при числе зубьев оговоренных в технических условиях. Зубомерным микрометром измеряем фактическую длину общей нормали. При контроле нормалемером - по блоку концевых мер настраиваем на 0, измеряем деталь и смотрим отклонение от длины общей нормали.

Рисунок 29 Зубомерный микрометр

Рисунок 30 Нормалемер индикаторный

Радиальное биение зубчатого венца.


Рисунок 31

Радиальное биение зубчатого венца контролируется на радиусе близком к делительной окружности. Сферическую вставку подбираем таким образом, чтобы сфера вставки касалась профиля зуба приблизительно на диаметре делительной окружности.

Направление зуба можно проконтролировать на эвольвентомере VG-450 Карл-Цейсе, на биениемере, на измерительной машине, на поверочной плите. Шестерню базовой поверхностью закрепляем в призму, эту призму устанавливаем с упором в другую призму. Измерительную головку настраиваем на профиль зуба на ноль, передвигая призму с шестерней находим разницу показаний - это и есть отклонение направления зуба. Направление зуба шестерни контролируем с двух сторон, каждый зуб.

Размер по роликам (шарикам) М.

Расстояние между поверхностями двух цилиндрических роликов (шариков) по общей нормали к поверхностям, касающимся главных боковых поверхностей зубьев, при этом в торцовом сечении оси симметрии впадин, в которых лежат ролики (шарики), составляют углы, равные 180° и 180° соответственно при четном и нечетном числе зубьев.

Цель работы

Изучить принцип действия и устройство зубомеров и овладеть методикой измерения размеров элементов зубчатых колес штангензубомером и микрометрическим зубомером.

Материальное обеспечение

1) Штангензубомер типа ___________, № ___________ завода ___________, с пределами измерения ____________ мм, цена деления шкалы нониуса ________ мм, погрешность измерения __________ мм.

2) Штангенциркуль типа ___________, № ___________ завода ___________, с пределами измерения ____________ мм, цена деления шкалы нониуса ________ мм, погрешность измерения __________ мм.

3) Микрометрический зубомер типа ___________, № ___________ завода ___________, с пределами измерения _____________ мм, цена деления шкалы барабана ________ мм, погрешность измерения __________ мм.

4) Зубчатые колеса.

1. Теоретические положения

1.1. Общие сведения о зубчатых колесах и методах их контроля

Зубчатое колесо представляет собой достаточно сложное изделие. Его качество во многом определяется точностью целого ряда параметров, зависящих от технического состояния зубообрабатывающего оборудования, уровня технологии, качества режущего инструмента и качества контрольно-измерительных операций зубообрабатывающего производства.

Требования к точности большинства параметров зубчатых колес не одинаковы и зависят в основном от конкретного назначения колес и передачи в целом. Для коробок скоростей станков и для точных приборов особо высокие требования предъявляют к параметрам, характеризующим точность передачи движения, т.е. кинематическую точность . В высокоскоростных передачах первостепенными являются параметры, определяющие плавность работы , что обеспечивает уменьшение шума, вибраций и износа. Для силовых передач важно строго выдержать параметры, влияющие на условия контакта зубьев . С целью компенсации некоторых погрешностей изготовления реальные передачи имеют зазор между неработающими поверхностями профилей, который называют боковым зазором . Значение этого зазора особенно велико для передач, работающих в условиях больших колебаний температуры и в реверсивных механизмах.

В ГОСТ 1643 – 81 «Передачи зубчатые цилиндрические. Допуски» все требования к обеспечению точности параметров зубчатых колес разделены на четыре группы, которые называются нормами точности . ГОСТ предусматривает нормы кинематической точности, нормы плавности, нормы контакта зубьев и нормы бокового зазора . В первых трех группах допуски на конкретные параметры устанавливаются в зависимости от степени точности. Всего существует 12 степеней точности. Однако в стандарте оговорены значения параметров только с 3-й по 12-ю, а наиболее точные, 1-я и 2-я степени, оставлены в качестве резервных.

При изготовлении зубчатых колес их качество обеспечивается как высоким уровнем окончательного (приемочного) контроля, так и другими организационно-предупредительными мероприятиями – профилактическим, технологическим и активным видами контроля.

