Розрахунок для вимірювання методом трьох дротиків

Діаметр дротиків d₀ = 0, 577× p =

Приймаємо d₀ =

Середній діаметр d_2д =M – 3 d₀+0.866=

Рисунок 6.2 – Схема полів допусків різьби(виконується студентом)

Лабораторна робота №7

Контроль циліндричних зубчастих коліс

1 Мета роботи

Практичне знайомство з конструкцією засобів вимірювання циліндричних зубчастих коліс, їх метрологічними характеристиками та прийомами вимірювання.

2 Завдання

За результатами вимірювання заданого зубчастого колеса (таблиця 7.1) зробити висновок про його придатність. Дати висновок про придатність засобів вимірювання, побудувати схему зміщення вихідного контуру зубчастого колеса.

Таблиця 7.1 - Розміри зубчастих коліс

В міліметрах

3 Матеріальне забезпечення

3.1. Тангенціальний зубомір ЗТ, ГОСТ 4446-81.

3.2. Штангензубомір ПІЗ.

3.3. Комплект зубчастих коліс.

4 Послідовність виконання роботи

4.1. Записати номер та назву роботи.

4.2. Записати індивідуальне завдання і виконати ескіз зубчастого колеса.

4.3. Вивчити конструкцію засобів вимірювання, їх метрологічні показники, визначити похибки вимірювання і частково заповнити таблицю 7.2.

4.4. Визначити допустимі похибки вимірювання усіх розмірів, внести їх до таблиці 7.2. і зробити висновок про придатність засобів вимірювання.

4.5. За допомогою ГОСТів (див. [5], с.153) визначити усі допуски і внести їх до таблиць 7.3 та 7.4.

Рисунок 7.1 - Ескіз зубчастого колеса (зразок)

4.6. Ознайомитися з методикою налагодження засобів вимірювання, провести вимірювання і результати внести до таблиць 7.3 та 7.4.

4.7. За результатами вимірювання зробити висновок про придатність зубчастих коліс у таблицях 7.3 та 7.4.

4.8. Побудувати схему зміщення вихідного контуру.

5 Стислі теоретичні відомості

5.1. Допуски циліндричних зубчастих передач.

Найбільш широко у техніці використовуються циліндричні зубчасті передачі з евольвентним профілем. Всі розміри вихідного контуру і елементів зчеплення зубчастих коліс розраховуються через модуль. Модуль m – це відношення кроку до числа π.

m = = , м,

де р – крок, мм;

d – діаметр ділильного кола, мм;

z – кількість зубів.

Значення модулів стандартизовані згідно з ГОСТ 9563-90. Ділильне коло є базою для визначення елементів зубів, їх розмірів і являє собою початкове коло, одержане в процесі виготовлення колеса методом обкатки.

У системі допусків для циліндричних зубчастих коліс і передач встановлено 12 ступенів точності. В кожному ступені точності встановлені і нарізно контролюються такі норми допустимих відхилень параметрів:

Норма кінематичної точності, яка обмежує похибки передаточного відношення передачі і характеризується різницею між дійсним і номінальним (розрахунковим) кутами повороту веденого колеса, виражена у лінійних величинах довжиною дуги по ділильному колу. Комплексний показник – найбільша кінематична похибка передачі;

Норма плавності роботи, яка обмежує циклічні похибки, багаторазово повторюється за оберт колеса. Визначається подвоєною амплітудою гармонічних складових кінематичної похибки і в залежності від коефіцієнта осьового перекриття характеризується циклічною похибкою зубчастої частоти;

Норма контакту зубів, яка визначає повноту прилягання робочих поверхонь зубів коліс у процесі роботи передачі, характеризується відносними розмірами сумарної плями контакту спряжених зубів.

Незалежно від ступенів точності стандартом встановлені види спряжень у зубчастій передачі, що характеризують величину найменшого гарантованого бічного зазору. Визначено шість видів спряження – Н, Е, D, С, В, А і вісім видів допусків на гарантований бічний зазор – h, d, с, b, а, z, у, х. Крім цього, на гарантований бічний зазор значно впливає допуск на міжосьову відстань у корпусі передачі. Прийнято умовно позначати ступені точності, види спряження і допуски на бічні зазори.

Наприклад, 7-6-7-Вс означає:

ü перша цифра – норма кінематичної точності;

ü друга цифра – норма плавності роботи;

ü третя цифра – норма контакту зубів:

ü велика літера – вид спряження;

ü мала літера – вид допуску на гарантований бічний зазор.

