Измерение длины общей нормали

Лабораторная работа № 7

Цель работы:

· Знакомство с системой допусков на зубчатые колеса и передачи.

· Знакомство с устройством и приемами работы зубомерным микрометром и нормалемером.

· Измерение длины общей нормали заданного колеса и косвенная оценка заданного вида сопряжения.

Материально-техническое обеспечение работы

1. Объект измерения: зубчатое колесо Z= 20...70; т = 2,0...5,0.

2. Средства измерения: нормалемер или зубомерный микрометр; набор КМД

№ 1, 3-о класса точности.

Порядок выполнения работы

1. Подготовка к выполнению работы:

- записать в отчет геометрические параметры выданного зубчатого колеса; - определить W и Z_n с учетом заданного модуляпо табл. П. 5.1;

- позаданной степени точности найти по таблицам прил. П.5.2… П.5.6 допуски на контролируемые показатели (F_i", f_i" и др.) и записать их в отчет;

- выбрать и записать метрологические характеристики применяемого средства измерения;

- определить исполнительный размер длины общей нормали с учетом отклонений (табл. П.5.5; П.5.6);

- собрать блок КМД по величине W, учитывая предел измерения прибора и предельные значения W. Состав и размер блока записать в отчет;

- выбрать по пределам измерения прибор для заданного зубчатого колеса;

- настроить прибор с помощью КМД на измерение: стрелку индикатора 7 зубомерного микрометра установить на нулевое деление и застопорить измерительную губку по­воротом стопорного винта 4 (рис.39). Настройку нормалемера (рис. 40) выполнить по описанию прибора пп. 2.5.2;

- проверить трехкратным арретированием 6 правильность и стабильность нулевой установки.

2. Измерение зубчатого колеса:

- для измерения W _r раздвинуть измерительные губки арретиром;

- охватить измерительными губками нормалемера разноименные профиля
Z_n зубьев измеряемого колеса. Измерение производить так, чтобы точки касания рабочих поверхностей с профилем зуба располагались вблизи делительной окружности;

- покачивая прибор в плоскости, перпендикулярной боковым сторонам зубьев, найти положение с наименьшим отклонением, записать отклонение E_{w 1}в отчет для Wr;

- повторить измерения через 2...4 зуба по окружности зубчатого колеса и запи­сать в отчет E_{w 1}, E_{w 2} … E_wn (n - числоизмерений).

3. Обработка результатов измерения:

- выполняется по описанию в п. п. 2.5.1. (для F_vw) и (для E_wm), W_m.

- определить годность измеряемого колеса по нормам кинематической точно­сти: F_vwr сравнить с допуском F_vw по табл. П.3.2; по виду сопряжения: срав­нить E_wmr с E_wms, найденное по табл. П.5.5;

- оформить отчет на специальном бланке в рабочей тетради. Ответить письменно на контрольные вопросы. Сдать преподавателю приборы и методические указания, привести в порядок рабочее место.

 

Комплексный двухпрофильный контроль зубчатого колеса

Лабораторная работа 8

Цель работы:

· познакомиться с устройством и принципом работы на межцентромере.

· выполнить двухпрофильный контроль заданного зубчатого колеса.

Материально-техническое обеспечение работы

1. Объект измерения: зубчатое колесо, заданное в работе 7.

2. Средства измерения: прибор для двухпрофильной проверки зубчатых колес КДП-300 (учитывать используемую индикаторную головку).

3. Набор КМД №1 3-о класса точности.

4. Измерительное (эталонное) колесо - Z_u.

Порядок выполнения работы

1. Подготовка к выполнению работы:

- рассчитать номинальное значение измерительного межосевого расстояния по формуле с точностью до 0,02 мм (п.п. 2.5.1.).

- рассчитать размер блока КМД для установки прибора на измерительное межосевое расстояние:

M = a^’’ −(d₁ + d₂)/2,

где d₁ = d₂ = 40 мм,диаметры оправок на подвижной и неподвижной

каретках.

