Инструкция по мерам безопасности при проведении

ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА «ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ»

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

 

КОНТРОЛЬ КОЛЕБАНИЯ ДЛИНЫ ОБЩЕЙ НОРМАЛИ И

ОТКЛОНЕНИЯ СРЕДНЕЙ ДЛИНЫ ОБЩЕЙ НОРМАЛИ  

ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА

 

Могилев 2015

 

Контроль колебания длины общей нормали и отклонения средней длины общей нормали цилиндрического зубчатого колеса

 

     1 Целевое назначение работы

     1. Ознакомление с индикаторным нормалемером Ленинградского инструментального завода (ЛИЗ).

     2. Освоение приемов настройки прибора.

     3. Приобретение навыков в измерении погрешности длины общей нормали.

 

     2 Содержание работы

     1. Расчет номинального размера длины общей нормали.

     2. Настройка нормалемера (ЛИЗ) для измерения отклонения средней длины общей нормали и колебания длины общей нормали.

3. Обработка результатов измерений, заключение о годности зубчатого    колеса по измеренным параметрам.

 

     3 Комплект средств измерения

     1. Нормалемер № 2 Ленинградского инструментального завода.

     2. Индикатор часового типа ИЧ ГОСТ 577-68.

     3. Плоскопараллельные концевые меры длины ГОСТ 9038-73.

 

     4 Метрологические показатели средств измерения

1. Нормалемер ЛИЗ № 2:

- наибольшая контактируемая длина – 300 мм.

- наименьший модуль контактируемых колес – 1 мм.

- габаритные размеры в миллиметрах – 420х35х95.

- вес – 1,25 кг.

     2. Индикатор часового типа ИЧ ГОСТ 577-68: цена деления шкалы           индикатора – 0,001 мм.    

     3. Плоскопараллельные концевые меры длины ГОСТ 9038-73. Разряд 2.

                  

     5 Описание конструкции индикаторного нормалемера

     Нормалемер индикаторный (ЛИЗ) (рисунок 1) состоит из измерительной головки с подвижной губкой 4 и трубы 1, по которой может перемещаться и      устанавливаться в любом месте неподвижная губка 3. Подвижная губка 4 подвешена на четырех плоских пластинах 6 в 0,08...0,1 мм; она приводится нажатием кнопки. Ее поступательное перемещение передается с помощью рычага 5               с  отношением плеч 2:1 и отсчетному индикатору 8 с ценой деления 0,01 мм.

 

 

 

Рисунок 1 – Индикаторный  нормалемер

 

     Благодаря увеличению, создаваемому рычагом, цена деления индикаторной отсчетной головки становится равной 0,005 мм. Установочная губка 3 имеет    разрезную втулку 2, которая разжимается специальным ключом при ее передвижении, а после удаления ключа оказывается закрепленной за счет сил упругости.

         

     6 Теоретические положения

Система допусков цилиндрических (ГОСТ 1643 – 81) передач устанавливает 12 степеней их точности и точности зубчатых колес, обозначаемых в        порядке убывания 1, 2…12.

 С целью обеспечения оптимальных требований к зубчатой передаче в зависимости от ее служебного назначения, для каждой степени точности устанавливаются независимые нормы допускаемых отклонений параметров, определяющих кинематическую точность колес и передачи, плавность работы и контакт    зубчатых колес в передаче.

Нормы кинематической точности определяются показателями, которые обеспечивают точность вращения колес передачи, т.е. совпадение углов поворота ведущего и ведомого колеса. Этим показателям предъявляются высокие требования при изготовлении колес отсчетных передач (измерительных приборов, делительных механизмов металлорежущих станков и т.п.). Степень точности таких передач по нормам кинематической точности выбирается на основе кинематического расчета погрешностей всей передачи и допускаемого угла рассогласования.

Нормы плавности работы определяются показателями, которые обеспечивают бесшумную работу передачи и отсутствие вибраций. Эти показатели важны для колес, работающих в скоростных передачах. Для этих передач степень точности по нормам плавности выбирается на основе расчета динамики передачи,    вибраций и шумовых явлений.

Нормы контакта зубьев зубчатых колес определяются показателями,      которые обеспечивают контактную прочность зубьев колеса. 