Якщо замість трьох цифр буде одна, то це означає, що всі три норми однакові. Якщо замість двох літер буде одна, то це означає, що літера виду допуску на гарантований бічний зазор збігається з літерою виду спряження.

5.2. Зміщення вихідного контуру.

На рисунку 7.2 наведена схема зменшення товщини зуба колеса.

Рисунок 7.2 – Схема зміщення вихідного контуру

Штрихова лінія визначає теоретичний контур зуба колеса у зчепленні з вихідним контуром рейки, який не має зміщення, ділильна пряма дотична до ділильного кола. Після реалізації згідно з ГОСТ 1643-81 найбільшого Додатного зміщення на Е_HS буде утворений зуб максимально допустимої товщини (жирна лінія) у випадку, коли буде найменше від’ємне відхилення по товщині E_CS, а товщина зуба буде мінімальною. Допуск на зміщення вихідного контуру Т_H визначає зону розташування реального профілю і визначається у зв'язку з допуском на радіальне биття F_r і вид з'єднання. Праворуч і ліворуч від профілю зуба на рисунку 7.2 показаний геометричний зв’язок між найменшим додатним зміщенням вихідного контуру, мінімальним стовщенням зуба і найменшим сумарним бічним зазором j_nmin.

Процес зубонарізання коліс повинен проходити таким чином, щоб різальний інструмент утворював тільки бічні поверхні і западини зубів, не доторкуючись поверхні їх вершин, яка залишається виконаною за квалітетом і з жорсткістю, зазначеними для заготовки.

6 Конструкція засобів вимірювання.

Для вимірювання зубчастих коліс використовуються різні засоби вимірювання.

6.1. Для контролю кінематичної точності, зокрема для перевірки коливання міжосьової відстанню, використовується міжцентромір, а для визначення радіального биття – биттємір.

6.2. Для контролю плавності роботи застосовується евольвентомір. Відхилення кроку зчеплення від номінального вимірюється за допомогою крокоміра.

6.3. Контроль норми контакту зубів. Основою цього контролю є контроль бічного зазору і товщини зубів по постійній хорді. Бічний зазор на практиці вимірюється посереднім методом шляхом вимірювання зміщення вихідного контуру. Для цього застосовується тангенціальний зубомір (рисунок 7.3). Для вимірювання товщини зуба по постійній хорді застосовуються хордові зубоміри і штангензубомири типу ШЗ (рисунок 7.4).

7 Методичні вказівки

7.1. Перед початком вимірювання треба знайти всі величини і заповнити таблиці 7.3 і 7.4.

7.2. Відстань до постійної хорди визначається за формулою:

h_c = 0, 7476 m.

7.3. Номінальну товщину зуба визначають за формулою:

S_с = 1, 387 m.

7.4. Діаметр ділильного кола визначають за формулою:

d = m z.

7.5. Діаметр кола виступів визначають за формулою:

d_a = m z + 2 m = m (z+ 2).

7.6. Інші величини визначаються за [5]:

Fr – допуск на радіальне биття, с. 317, таблиця 5.7;

Fт – допуск на торцеве биття, базового контуру, с. 355, таблиця 5.27;

Тн – допуск на зміщення вихідного контуру, с. 339, 340, таблиця 5.19;

Т_НПр – допуск на зміщення вихідного контуру виробничого, с. 334, визначається за формулою:

Т_нпр = Тн – 0, 7 Fdа – 0, 5 Аd_a;

Fda – допуск на радіальне биття зовнішнього циліндра заготовки, с. 354, таблиця 5.26, (варіант №2), визначається за формулою

Fda = 0, 25 Т_н;

Ad_a – допуск (нижнє відхилення) на діаметрі зовнішнього циліндра, с. 354, таблиця 5.26, (варіант №2), визначається за формулою:

Ada = 0, 5 Т_н

E_HS – найменше додатне зміщення вихідного контуру, [2, с. 337, 338, таблиця 5.18];

[2, с. 334];

Т_с – допуск на товщину зуба, [2, с. 347, таблиця 5.23];

Т_{с пр}, = 0, 73 Т_{н пр}, [2, с.348];

Е_сs - найменше відхилення зуба, [2, с. 347, таблиця 5.22]

7.7. Щоб зробити висновок про придатність зубчастого колеса на підставі даних вимірювання, треба у таблицю 7.3 записати нерівність

Е_HS < Е_HS д < (Е_{HS ПР} + Т_{Н ПР}),

підставити цифри і проаналізувати їх. У таблицю 7.3 записується також нерівність (S_С – Т_{С ПР},) < S_{С Д} < (S_С + Е_{CS ПР}).