2. Настройка прибора:

- на каретку с ручным приводом устанавить контролируемое колесо

(рис. 41).Установить блок КМД между оправками. Зафиксировать в этом положении суппорт 3 стопором 7.

- настроить индикатор 8 на нуль с помощью винта 10 и регулировочного винта поворота шкалы на самом индикаторе. Натяг измерительного штифта индикатора сделать в пределах 1-2 мм (запас хода измери­тельного наконечника). Или установить на нуль измерительную головку

2 ИГ. Зафиксировать гайкой 13. Зафиксировать это положение подвижного суппорта с помощью стопора 9. Для этого ввести в контакт с планкой 12 винт 9 и застопорить гайкой 14. Убрать КМД. Установить контролируемое зубчатое колесо, используя маховик 11.

3. Измерение зубчатого колеса:

- для измерения величины бокового зазора: отвернуть резким вращением стопор 9 и создать зазор. При этом плавающий суппорт 2 под действием скрытой пружины передвинется в крайнее правое положение, что соответствует беззазорному соприкосновению колес;

- отметить по шкале индикатора радиальное смещение зубчатого колеса Е_а";

- повторить измерение 4 раза, снимая и вновь устанавливая колесо так, чтобы в зацепление попадали другие пары зубьев. Все показания записать в отчет;

- измерить F_ir", f_ir". Отметить на зубчатом колесе 6 зубьев через 60°. Не меняя настройку прибора (обязательно должен быть зазор между винтом 9 и планкой 12), выполнить плавно поворот по часовой стрелке проверяемого колеса (на один угловой шаг или зуб) и записать показания индикатора - y_s и y_i,. Измерения повторить 6 раз на отмеченных зубьях. Поворачивая зубчатое колесо на один поворототсчитать по индикатору 8 наибольшее и наименьшее отклонение измерительного МОР E_a"_{r max}и E_a"_{r min}.

4. Обработка результатов измерения:

- выполняется обработка полученных результатов по формулам:

F_ir" = E_{a"r max}- E_{a"r min}; f_ir" = y_s - y_i.

- построить график изменения МОР в зависимости от угла поворота φ

(через 60°).

- оценить годность зубчатого колеса по трем условиям:

● размер отклонений E_a"s и E_a"i не должен выходить за границы ± f_a:

+ E_a"s=f"_i; - E_a"i=T_н (для колес с внешним зацеплением), что указывает на соблюдение размеров по толщине зубьев;

● колебания МОР за один оборот F"_ir должно быть меньше допуска F"_i (табл. П.5. 4);

● колебания МОР на одном зубе f"_ir < f"_i (табл. П.3.3).

- для расчета бокового зазора использовать формулы:

E_{a” max} = a_r - a^’’; j_{n r}= E_{a” max} sin α.

Эта величина зазора сравнивается с j_{n min}, найденным по табл. П.5.4;

- определить годность измеряемого колеса: по нормам кинематической точности F_ir" сравнить с допуском (по табл. П.5.2); по нормам плавности работы f_ir" сравнить наибольшее значение с допуском (по табл. П.5.3).

- ответить на контрольные вопросы и сдать отчет по работам 7 и 8 пре­подавателю, а также измерительные приборы и зубчатое колесо.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Основные геометрические параметры зубчатого колеса и их расчет.

2. Как можно определить модуль зубчатого колеса?

3. Определение понятия длина общей нормали.

4. Что означает колебание длины общей нормали и почему оно возникает?

5. Почему при внешнем зацеплении W имеет два отрицательныхотклонения?

6. Какие виды норм точности установлены для зубчатых колес?

7. Какие установлены виды сопряжений в зубчатых передачах?

8. Расшифровать указанные обозначения точности зубчатых колес:

6-7-7-Е ГОСТ 1643-81; 9-А ГОСТ 1643-81; 7-6-6-С ГОСТ 1643-81.