При окончательном контроле устанавливают, соответствует ли точность изготовления зубчатых колес условиям работы передачи.

Профилактический контроль заключается в проверке состояния технологического оборудования: станков, приспособлений, режущего инструмента. Он должен проводиться до начала изготовления зубчатых колес.

Технологический контроль состоит в поэлементном контроле зубчатых колес. Он позволяет установить точность отдельных элементов технологического оборудования и в случае необходимости принять своевременные меры для исключения брака.

Активный контроль заключается в том, что в процессе обработки измеряют один или несколько параметров. Используя результаты измерений, осуществляется управление технологическим процессом, например, прерывается процесс обработки по достижении требуемого размера.

Профилактический, технологический и активный контроль должны предшествовать окончательному (приемочному) контролю.

1.2. Поэлементный контроль зубчатых колес

Применяемые для поэлементного (дифференцированного) контроля приборы по конструкции делят на накладные (Н) и станковые (С).

Первыми проверяют, как правило, крупногабаритные детали, которые трудно устанавливать на станковые приборы. Однако из-за того, что базой для накладных приборов служит окружность выступов колеса, а не эксплуатационная база (отверстие колеса или вал шестерни), погрешность их больше, чем станковых.

Поэлементный контроль заключается в проверке соответствия значений отдельных параметров требованиям стандарта. Данные, получаемые при дифференцированном контроле зубчатых колес, позволяют оперативно проводить подналадку технологического оборудования для предупреждения возможного брака.

Проверку радиального биения зубчатого венца, характеризующего часть его кинематической погрешности, осуществляют на специальных приборах, называемых биениемерами. Принципиальная схема измерения показана на рис. 1, а .

Рис. 1. Схемы измерения радиального биения зубчатых венцов:

а принципиальная; б) в цеховых условиях; в колес с внутренним зацеплением

Измерительный наконечник 2 , изготовленный в виде усеченного конуса с углом при вершине 40°, вводят во впадину зубчатого колеса 7 . С измерительной головки 3 снимают показание. Затем, отводя каретку 4 и поворачивая зубчатое колесо, вводят измерительный наконечник в каждую следующую впадину. Значение радиального биения принимают равным разности наибольшего и наименьшего показаний головки за один оборот. Прибор позволяет контролировать и конические зубчатые колеса.

В цеховых условиях контроль радиального биения зубчатого венца 7 (рис. 1, б ) можно осуществлять, используя контрольные центры 5 и 9 , калиброванный ролик 10 , стойку 11 с измерительной головкой 8 и оправку 6 . Для этого зубчатое колесо надевают на оправку и устанавливают в центрах, используя центровые отверстия. Во впадины колеса последовательно закладывают ролик и берут отсчет по шкале головки. Значение радиального биения определяют так же, как на биенимере.

Чтобы измерить радиальное биение внутреннего зубчатого венца колеса 13 (рис. 1, в ), используют наконечник 12 сферической формы. Радиальные погрешности обработки могут быть выявлены с помощью наконечников сферической формы и роликов только при наивыгоднейшем их диаметре.

Радиальное биение зубчатого венца возникает из-за непостоянства расстояния между зубчатым колесом и обрабатывающим его инструментом. Для уменьшения этой погрешности необходимо проверить и устранить радиальное биение заготовки на оправке перед установкой ее на зубообрабатывающий станок. Значительно реже наблюдается радиальное биение режущего инструмента.

Колебание длины общей нормали W контролируют приборами, имеющими две параллельные измерительные поверхности и устройство для измерения расстояния между ними.

Измерить длину общей нормали абсолютным методом можно микрометрическими зубомерами типа МЗ (рис. 2, а ) с ценой деления 0,01 мм и диапазонами измерений 0...25; 25...50; 50...75 и 75...100 мм.