Рисунок 7.3 – Тангенціальний зубомір:

1 – корпус, 2 – гвинт кріплення вимірювальних губок, 3 – установча цанга, 4 – індикатор, 5 – вимірювальні губки, 6 – ролик, 7 – гвинт переміщення вимірювальних губок, 8 – вимірювальний наконечник.

Рисунок 7.4 – Штангензубомір:

1 - штанга. 2, 4 - ноніус. 3 - висотна лінійка. 5 лінійка для вимірювання товщини зуба.

8 Техніка вимірювання

8.1. Тангенціальний зубомір призначений для вимірювання зміщення вихідного контуру зубчастого колеса Е_HS.

При налагодженні, згідно з модулем контрольованого колеса, вибирають установчий ролик і кладуть його на призматичну підставку. Зубомір спирають губками на ролик і розсувають їх доти, поки ролик не буде торкатися середини губок. Губки закріплюються гвинтами. Потім встановлюється індикатор у цанговому затискачі і пересувається до дотику наконечника з роликом. Далі зміщують індикатор так, щоб стрілка зробила один оберт. Після цього індикатор закріплюється. Поворотом обідка поєднують нульовий штрих шкали зі стрілкою. Далі тангенціальний зубомір встановлюють на зуб, що вимірюється, і, коливаючи, знаходять найбільшу величину показання індикатора. Зміщення стрілки індикатора від нуля праворуч вказує на зменшення товщини зуба, а ліворуч – на збільшення товщини зуба.

8.2. Штангензубомір призначений для вимірювання товщини зуба по постійній хорді. Спочатку висотну лінійку встановлюють на розмір h_c. Для цього зручніше буде рамку з ноніусом встановити приблизно на необхідний розмір, закріпити і гайкою мікрометричної подачі встановити точний розмір. Після цього штангензубомір встановлюють на зуб колеса і підводять губку для вимірювання товщини зуба. Показання читають так само, як на штангенциркулі.

9 Зміст звіту:

1. Назва роботи.

2. Мета роботи.

3. Завдання.

4. Ескіз деталі.

5. Метрологічні показники засобів вимірювання.

6. Визначення допустимих похибок вимірювання усіх розмірів.

7. Вибір засобів та результати вимірювання.

8. Схема зміщення вихідного контуру з розмірами.

Таблиця 7.1 - Розміри зубчастих коліс (заповнюється студентом)

В міліметрах

Рисунок 7.1 – Ескіз зубчастого колеса (виконується студентом)

Таблиця 7.2 - Метрологічні показники засобів вимірювання

(заповнюється студентом) В міліметрах

Таблиця 7.3 – Дані для контролю зміщення вихідного контуру

(заповнюється студентом) В міліметрах

Таблиця 7.4 – Дані для контролю товщини зуба

(заповнюється студентом) В міліметрах

Визначення допустимих похибок вимірювання

Для розміру зміщення вихідного контуру Е_нs

δ _доп = 0.3 Т_н =

Для розміру товщини зуба S_c

δ _доп = 0.3 Т_с

Таблиця 7.5 – Вибір засобів та результати вимірювання

(заповнюється студентом) В міліметрах

Рисунок 7.2 – Схема зміщення вихідного контуру (виконується студентом)

Лабораторна робота №8

Вимірювання биття

1 Мета роботи

Практичне знайомство з конструкцією засобів вимірювання биття, їх метрологічними характеристиками та прийомами вимірювання.

2 Завдання

Дати висновок про придатність поверхонь деталі згідно з заданими допусками на биття. Виконати ескіз деталі з позначенням вимірюваних параметрів. Визначити ступінь точності кожної поверхні.

Таблиця 8.1 - Допуски биття

Рисунок 8.1 - Ескіз деталі з умовними позначеннями

3 Матеріальне забезпечення

3.1. Центри.

3.2. Індикатор годинникового типу ИЧ-10, ДСТУ ГОСТ 577: 2009.

3.3. Штангенциркуль ШЦ-ІІ, ДСТУ ГОСТ 166: 2009.