9. В чем отличие однопрофильного и двухпрофильного зацепления?

10. Принцип работы прибора для комплексного двухпрофильного контроля.

12.Какими параметрами контролируется кинематическая точность и плавность работы зубчатого колеса?

13.Какие факторы влияют на полноту контакта зубьев в передаче?

14.Какими методами определить боковой зазор в зубчатой передаче?

Нормативная документация

ГОСТ 1643-81. ОНВ. Передачи зубчатые цилиндрические. Допуски.

Словарь

Метрология	–наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Измерение физической величины	– совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины
Единство измерений	–это такое состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах величин, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы.
Качество измерений	–совокупность свойств средств измерений (СИ), обеспечивающих получение в установленный срок результатов измерений с требуемой точностью, достоверностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью
Погрешность измерения	− отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.
Цена деления шкалы	− разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы средства измерений.
Диапазон показаний	- область значений шкалы прибора, ограни­ченная начальным и конечным значениями шкалы.
Пределы измерения прибора	− наибольшее и наименьшее значения измеряемой величины, которые возможно получить с учетом крайних пе­ремещений подвижных частей прибора.
Измерительное усилие	− сила воздействия измерительного на­конечника на поверхность измеряемого объекта в зоне контакта.
Средство измерения	- техническое средство, (или их комплекс), предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу ФВ, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени
Метрологические характеристики СИ	– это характеристики средств измерений, оказывающие влияние на результаты и погрешности измерений; предназначены для оценки технического уровня и качества СИ, для определения результатов измерений и расчетной оценки характеристик инструментальной погрешности измерений (например, цена деления, предельные значения шкалы, и т.д.).
Точность измерений	– качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины, т.е. близость к нулю погрешности
Принцип измерения	− это физическое явление или эффект, положенное в основу измерений.
Метод измерения	− прием или совокупность приемов сравнения измеряемой ФВ с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерения. Он обусловлен устройством средства измерения.
Поверка СИ	–совокупность операций, осуществляемых органом государственной метрологической службы или соответствующей службой юридического лица с целью определения и подтверждения соответствия средств измерений установленным техническим требованиям на основании экспериментально определяемых метрологических характеристик
Калибровка СИ	– совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных характеристик и (или) пригодности к применению средств измерений, не подлежащих ГМКН.
Тип средства измерения	- совокупность средств измерений одного и того же назначения, основанных на одном и том же принципе действия, имею­щих одинаковую конструкцию и изготовленных по одной и той же технической документации и технологии. СИ одного типа могут иметь различные модификации, например, отличаться по диапазону измерений. Например: микрометры на различные размеры: 0...25 мм;.25...50 мм; 50...75 мм
Вид средства измерения	- совокупность СИ, предна­значенных для измерений данного вида физической величины. Вид СИ может включать несколько их типов. Например, штангенциркуль и микрометры (вообще) являются видами СИ длин.
Допуск	Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или алгебраическая разность между верхним и нижним отклонениями
Поле допуска	- поле, ограниченное наибольшим и наименьшим предельными размерами и определяемой величиной допуска и его положением относительно номинального размера
Отклонение формы	- отклонение формы реальной поверхности от формы номинальной поверхности
Допуск формы	- наибольшее допустимое значение отклонения формы
Номинальная поверхность	- идеальная поверхность (не имеющая отклонений формы и размеров), номинальная форма которой задана чертежом или другой технической документацией
Реальная поверхность	- поверхность, ограничивающая и отделяющая деталь от окружающей среды
Реальный профиль	- профиль реальной поверхности в заданном сечении
Номинальный профиль	- профиль, получаемый при сечении номинальной поверхности плоскостью
Прилегающая поверхность (профиль)	- поверхность (профиль), имеющая формы номинальной поверхности (профиля), соприкасающаяся с реальной поверхностью (профилем) и расположенная вне материала детали так, чтобы отклонение от нее наиболее удаленной точки реальной поверхности в пределах базовой длины L имело минимальное значение
Отклонение от круглости	- наибольшее расстояние от точек реального профиля до прилегающей окружности
Допуск круглости	- наибольшее допускаемое значение отклонений от круглости
Овальность	- отклонение от круглости, при котором наибольший и наименьший диаметры овальной фигур находятся во взаимно перпендикулярных направлениях
Отклонение профиля продольного сечения	- наибольшее расстояние от точек образующих реальной поверхности, лежащих в плоскости, проходящей через ее ось, до соответствующей стороны прилегающего профиля в пределах нормируемого участка L
Допуск профиля продольного сечения	- наибольшее допускаемое значение отклонения профиля продольного сечения
Конусообразность	- отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие прямолинейны, но не параллельны