Повышенные требования к этим показателям предъявляются при изготовлении зубчатых колес силовых передач. Степень точности силовой передачи по нормам контакта назначаются по результатам расчета передачи на прочность и долговечность.

К зубчатым (червячным) колесам передач общего назначения не предъявляются повышенные требования по показателям, определяющим нормы кинетической точности, плавность и контакта зубьев колес. В этом случае, при выборе степени точности можно учитывать опыт эксплуатацию аналогичных передач. Для косозубых цилиндрических зубчатых передач редукторов общего назначения с окружной скоростью до 12 м/с рекомендуется точность 8-6-7 и 8-8-6.

Степень точности вновь проектируемых зубчатых передач и колес в большинстве случаев устанавливают в зависимости от окружной скорости колес.

 Кроме степеней точности ГОСТ 1643 – 81 устанавливает шесть видов     сопряжения зубьев колес в передаче (A, В, С, D, E, H), которые определяют     величину гарантированного, т.е. наименьшего из возможных в передаче,           бокового зазора между нерабочими профилями зубьев. В большинстве случаев вид сопряжения передачи выбирается по величине гарантированного бокового зазора.

Боковой зазор - это зазор между нерабочими профилями зубьев, который необходим для размещения смазки, компенсации погрешностей изготовления при сборке и для компенсации изменения размеров от температурных деформаций.

Полное обозначение точности цилиндрического зубчатого колеса на чертеже выглядит следующим образом   8-6-7-С ГОСТ 1643 – 81. Где 8 - степень     точности по нормам кинематической точности, 6 - степень точности по нормам плавности работы, 7  - степень точности по нормам контакта зубьев и С - вид    сопряжения по боковому зазору.

     Длиной общей нормали зубчатого колеса W называется расстоянием      между двумя параллельными плоскостями, касательными к двум разноименным активным боковым поверхностям А и В зубьев колеса (рисунок 2).

 

 

Рисунок 2 – Схема измерения длины общей нормали

 

     Общая нормаль к эвольвентным профилям является одновременно            касательной к основной окружности.

     Выбор числа зубьев Z_n, охватываемых при измерении размера W, обусловлен требованием, чтобы точки А и В (рисунок 2) лежали в пределах эвольвентного участка профиля зуба.

     При назначении коэффициента смещение исходного контура Х < 2 можно пользоваться формулой:

                                 Z_n = Z / 9 + 0,5                                    (1)

 

округлив рассчитанное значение Z_n до ближайшего целого числа.

     Колебанием длины общей нормали называется разность между W_max и W_min на одном и том же зубчатом колесе, полученные в результате измерения.       

 

F_vWr = W_max - W_min.                                                       (2)

 

     Эта погрешность ограничена допуском F_vW ГОСТ 1643-81. (Смотри табл. 2).

Этот показатель характеризует к инематическую точность колеса.

     В этом случае колебания длины общей нормали можно определить         следующим образом

                                                     F_vWr = F^/_{vWr max} – F^/_{vWr min}                                    (3)

 

     Номинальный размер длины общей нормали для зубчатых колес с углом профиля исходного контура, равного 20⁰, рассчитывается по формуле:

              ,               (4)

      или определяется по таблице в зависимости от количества зубьев на измеряемом колесе.

                                                                                                             

Отклонением средней длины общей нормали называется отклонение средней длины общей нормали по зубчатому колесу от номинальной

                                           Е _Wmr = W_m – W.                                        (5)

Этот показатель характеризует норму бокового зазора.

     Стандартом установлены допуски на среднюю длину общей нормали:   наименьшее отклонение средней длины общей нормали -Е_Wms и допуск на        среднюю длину общей нормали Т_Wm рисунок 3 ГОСТ 1643-81. Наименьшее       отклонение средней длины общей нормали Е _Wms определяется по таблицам ГОСТ и состоит из двух слагаемых I и II. Для колес с внешним зацеплением зубьев      отклонение средней длины общей нормали отрицательное.