3.4. Ступінчастий вал.

4 Послідовність виконання роботи

4.1. Записати номер та назву роботи.

4.2. Записати індивідуальне завдання і виконати ескіз деталі.

4.3. Визначити допустимі похибки вимірювання усіх розмірів, внести їх до таблиці 8.2 і зробити висновок про придатність засобів вимірювання.

4.4. Перед вимірюванням биття встановити з натягом індикатор і налагодити його на нульове положення.

4.5. Провести вимірювання усіх видів биття тричі і внести їх до таблиці 8.3, зробити висновок про їх придатність і визначити ступінь точності кожної поверхні.

5 Стислі теоретичні відомості

У відповідності до стандарту ГОСТ 2.308-2011 є такі різновиди биття: радіальне, торцьове, биття в заданому напрямку (радіальне), повне радіальне, повне торцьове.

Радіальне биття - різниця між найбільшою та найменшою відстанями точок реального профілю поверхні, утвореної обертанням навколо базової осі в перерізі, перпендикулярному до цієї осі (рисунок 8.1).

Биття в заданому напрямку - різниця між найбільшою та найменшою відстанями точок реального профілю конічної поверхні обертання в перерізі, вісь якого збігається з базовою, а твірна має заданий напрямок до вершини цього конуса (рисунок 8.2.а).

Повне радіальне биття - різниця між найбільшою та найменшою відстанями, вибраними в межах нормованого проміжку, до базової осі (рисунок 8.4.а).

Допуском Т, відповідно до радіального биття, биття в заданому напрямку і повного радіального, торцьового биття є найбільше їх допустиме значення (рисунки 8.3.6, 8.4.6).

Перпендикулярність торцьових поверхонь деталей обертання може бути нормованою:

· допуском торцьового биття (найбільш часто);

· допуском повного торцьового биття (якщо необхідно задати сумарний допуск перпендикулярності і площинності торцю).

Торцьове биття – різниця між найбільшою та найменшою відстанями від точок реального профілю торцьової поверхні до площини, перпендикулярної базовій осі (рисунок 8.5.а).

Примітка: торцьове биття визначається в перерізі торцьової поверхні циліндром заданого діаметра, співвісним з базовою віссю, а якщо діаметр не заданий, то в перерізі будь-якого, в тому числі і найбільшого діаметра торцьової поверхні.

Повне торцьове биття – різниця між найбільшою та найменшою відстанями від точок всієї торцьової поверхні до площини, перпендикулярної базовій осі (рисунок 8.6.а).

Допуском Т відповідно до торцьового і повного торцьового биття є найбільше допустиме значення биття (рисунки 8.5.6, 8.6.6).

Поверхню вважають придатною, якщо δ < Т.

Згідно з ДСТУ ГОСТ 2.308: 2013 допуск биття, як і інші допуски форми і розташування поверхонь, позначається на кресленнях за допомогою умовних позначень, тобто позначками (рисунки 8.2.в, 8.3.в, 8.4.в, 8.5.в, 8.6.в).

6 Конструкція засобів вимірювання

Індикатор годинникового типу із ціною поділки 0, 01 мм застосовують для вимірювання відносним або абсолютним методом. Вимірювання абсолютним методом можливе для величин, що не виходять за границі вимірювання приладу (0 – 2, 0 – 3, 0 – 5, 0 – 10 мм).

Більш точним є відносний метод, бо сумарна похибка, що виникає від накопичення за кілька обертів стрілки, більша, ніж похибка в межах одного оберту і похибка блока кінцевих мір.

Загальний вигляд приладу для вимірювання радіального биття показаний на рисунку 8.8. Принципова схема конструкції індикатора показана на рисунку 8.7. Стержень для вимірювання 1 зроблений як одне ціле з рейкою, яка контактує із зубчастим колесом 4. На одній осі з колесом 4 закріплена стрілка, що показує кількість обертів. Вона зміщується на одну поділку при зміщенні стержня для вимірювання на 1 мм. На одній осі з колесом 4 закріплене колесо 2, з’єднане з колесом 5, на одній осі з яким кріпиться стрілка 6. Колесо 5 та стрілка 6 роблять повний оберт при переміщенні стержня для вимірювання на 1 мм. Шкала 9 має 100 поділок із ціною поділки 0, 01 мм. Вона поворотна і нульову поділку шкали можна підвести до стрілки в будь-якому положенні і там її зафіксувати.

