Исследование качества изготовления зубчатых колес по показателям длины общей нормали

И РАДИАЛЬНОГО БИЕНИЯ ЗУБЧАТОГО ВЕНЦА

Цель работы: изучить теоретические и экспериментальные методы определения длины общей нормали и радиального биения зубчатого венца с помощью нормалемера, прибора для автоматизированного контроля зубчатых колес ЗИП - 1 и компьютерной системы обработки информации.

Краткая теория и расчетные зависимости

Общей нормалью называют прямую, соединяющую точки касания двух разноименных профилей с охватывающими их параллельными касательными к ним плоскостями.

Средняя длина общей нормали определяется как отношение среднего арифметического из всех действительных длин общей нормали Wi по зубчатому колесу к числу измерений n (рис. 1).

W_m = (W₁ + W₂ +.........+ W_n) / n  

 

Рис. 1. Схема измерений длины общей нормали

 

Для того чтобы губки нормалемера касались в обоих случаях эвольвентных участков профилей, необходимо брать некоторые определенные значения Z_n зубьев в охватываемой группе в зависимости от числа зубьев Z (табл. 1):

 

Таблица 1

Зависимость охватываемых зубьев в группе от их общего числа

Z	12-18	19-27	28-36	37-45	46-54	55-63	64-72	73-81
Zn	2	3	4	5	6	7	8	9

 

Теоретически длина общей нормали для прямозубых колес может быть определена как

W = m × cos a [ p (Z_n - 0,5) + 2 x ×tg a + Z ×inv a],

где Z - число зубьев колеса;

x - коэффициент смещения исходного контура (x=0);

Z_n - число зубьев, захватываемых при измерении;

a - угол зацепления (при стандартном угле зацепления 20⁰ cosa = =0,939693, inva = inv 20⁰ = 0,014904).

Годность прямозубого некорректированного колеса по боковому зазору может быть установлена в соответствии с ГОСТ1643-81 по наименьшему отклонению длины общей нормали (- E_wms) и допуску на среднюю длину общей нормали T_wm.

Пример: имеется зубчатое колесо внешнего зацепления 8-В ГОСТ 1643-81 с делительным диаметром d =75 мм и модулем m =3 мм. По табл. 16 ГОСТ 1643-81 находим слагаемое I (- Е_wms)=100 мкм (для вида сопряжения В, 8-й степени точности и d=75 мм).  

Слагаемое II (- E_wms) находим по табл. 17. При F_r =45 мкм – по табл. 6 ГОСТ 1643-81 для 8-й степени точности и d =75 мм, оно равно 11 мкм. Следовательно, (- E_wms)=(100+11)= -111 мкм.

По табл.18 ГОСТ 1643-81 находим допуск на среднюю длину общей нормали. Для сопряжения В и вида допуска (в) при F_r =45 мкм допуск на длину общей нормали T_wm =70 мкм. Откуда нижнее отклонение длины общей нормали равно –111-70= -181 мкм.

Длина общей нормали годного колеса .

 

Порядок выполнения работы

 

а) измерение колебания длины общей нормали.

1. Получить у преподавателя исследуемое зубчатое колесо и нормалемер.

2. По формуле  определить модуль m зацепления при измеренном диаметре вершин зубьев da и числе зубьев Z.

3. Определить число групп зубьев Zn, составляющих длину общей нормали, по табл. 1 или по формуле Zn=0,111Z+0,5.

4. Измерить длину общей нормали по всем группам зубьев. Результаты занести в табл. 2.

Таблица 2

Результаты измерения длины общей нормали

Номер группы	1	2	3	…	Z
Длина общей нормали в группе Wi
Средняя длина общей нормали Wm

5. Рассчитать теоретическую длину общей нормали W по вышеприведенной формуле.

6. В соответствии с примером, указанным выше для степени точности колеса 8В ГОСТ 1643-81, сделать заключение о его годности по длине общей нормали.

б) измерение радиального биения зубчатого венца

    Контроль радиального биения F_r осуществляется с помощью прибора ЗИП-1, устройство которого представлено на рис.2.

Рис.2. Общий вид и схема измерений на приборе ЗИП - 1

Работа на данном приборе начинается с установки контролируемого колеса 3 на оправку 2, которая располагается между центрами 1. В шток наладки 4, сопряженной с вертикальной стойкой 5 устанавливается измерительный наконечник, соответствующий модулю контролируемого колеса. С помощью преподавателя отрегулировать поворот измеряемого колеса на один угловой шаг, а также ввод измерительного наконечника, его поджим и запас хода по впадине зуба колеса. Зафиксировать суппорт от перемещения рычагом 7. Рукоятки 6 и 8 служат для ручной настройки прибора.

Включить компьютер и    вызвать  управляющую программу для платы АЦП L-305. Включить прибор ЗИП-1 и измерить радиальное биение. Результаты измерения будут представлены в виде графика       на рис.3, который следует снять на миллиметровую бумагу с экрана монитора.

 

Рис.3. График зависимости радиального биения от числа зубьев

Форма отчета

1. Наименование работы, цель, краткая теория, рис.1 и 2.

2. Расчет теоретической длины общей нормали. Результаты измерения длины общей нормали. Заключение о годности колеса по степени точности 8-В.

3. График зависимости радиального биения от числа зубьев.

4. Выводы.

 

4. Контрольные вопросы

1. По какой методике проводится определение длины общей нормали?

2. Какими средствами измерений можно определить длину общей нормали?

3. Каковы методика определения и блок-схема измерительной системы радиального биения зубчатого венца?

4. Объяснить физические величины, входящие в расчетные формулы, содержащиеся в данной лабораторной работе.

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Сергеев А.Г. Метрологическое обеспечение эксплуатации технических систем. – М.: Изд-во МГОУ А/О «Росвузнаука», 1994. – 350 с.

2. Метрология и электрические измерения / Под ред. Е.М.Душина. – Л.: Энергоатомиздат, 1987. – 275 с.

3. ГОСТ1643-81. Передачи зубчатые цилиндрические. Нормы кинематической точности. – М.: Изд-во стандартов, 1981. – 25 с.

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

Лабораторная работа №1. Выбор методов и средств измерений линейных размеров……………………………………………………	3
Лабораторная работа №2. Поверка микрометра ………………	11
Лабораторная работа №3. Исследование качества изготовления гладких цилиндрических соединений………………………………	21
Лабораторная работа №4. Исследование качества изготовления зубчатых колес по показателям длины общей нормали и радиального биения зубчатого венца………………………………………………	37
Приложение 1……………………………………………………….	32
Приложение 2………………………………………………………	33
Приложение 3………………………………………………………	35
Библиографический список………………………………………	42

 

Приложение 1

Метрологическая карта

Контролируемые параметры детали	А1	А2	А3	А4	А5	А6	А7