 

 

Рисунок 3 - Схема расположения поля допуска длины общей нормали

 

Заключение о годности зубчатого колеса дается по результатам измерения контролируемых показателей по кинематической точности, по нормам плавности, по нормам полноты контакта и по нормам бокового зазора. Зубчатое колесо в целом признается годным, если по всем перечисленным нормам оно годно, т. е. величина каждого измеренного показателя не превышает заданную стандартом величину допуска на этот показатель. В данной лабораторной работе необходимо дать оценку годности зубчатого колеса по двум измеренным показателям:          F_{vWr ,} характеризующий кинематическую точностьи Е _Wms, характеризующий      боковой зазор в зацеплении.

 

Порядок выполнения работы

7.1 Измерение колебания длины общей нормали   F_vWr

1.Определить количество зубьев измеряемого колеса (z).

2. Рассчитать количество зубьев, входящих в длину общей нормали (z_n) по формуле (1). Полученное значение округлить до ближайшего целого значения.

3. Произвести настройку нормалемера на нулевую отметку стрелки индикатора следующим образом. Расположить измеряемое колесо и нормалемер в горизонтальной плоскости (на столе). Согласно рисунку 1 охватить измерительными плоскостями прибора расчетное количество зубьев колеса z_{n ,} например четыре,     в любом месте колеса, таким образом, чтобы обеспечивался небольшой зазор        в точке А или Б между боковой поверхностью зуба и измерительной губкой    нормалемера. Затем, удерживая в неподвижном положении нормалемер левой рукой за пластмассовую втулку 7, переместить подвижную губку 3 влево путем надавливания на рычаг 5 большим пальцем правой руки до положения, обеспечивающего контакты обеих губок с рабочими поверхностями зубьев, создав натяг в индикаторе в 1-2 оборота стрелки. Поставить шкалу индикатора на ноль.

4. В отчетный бланк в первую строку под номером 1записать показания прибора – 0 мм. Это первое показание индикатора в настроечном положении. Желательно это положение отметить на колесе мелом (отметить зуб колеса с      которого начали измерения). Все остальные измерения покажут величину отклонения длины общей нормали от настроечного положения.

5. Не изменяя положение прибора, сместить колесо вперед (к себе), освободив измерительные губки 3 и 4. Повернуть колесо против часовой стрелки на один зуб. Сместить колесо от себя и путем воздействия на неподвижную губку 3 и обеспечить контакты обеих губок с рабочими поверхностями зубьев. Произвести отсчет по индикатору. Цена деления шкалы индикатора составляет 0,01 мм. Отсчитать количество делений от нулевой отметки (например, показание          составило 8 делений – результат следует записать - 0,08 мм) и записать результат со своим знаком в первую строку таблицы отчетного бланка.

6. Последовательно произвести Z замеров  по п.5  F^/_vWr и занести их в       отчетный бланк.

 

7.2 Измерение отклонения средней длины общей нормали Е _Wms

1. Рассчитать номинальное значение длины общей нормали по формуле (4). Значение коэффициента К принять из таблицы 1 в зависимости от количества зубьев колеса. При расчете значение К подставлять полностью, а результат округлить до трех знаков после запятой. Полученное значение записать в отчетный бланк.

 

Таблица 1 - Значение коэффициента «К»

 

Z	K	Z	K	Z	K	Z	K
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20	4,58225 4,69626 4,41026 4,63437 4,63827 4,65228 4,66628 4,68029 4,64642	21 22 23 24 25 26 27 28 29 30	7,67443 7,68844 7,70244 7,71645 7,73046 7,74446 7,75846 10,72460 10,73860 10,75261	31 32 33 34 35 36 37 38 39 40	10,76662 10,78062 10,79462 10,80863 10,82264 10,83664 13,80227 13,81678 13,83079	41 42 43 44 45 46 47 48 49 50	13,85880 13,87280 13,88681 13,90081 13,91482 16,88095 16,89495 16,90896 16,92297

2. Для измерения действительной длины общей нормали необходимо установить нормалемер на номинальный размер общей нормали W. Для этого необходимо набрать блок плоскопараллельных концевых мер, равный номинальному размеру общей нормали W. Набор производить по последней цифре.

Например, W = 48,355 мм. В наборе концевых мер находим плитку, размер которой заканчивается на тысячные доли миллиметра. Это размер 1,005 мм.       Это значение вычитаем из значения 48,355-1,005 = 47,35 мм. В наборе концевых мер находим плитку, размер которой заканчивается на сотые доли миллиметра.  Это размер 1,35 мм.   47,35-1,35 = 46,00 мм.   Из  набора выбираем две плитки      40 и 6 мм, составляющие остаток набираемого размера. При наборе блока концевых мер необходимо стремиться, чтобы количество плиток было минимальным. Проверяем сумму размера выбранных из набора плиток. Собираем блок мер      путем притирания плиток друг к другу (они «склеиваются»).