Рис. 2. Микрометрический зубомер (а ), нормалемер (б ), сферические наконечники (в ) и предельный калибр (г ) для контроля длины общей нормали

Измерение длины общей нормали (а также ее колебаний) методом сравнения проводят с помощью нормалемера (рис. 2, б ), который имеет две измерительные губки  базовую 5 и подвижную 1 . Последняя соединена передаточным механизмом с измерительной головкой 2 . Базовая губка с помощью разрезной втулки 3 крепится в требуемом положении на штанге 4 при настройке прибора на нуль по блоку концевых мер. Подвижную губку 1 отводят арретиром. Губками охватывают ряд зубьев, затем отпускают измерительную губку и считывают со шкалы отклонение длины общей нормали от номинального значения.

Применяя сферические измерительные наконечники (рис. 2, в ), можно измерить длину общей нормали методом непосредственной оценки или определить ее отклонение от номинального значения методом сравнения. В качестве средств измерений при этом используют универсальные зубоизмерительные приборы.

В условиях крупносерийного и массового производства контроль длины общей нормали осуществляют с помощью предельных калибров (рис. 2, г ).

Измерение шага зацепления (основного шага) производится путем определения расстояния между двумя параллельными плоскостями, касательными к двум одноименным рабочим поверхностям соседних зубьев зубчатого колеса. В рассматриваемом примере измерения с помощью накладного шагомера параллельными являются плоскости, в которых лежат измерительные наконечники 1 и 4 (рис. 3, а ).

Расстояние P измеряется по линии а-а . Подвижный измерительный наконечник 1 через рычажную передачу 2 связан с измерительной головкой 3 . Наконечник 4 неподвижен и является базовым. Перед измерением осуществляют установку прибора на нуль по специальному приспособлению. В процессе измерения прибор покачивают относительно опорного наконечника 5 . За отклонение значения шага зацепления от номинального принимают минимальное показание по шкале головки 3 .

Контроль равномерности шага заключается в определении отклонений действительного шага от среднего значения. С этой целью используют накладные приборы. Шаг зубчатого колеса должен измеряться на постоянном диаметре. Для этого прибор снабжен специальными регулируемыми опорными наконечниками 7 и 10 (рис. 3, б ), с помощью которых его базируют на цилиндрической поверхности зубьев. В приборе имеются два измерительных наконечника  подвижный 6 и неподвижный 11 . Подвижный наконечник передает отклонения шага через рычажную передачу 8 на измерительную головку 9 . Перед измерением осуществляют установку прибора на нуль по одному из шагов проверяемого зубчатого колеса. Прибор позволяет измерять как разность между соседними шагами, так и накопленную погрешность шагов зубчатого колеса. Накладной шагомер (рис. 3, в ), кроме установочного упора 13 , опирающегося на цилиндрическую поверхность зубьев, снабжен еще двумя упорами 12 , базирующими прибор по торцовой поверхности зубчатого колеса. Шагомер имеет подвижный и неподвижный плоские наконечники 14 . Измерение осуществляется в той же последовательности.

Рис. 3. Схемы измерения шага зацепления (а ) и контроля его равномерности (б ) с помощью накладного шагомера (в )

Неравномерность шага влияет на плавность работы колеса. Обычно эта погрешность возникает из-за неточности инструмента, использующегося при обработке колес методом обката, или вследствие неточной настройки делительной цепи станка при обработке методом деления.

Измерение погрешности профиля зубьев осуществляют специальными приборами  эвольвентомерами. В основе измерения лежит принцип непрерывного сравнения образцовой эвольвенты, воспроизводимой прибором, с действительным профилем измеряемого колеса. По методу воспроизведения образцовой эвольвенты приборы подразделяют на индивидуально-дисковые и универсальные.

Индивидуально-дисковый эвольвентомер (рис. 4) имеет сменный диск 4 , размер которого равен диаметру основной окружности проверяемого колеса.