 

Бочкообразность	- отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие непрямолинейны и диаметры увеличиваются от краев к середине
Седлообразность	-отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие непрямолинейны и диаметры уменьшаются от краев к середине
Технический контроль	- проверка соответствия объекта установленным техническим требованиям. Технический контроль, осуществляемый с обязательным применением средств измерения, называют измерительным контролем
Контроль по альтернативному признаку	- контроль по качественному признаку, в ходе которого каждую проверенную единицу продукции относят к категории годных или дефектных
Калибры	– это мера, предназначенная для сравнения с ней размеров, формы и расположения поверхностей деталей и изделий машиностроения с целью определения их годности
Предельные калибры	- калибры, размеры которых соответствуют пре­дельным размерам контролируемых объектов
Рабочие калибры	-калибры, предназначенные для проверки размеров деталей рабочими и контролерами ОТК
Контрольные калибры	- калибры (контркалибры), которые используются для проверки размеров рабочих и приемочных калибров-скоб и для установки размера регулируемой скобы
Приемочные калибры	− это частично изношенные рабочие калибры (их размеры в пределах допуска на износ), используют их представители заказчика
Эталон	–средство измерения, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений, и утвержденные в качестве эталона в установленном порядке
Абсолютный метод измерения	− это измерение, при котором искомое значение физической величины получают непосредственно из опытных данных
Прямой метод измерения	− это измерение, при котором искомое значение физической величины получают непосредственно по показанию прибора
Косвенный метод измерения	− измерение, при котором искомое значение физической величины получают по результатам измерения других физических величин, функционально связанных с искомой известными зависимостями

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

Основная

 

1. Кайнова, В.Н. Нормирование точности изделий машиностроения: учеб. пособие / В.Н. Кайнова, [и др.]; НГТУ. Н.Новгород, 2007.

2. Введение в лабораторные работы по метрологии: метод. указ./ сост.: В.Н.Кайнова, [и др.]; НГТУ. Н.Новгород, 2006.

3. Измерение размеров вала и втулки: метод. указ. / сост.: В.Н. Кайнова, Е.В.Тесленко; НГТУ. Н.Новгород, 2006.

4. Контроль гладких калибров: метод. указ./ сост.: Т.Н. Гребнева; НГТУ. Н.Новгород, 2006.

5. Методические указания к выполнению лабораторных работ 8 и 9. 2-е изд., испр. и доп./ сост.: С.Ф.Магницкая, [и др.]; НГТУ. Н.Новгород, 1999.

6. Измерение цилиндрических зубчатых колес: метод. указ. / сост.: Г.И.Лебедев, В.Н. Кайнова, Е.В.Тесленко; НГТУ. Н.Новгород, 2000.

7. Проектирование гладких калибров для контроля валов и отверстий: метод. указания для студентов машиностроительных специальностей метод. указ. / сост.: В.Н. Кайнова, [и др.]; НГТУ. Н.Новгород, 2004.