3. Произвести настройку нормалемера на нулевую отметку стрелки индикатора по набранному блоку концевых мер (рис. 4) аналогичным способом по п.3 (см. 7.1).

4.Снять блок плиток и установить прибор на измеряемое колесо с охватом соответствующей группы зубьев, индикатор покажет отклонение от номинального значения. Затем последовательно произвести Z замеров и определить показания индикатора для каждого замера Е_Wmr. Все измеренные значения должны быть отрицательными и по модулю превышать показания измерений колебания длины общей нормали. Измеренные отсчеты занести в отсчетный бланк во вторую строку таблицы «отклонение средней длины общей нормали».

 

Рисунок 4 - Схема настройки нормалемера с помощью концевых мер

 

 7.3 Обработка результатов измерений

1.Рассчитать действительные размеры общих нормалей, проссумировав W (номинальный размер) и измеренное отклонение (показание по второй строке таблицы отчета) и записать в третью строку таблицы отчета.

 

W ₁ = W + E ^/ _Wmr                                             (6)

 

2. По формуле (7) определить среднее значение длины общей нормали

 

,                              (7)

 

3. По формуле (5) определить отклонение средней длины общей нормали.

4. Дать заключение о годности зубчатого колеса по двум измеренным показателям Е _Wms и F _{vWr .} Для этого необходимо по таблицам ГОСТ 1643-81 найти   допуск на колебание длины общей нормали F _vW (таблица 2) и наименьшее        отклонение средней длины общей нормали Е _Wms (таблица 3 и 4), по заданной преподавателем степени точности колеса и виду сопряжения.  Записать найденные допуски в бланк отчета. Для нахождения слагаемого 2 по таблице 4 и        допуска на длину общей нормали Т _W по таблице 5 первоначально нужно найти допуск на радиальное биение зубчатого венца F _r по таблице 6.

     5. На схеме расположения поля допуска W_m в бланке отчета обозначить все найденные значения отклонений и допуска.

6. Сравнить действительные значения F_vWr и E_{Wms изм.} с допустимыми   значениям по ГОСТ 1643-81 дать заключение о годности колеса по двум показателям в отдельности. Условие годности колеса:

1. F_vWr ≤ F_vW

2. E_Wms ≤ E_{Wms изм.} ≤ E_Wmе

 

     Таблица 2  - Допуск колебания длины общей нормали F_vW    по ГОСТ 1643-81

В микрометрах

Степень точности	Модуль	Делительный диаметр
		до 125	св. 125 до 400	св. 400 до 800
7	от 1 до 25	22	40	60
8	от 1 до 25	28	50	80

Таблица 3 - Наименьшее отклонение средней длины общей нормали Е_Wms

(слагаемое 1) по ГОСТ 1643-81

В микрометрах

Вид сопряжения	Степень точности по плавности	Делительный диаметр
		до 80	св. 80 до 125	св. 125 до 180	св. 180 до 250	св. 250 до 315
1	2	3	4	5	6	7
Н	7	10	10	12	14	15
Е	7	25	30	30	35	40
Д	7 8	35 40	40 50	50 50	55 60	60 70
С	7 8 9	55 60 70	70 80 80	70 80 100	80 100 110	100 110 120
В	7 8 9 10 11	100 100 110 110 120	110 110 120 140 150	120 140 140 160 180	140 140 160 180 200	180 180 200 200 200
А	7 8 9 10 11 12	140 160 180 200 200 200	180 200 200 200 250 250	200 200 250 250 280 300	200 250 280 280 300 350	250 280 280 300 350 350

 

 

Таблица 4 - Наименьшее отклонение средней длины общей нормали Е_Wms (слагаемое 2)

 

Допуск на радиальное биение зубчатого венца, Fr  , мкм

св. 20 до 25

св. 25 до 32

св. 32 до 40

св. 40 до 50

св. 50 до 60

св. 60 до 80

св. 80 до 100

св. 100 до 125

св. 125 до 160

св. 160 до 200

св. 200 до 250

св. 250 до 320

св. 320 до 400

Наименьшее отклонение средней длины общей нормали

5  7       9   11  14   18    22   25  35    45    55 70 90

Примечания: 1. Допуск на радиальное биение зубчатого венца см. таблицу 6. 2. Для определения величины наименьшего отклонения средней длины общей нормали ЕWms необходимо сложить величины, помещенные в таблицах 3 и 4.