На одной оси с диском крепится проверяемое колесо 3 . Диск пружинами прижимается к рабочей поверхности линейки 2 , установленной на каретке 7 . При перемещении каретки винтом 1 линейка, находящаяся в контакте с диском, будет поворачивать его вокруг оси без проскальзывания. В этом случае любая точка диска перемещается относительно соответствующей точки поверхности линейки по эвольвенте. Измерительный наконечник рычага 6 находится в плоскости рабочей поверхности линейки. Если действительный профиль зуба отличается от эвольвенты, то наконечник отклоняется, и с помощью измерительной головки 8 фиксируется погрешность профиля зуба. Шкала 9 помогает быстро возвратить измерительный наконечник в исходное положение и установить его по диаметру основной окружности; по ней же следят за перемещением каретки. С помощью шкалы 5 оценивают угол поворота проверяемого колеса. Для контроля следующего зуба колесо поворачивают на один угловой шаг, а каретку, используя шкалу 9 , перемещают в исходное положение. Чтобы измерить профиль по другой стороне зуба, проверяемое колесо переворачивают на оправке. Главным недостатком прибора является необходимость иметь для каждого контролируемого колеса, отличного от предыдущего проверяемого, свой диск. Поэтому индивидуально-дисковый эвольвентомер применяют только в условиях крупносерийного и массового производства.

В мелкосерийном и единичном производстве целесообразнее применять универсальные приборы с постоянным обкатным диском, эвольвентным кулачком или другими устройствами, обеспечивающими воспроизведение теоретической эвольвенты. Применение вместо измерительной головки индуктивных датчиков позволяет записать отклонения профиля на диаграмму.

Рис. 4. Индивидуально-дисковый эвольвентометр

Крупные колеса (прямозубые и косозубые) измеряют накладными эвольвентомерами.

1.3. Назначение и устройство штангензубомера и

тангенциального зубомера

Одним из основных показателей, определяющих боковой зазор пары цилиндрических колес, является толщина зуба по хорде, измеряемая зубомерами. По конструкции эти приборы подразделяются на накладные и станковые, а по принципу действия – на штангензубомеры и индикаторно-микрометрические зубомеры.

Штангензубомер (рис. 5, а ) имеет две шкалы – 5 и 1 : первая предназначена для отсчета толщины S зуба с помощью нониуса 4 , а вторая – для установки губок прибора по требуемой высоте h от вершины зубьев. Перед измерением упор 3 устанавливают по нониусу 2 на размер, равный высоте h , и закрепляют в этом положении. Затем раздвигают измерительные губки и после установки прибора упором на наружную поверхность измеряют толщину зуба по хорде, отсчитывая ее полное значение непосредственно по шкале 5 и нониусу 4 . Недостатками штангензубомера являются низкая точность отсчета по нониусу, быстрый износ измерительных губок, влияние на точность измерений погрешности базирования прибора по окружности выступов.

Методика отсчета аналогична методике снятия результата штангенинструментами, но цена деления основной шкалы (на штанге) 0,5 мм.

Тангенциальным зубомером типа НЦ (рис.5, б ) контролируют толщину зуба по смещению исходного контура. Опорной базой при измерении является окружность выступов. Измерительные поверхности двух губок 11 составляют двойной угол зацепления, равный 40. Ось измерительного стержня делит этот угол пополам. Измерительные губки перемещают в направляющих корпуса 6 винтом 10 , имеющим участки как с правой, так и с левой резьбой. Это обеспечивает симметричную установку губок относительно оси измерительного стержня головки 9 . Губки фиксируют стопорными винтами 7 . Сферический измерительный наконечник крепится к стержню головки зажимом 8 .

Перед измерением прибор настраивают на размер по образцовому ролику, диаметр которого составляет 1,2036m , где m – модуль проверяемого колеса. Зубомер накладывают на ролик, затем, смещая винтом 10 губки 11 , доводят измерительный наконечник до контакта с роликом и создают предварительный натяг наконечника на один-два оборота стрелки. После этого осуществляют установку на ноль по шкале. При контроле измерительные губки, воспроизводящие боковой профиль впадины исходной рейки, накладывают на зуб 12 и по отклонению индикатора судят о смещении действительного исходного контура относительно номинального положения.

Рис. 5. Зубомеры:

а  штангензубомер; б  тангенциальный зубомер


2. Порядок выполнения работы

1. Изучить конструкцию, принцип действия штангензубомеров и микрометрического зубомера типа МЗ.

2. Определить и записать в отчет метрологические характеристики штангензубомера и микрометрического зубомера.