8. Выбор универсальных средств измерения: метод. указ./ сост.: В.Н. Кайнова, [и др.]; НГТУ. Н. Новгород, 1996.

9. Методы и средства измерения отклонений формы и расположения поверхностей деталей машин: метод. указ. / сост.: Г.И. Лебедев, В.Н. Кайнова; НГТУ. Н. Новгород, 2004.

Дополнительная

 

10. Белкин, И.М. Допуски и посадки /И.М.Белкин.− М.: Машиностроение, 1992.

11. Допуски и посадки: справочник в 2-х ч. / под ред. В.Д. Мягкова. − Л.: Машиностроение, 1983.

12. Дунаев, П.Ф. Расчет допусков размеров / П.Ф.Дунаев, О.П.Леликов - М.:Машиностроение, 2003.

13. Марков, Н.Н. Нормирование точности в машиностроении: – учеб. для машиностр. спец. вузов / Н.Н.Марков [и др.] /под ред. Ю.М. Соломенцева. – 2-е изд., испр. и доп..− М.: Высш. шк., 2001.

14. Марков, А.Л. Измерение зубчатых колес / А.Л.Марков. − Л.: Машино строение, 1977.

15. Радкевич, Я. М. Метрология, стандартизация и сертификация: учеб для

вузов / Я.М.Радкевич [и др.]. −М.: Высш. шк., 2004.

16. Сергеев, А.Г. Метрология, стандартизация и сертификация: учеб. посо бие / А.Г.Сергеев [и др.]. − М.: Логос, 2003.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

 

ПРИМЕРЫ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ УНИВЕРСАЛЬНЫХ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ

В условном обозначении указывать метрологические характеристики средств измерений, используемых в работе.

1.ШТАНГЕНЦИРКУЛИ

1.1. ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89 (штангенциркуль типа I с устройством для измерения глубин, с диапазоном измерений до 125 мм, цена деления 0,1 мм).

1.2. ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ 166-89 (штангенциркуль типа II с двухсторонним расположением губок, с диапазоном измерений до 250 мм, цена деления 0,05 мм).

1.3. ШЦ-III-400-0,1 ГОСТ 166-89 (штангенциркуль типа III с односторонним расположением губок, с диапазоном измерений до 400 мм, цена деления 0,1 мм).

2. МИКРОМЕТР

МК-50-1 ГОСТ 6507-90 (микрометр гладкий с диапазоном измерений 25-50 класса точности 1).

3. МИКРОМЕТРИЧЕСКИЙ ГЛУБИНОМЕР

ГМ-25 ГОСТ 7470-79 (глубиномер микрометрический с пределом измерения 25 мм).

4. МИКРОМЕТРИЧЕСКИЙ НУТРОМЕР

НМ-175 ГОСТ 10-88 (нутромер микрометрический с верхним пределом измерения 175 мм).

5. ИНДИКАТОРНЫЙ НУТРОМЕР

НИ-100-1 ГОСТ 868-82 (нутромер индикаторный с диапазоном измерений 90-100 мм, класс точности 1).

6. СКОБА РЫЧАЖНАЯ

СР-50 ГОСТ 11098-75 (скоба рычажная с диапазоном измерений 25-50 мм с ценой деления 0,002 мм).

7. ГОЛОВКА ПРУЖИННАЯ, МИКРОКАТОР

1 ИГП ГОСТ 18833-73 (головка измерительная пружинная с ценой деления 0,001 мм).

8. ИНДИКАТОР ЧАСОВОГО ТИПА

ИЧ-10 ГОСТ 577-68 (индикатор часового типа с пределом измерения 10 мм, ценой деления 0,01 мм)

9.ИНДИКАТОР МНОГООБОРОТНЫЙ

2МИГ ГОСТ 9696- 82 (многооборотная рычажно-зубчатая измерительная головка (индикатор многооборотный) с пределом измерения 2 мм, ценой деления 0,002 мм)

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 2