 

 

 

Таблица 5  - Допуск на среднюю длину общей нормали Т_Wm

 

Вид сопряжения	Вид допуска боков зазора	Допуск на радиальное биение зубчатого венца Fr, мкм
		св. 20 до 25	св. 25 до 32	св. 32 до 40	св. 40 до 50	св. 50 до 60	св. 60 до 80	св. 80 до 100	св. 100 до 125	св. 125 до 160	св. 160 до 200	св. 200 до 250	св. 250 до 320	св. 320 до 400
Н,Е	h	20	22	25	25	28	30	40	55	70	80	100	100	140
Д	d	30	35	40	40	40	60	70	80	100	120	140	160	240
С	c	45	45	50	60	70	90	110	120	140	180	240	280	300
В	b	50	55	60	70	100	100	120	140	200	250	300	350	450
А	a	60	80	90	100	110	140	150	180	240	280	350	450	500
-	z	180	100	110	120	140	180	200	250	300	400	500	600	800
-	y	110	120	160	180	220	240	300	350	400	500	600	800	900
-	x	140	160	180	220	250	300	350	400	550	700	800	1100	1200

 

         

Таблица 6  - Допуски радиального биения зубчатого венца F_r   (ГОСТ 1643-81)

 

Степень точности	Модуль, мм	Делительный диаметр
		до 125	св. 125 до 400	Св. 400 до 800
7	от 1 до 3,5 св. 3,5 до 6,3 св. 6,3 до 10	30 40 45	50 56 63	63 71 80
8	от 1 до 3,5 св. 3,5 до 6,3 св. 6,3 до 10	45 50 56	63 71 80	80 90 100
9	от 1 до 3,5 св. 3,5 до 6,3 св. 6,3 до 10	71 80 90	80 110 112	100 112 125
10	от 1 до 3,5 св. 3,5 до 6,3 св. 6,3 до 10	100 125 140	112 140 160	125 140 160
11	от 1 до 3,5 св. 3,5 до 6,3 св. 6,3 до 10	125 160 180	140 180 200	160 180 200
12	от 1 до 3,5 св. 3,5 до 6,3 св. 6,3 до 10	160 200 224	180 224 250	200 224 250

 

     8 Оформление отчета

         

     Отчет оформить в виде отчетного бланка (см. в конце методических указаний).

 

Литература

 

     1. А.И. Якушев – Взаимозаменяемость, стандартизация и технические      измерения. Москва, 1986.

     2. Б.А. Тайц. Точность и контроль зубчатых колес. Москва, 1975.

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

 

     Контрольные вопросы

 

1. Что называется длиной общей нормали?

2. Как определяется число зубьев охватываемое общей нормалью?

3. Что такое колебание длины общей нормали?

4. Что такое отклонение средней длины общей нормали?

5. Назовите степени и нормы точности зубчатых колес?

6. Какие нормы определяют показатели F_vW и E_Wms?

7. Что такое исходный контур?

 

     Составил: доцент

      кафедры «Технология машиностроения»                     Антонова Е.Н.

 

Инструкция по мерам безопасности при проведении

 лабораторной работы № 4

1. До начала работы ознакомьтесь с инструкцией по эксплуатации, охране   труда с индикаторным нормалемером.

2. Перед началом работы убедитесь в исправности прибора.

3. В случае обнаружения неисправности или повреждения поставьте в известность преподавателя.

4. Инструмент (нормалемер, набор концевых мер) и детали (колеса зубчатые) на рабочем столе размещать так, чтобы исключить их падение.

5. После окончания работы нормалемер сложите в коробку, проверьте        правильность комплектации концевых мер в наборе. Инструменты и детали сдайте преподавателю или лаборанту. Приведите в порядок рабочее место.

 

Белорусско-Российский университет