3. Начертить схему измерения толщины зуба зубчатого колеса и измерения длины общей нормали зубчатого колеса.

4. Определить половину высоты зуба h по формуле

h = ,

где D max – диаметр вершин зубьев колеса; D min – диаметр впадин колеса.

5. Произвести измерения толщины десяти зубьев каждого зубчатого колеса.

6. Произвести измерение длины общей нормали зубчатых колес микрометрическим зубомером.

7. Результаты измерений занести в таблицы (табл. 1, 2).

Таблица 1. Результаты измерения толщин зуба по хорде

Размеры, мм

Зубчатое колесо 1

Зубчатое колесо 2

Таблица 2. Результаты измерения длины общей нормали

8. Определить модуль m зубчатых колес по формуле

где D д – диаметр делительной окружности зубчатого колеса; z – число зубьев.

Диаметр делительной окружности вычисляем как

D д = .

9. Определить боковой зазор зубчатого зацепления колес 1 и 2 и сравнить с нормами ГОСТ 1643 – 81.

10. Окончательно оформить отчет, который должен заканчиваться выводами по работе.

3. Содержание отчета по лабораторной работе

1. Номер, название, цель, материальное обеспечение лабораторной работы.

2. Назначение и устройство рассматриваемых средств измерения.

3. Схема измерения толщины зуба по хорде и длины общей нормали зубчатых колес.

4. Таблица с результатами измерения (см. табл. 1, 2).

5. Вывод по лабораторной работе.

4. Указания к оформлению отчета

Отчет по лабораторной работе выполняется на стандартных листах белой бумаги формата А4 (210 х 297 мм) со стандартной рамкой. Требования к вычерчиванию рамки: слева отступ 20 мм; сверху, справа и снизу – 5 мм. Первый лист оформляется как титульный. Внизу каждого последующего листа вычерчивается угловой штамп для указания номера листа. При выполнении пояснительной записки на компьютере допускается рамку не выполнять. При этом используется шрифт Times New Roman, размер – 14, интервал междустрочный – 1,5.

Контрольные вопросы

1. Что относится к метрологическим характеристикам измерительных средств?

2. Какие методы используются в процессах измерения?

3. Из каких основных частей состоит штангензубомер, микрометрический зубомер и для чего они предназначены?

4. Какова методика измерения штангензубомером и микрометрическим зубомером?

5. Какие нормы точности зубчатых колес установлены стандартом?

6. Перечислите основные виды контроля зубчатых колес.

7. С помощью каких средств и как измеряют отклонения и длину общей нормали?

8. Какими приборами и как можно проверить показатели, определяющие боковой зазор в зубчатом зацеплении?

Библиографический список

1. Маханько А.М. Контроль станочных и слесарных работ. – М.: Высшая школа, 2000. – 286 с.

2. Ганевский Г.М., Гольдин В.Е. Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении. – М.: Высшая школа, 1998. – 305 с.

3. ГОСТ 1643 – 81. Передачи зубчатые цилиндрические. Допуски.

  1. измерения Контрольная работа >>

    Разным степеням точности. Поскольку между элементами зубчатых колес существует взаимосвязь, нормы плавности работы... (приемочный контроль), а во-вторых, результаты измерений зубчатых колес могут быть использованы для оперативного...

  2. Проектирование редуктора и выбор типа зубчатых колес

    Курсовая работа >> Промышленность, производство

    Геометрические размеры шестерни и колеса Шестерня Колесо Элементы зубьев: Высота головки... № Параметры Обозначение Единицы измерения Значение параметра Ведущее звено... . 4. Конструктивные размеры зубчатой пары Зубчатые колеса выполняются штампованными, так...

  3. Особенности конструирования фрез Победа для обработки зубчатого колеса

    Дипломная работа >> Промышленность, производство

    Металл, находящийся во впадинах зубчатого колеса , не всегда перерабатывается в... . Δизм = 0,04мм – погрешность измерения детали. Кр= 1,14 – 1,73 ... и механизмами, незащищенные подвижные элементы производственного оборудования, передвигающиеся изделия, ...

Loading...Loading...