Колесо 7 з'єднується з колесом 5, підпружинюється волоском 8 для знищення зазорів у зубчастому механізмі і забезпечує однопрофільне зчеплення. Пружина 3 повертає стержень для вимірювання у вихідне положення і забезпечує вимірювальне зусилля, яке знаходиться в межах

(80-200) 10^-4Н.

Допустима похибка вимірювання індикатора в межах 1 мм (для другого оберту 0, 012 мм), в межах всього інтервалу не більше 0, 022 для індикатора з діапазоном 0-10 мм.

Рисунок 8.2 – Допуск радіального биття

Рисунок 8.3 – Допуск на биття в заданому напрямі (радіальне биття)

Рисунок 8.4 – Допуск повного радіального биття

Рисунок 8.5 – Допуск торцьового биття

Рисунок 8.6 – Допуск повного торцьового биття

Рисунок 8.7 – Принципова схема індикатора

Рисунок 8.7.1 – а. будова індикатора годинникового типу:
1 — ручка для підйому і опускання вимірювального стрижня, 2 — кільце встановлення початку відліку, 3 — мала стрілка [мм], 4 — уставні вказівки допуску, 5 — велика стрілка, 6 — кругова шкала індикатора, 7 — втулка вимірювального стрижня, 8 — вимірювальний стрижень, 9 — вимірювальний наконечник, 10 — відлікова (мала) шкала [мм]

б. індикатор з цифровою індикацією

Рисунок 8.8 - Загальний вигляд приладу для вимірювання радіального биття

7 Методичні вказівки

7.1. При закріпленні індикатора в штативі необхідно, щоб його стержень вільно рухався.

7.2. При вимірюванні биття треба, щоб стержень був у перпендикулярному положенні до поверхні.

7.3. Для визначення придатності кожної поверхні треба результати вимірювання зрівняти з допуском у завданні.

7.4. Для визначення ступеня точності кожної поверхні треба результати вимірювання порівняти з допусками в таблицях 8.4 та 8.5.

8 Техніка вимірювання

Оглянути індикатор та перевірити надійність його закріплення в штативі. При натисканні на стержень (для вимірювання) стрілка повинна вільно рухатися відносно шкали; при повертанні шкали вона має вільно рухатися відносно стрілки.

Установити ступінчастий вал у центр. Підвести до поверхні вала стержень для вимірювання з натягом 1-2 мм. До стрілки підвести нульову поділку шкали. Повільно обертати вал, помічаючи найбільші відхилення стрілки в одному і другому напрямках від нульового положення. Склавши ці значення і помноживши на ціну поділки, визначимо величину биття.

Вимірювання повного радіального биття проводять при обертанні деталі і зміщенні вимірювального стержня вздовж твірної або осі деталі.

Вимірювання торцьового биття виконують на заданому діаметрі торцьової поверхні. При вимірюванні повного торцьового биття деталь обертають і одночасно вимірювальний стержень зміщують у радіальному напрямі перпендикулярно базовій осі.

Ряди допусків радіального биття зведено до таблиці 8.4, в якій передбачено 10 основних і 6 допоміжних ступенів точності.

Ряди допусків торцьового биття зведені до таблиці 8.5, в якій передбачено 12 основних (від 1 до 12) і 4 допоміжних (від 13 до 16) ступенів точності.

Таблиця 8.4. - Допуски радіального биття

Таблиця 8.5 - Допуски торцьового биття

9 Зміст звіту

1. Назва роботи.

2. Мета роботи.

3. Завдання.

4. Ескіз деталі.

5. Метрологічні показники засобів вимірювання.

6. Визначення допустимих похибок вимірювання

7. Результати вимірювання.

Таблиця 8.1 – Допуски биття

(заповнюється студентом) В міліметрах

Визначення допустимих похибок вимірювання

для d₁ d_доп=0, 3 Т_d1=

для d₂ d_доп=0, 3 Т_d2=

для А d_доп=0, 3 Т_A=

для В d_доп=0, 3 Т_B=

для С d_доп=0, 3 Т_С=

Рисунок 8.1 – Ескіз деталі(виконується студентом згідно розмірів варіанту)

Таблиця 8.2 – Метрологічні показники засобів вимірювання

(заповнюється студентом) В міліметрах

Таблиця 8.3 – Результати вимірювання

(заповнюється студентом) В міліметрах