- •Метрология, стандартизация и сертификация
- •1. Четыре посадки
- •Максимальный диаметр отверстия
- •Минимальный диаметр отверстия
- •Максимальный диаметр вала
- •Минимальный диаметр вала
- •Максимальный диаметр отверстия
- •Минимальный диаметр отверстия
- •Максимальный диаметр вала
- •Минимальный диаметр вала
- •Максимальный диаметр отверстия
- •Минимальный диаметр отверстия
- •Максимальный диаметр вала
- •Минимальный диаметр вала
- •Минимальный диаметр отверстия
- •Максимальный диаметр вала
- •Минимальный диаметр вала
- •2. Форма и расположение поверхностей
- •3. Шероховатость поверхности
- •2. Охарактеризовать заданные поверхности (поверхности 1 и 2).
- •3. Расшифровать обозначение шероховатости поверхностей и в том числе указать размерность числового значения шероховатости [2, с. 547, табл. 2.61].
- •4. Указать: предпочтительные или нет числовые значения шероховатости поверхностей [2, с. 544, табл. 2.59].
- •5. Указать метод обработки для получения шероховатости заданных поверхностей.
- •6. Назначить и описать метод и средства для контроля (измерения) шероховатости поверхностей.
- •4. Расчет посадок подшипников качения
- •5. Назначение и обоснование посадок шпоночного соединения и его контроль
- •6. Назначение посадок шлицевых соединений и их контроль
- •7. Расчет точности зубчатых колес и их контроль
- •Межосевое расстояние определяется по формуле
- •Отклонение температуры корпуса редуктора от 20 ºС
- •Наружный диаметр зубчатого колеса определяется по формуле
- •47Список литературы
- •Курсовая работа
7. Расчет точности зубчатых колес и их контроль
Задание выполняется в соответствии с вариантом, приведенным в [6, с.13-16; 7].
Исходные данные [7, с.15, вариант 31, часть 8]:
чертеж редуктора изображен в [7, рис. 4];
номер позиции шестерни (обозначение) в [7, рис. 4 – 6],
число зубьев Z6 = 16;
номер позиции колеса (обозначение) в [7, рис. 4 – 7],
число зубьев Z7 = 96;
модуль m = 2 мм;
угол наклона зубьев βд = 0º;
температура колеса t1 = 35º C;
температура корпуса t2 = 20º C;
окружная скорость V = 15 м/с.
1. Устанавливаем, к какой группе по эксплуатационному назначению относится зубчатая передача.
Согласно классификации, приведенной в методических указаниях [6, с.13-14] и рекомендациям справочника [10, с. 425, табл. 5.12], зубчатая передача по эксплуатационному назначению относится ко второй группе – скоростные (окружная скорость V до 15 м/с для прямозубых колес). Основной эксплуатационный показатель передачи – плавность работы, т.е. отсутствие циклических погрешностей, многократно повторяющихся за оборот колеса.
2. Устанавливаем степень точности зубчатых колес по нормам кинематической точности, плавности и контакта зубьев.
2.1. Согласно данным, приведенным в справочнике [10, с. 425, табл. 5.12], при окружной скорости V до 15 м/с степень точности зубчатых колес по плавности работы – 6 (высокоточные, т.е. зубчатые колеса для плавной работы на высоких скоростях, требующих наиболее высокого КПД и бесшумности).
2.2. В примечании [10, с. 427, табл. 5.12, примечание обозначено знаком - **] даны рекомендации для выбора степени по нормам кинематической точности – степень по нормам кинематической точности может быть на одну степень грубее степени точности по плавности. Принимаем степень по нормам кинематической точности – 7.
2.3. Выбор показателя точности по нормам контакта зависит от величины коэффициента осевого перекрытия, который определяется по формуле
,
где Bw – рабочая ширина венца зубчатого колеса, мм;
32
m – модуль зубчатого колеса (нормальный), мм.
Рабочую ширину венца зубчатого колеса определяем следующим образом:
в [7, рис.4] указан размер диаметра вала, обозначенный поз.1 (в [7, с.14, вариант 31, часть 1] приведен номинальный размер соединения), – 20 мм;
измеряем линейкой размер вала на чертеже – 11 мм;
находим масштаб чертежа – 20/11;
измеряем линейкой ширину зубчатого колеса поз.6 – 11 мм;
находим истинный размер ширины колеса – Bw=(20/11)·11 = 20 мм.
.
Согласно рекомендациям, приведенным в справочнике [10, с. 411, табл.5.6], для передачи с коэффициентом εβ < 1,25 и m > 1 мм степени точности по нормам контакта – 3-12. Выбираем степень точности по нормам контакта при εβ ≤ 1,25 на одну степень грубее норм плавности (рекомендации приведены [6, с. 14]) – 7.
2.4. Выбираем контролируемые показатели для назначенных степеней точности (плавности работы, кинематической точности и контакта зубьев) и числовые значения допусков показателей.
2.4.1. Для 6 степени точности по плавности работы из [10, с. 410, табл.5.5] выбираем контролируемый показатель – f’ir (местная кинематическая погрешность зубчатого колеса). По [10, с. 415-417, табл.5.9] определяем допуск на местную кинематическую погрешность колеса – f’i.
Допуск f’i зависит от размера делительного диаметра колеса.
Определяем размер делительного диаметра зубчатого колеса
d = m∙Z7 = 2∙96 = 192 мм.
Допуск на местную кинематическую погрешность колеса для 6 степени точности при m≥1 и d=192 мм равен 20 мкм (f’i = 20 мкм, т.е. наибольшая разность между местными соседними максимальными и минимальными значениями кинематической погрешности зубчатого колеса за один оборот не должна превышать 20 мкм).
2.4.2. Для 7 степени точности по кинематической точности из [10, с. 409, табл.5.4] выбираем контролируемый показатель – Fpr (накопленная погрешность шага по зубчатому колесу). По [10, с. 413-414, табл.5.8] определяем допуск на накопленную погрешность шага зубчатого колеса – Fp.
Допуск на накопленную погрешность шага зубчатого колеса для 7 степени точности при m≥1 и d=192 мм равен 63 мкм (Fp = 63 мкм, т.е. наибольшая алгебраическая разность значений накопленных погрешностей в пределах зубчатого колеса не должна превышать 63 мкм).
2
33
Допуск погрешности направления зуба для 7 степени точности при m≥1 и ширине зубчатого венца Bw=20 мм равен 11 мкм (Fβ= 11 мкм, т.е. расстояние между двумя ближайшими друг к другу номинальными делительными линиями зуба в торцевом сечении, между которыми размещается действительная делительная линия зуба, соответствующая рабочей ширине зубчатого колеса, не должно превышать 11 мкм).
3. Рассчитываем гарантированный боковой зазор в передаче.
Боковой зазор в передаче, необходимый для компенсации температурных деформаций и размещения смазочного материала, определяется по формуле [5, с. 317]
jn min= Vсм + aw(α1Δt1º - α2Δt2º)2sinα,
где Vсм – толщина слоя смазочного материала между зубьями, мм;
aw – межосевое расстояние, мм;
α1 – температурный коэффициент линейного расширения материала колеса, ºС-1 (для стального колеса α1=11,5·10-6 ºС-1);
α2 - температурный коэффициент линейного расширения материала корпуса редуктора, ºС-1 (для чугунного корпуса α2=10,5·10-6 ºС-1);
Δt1º - отклонение температуры колеса от 20 ºС;
Δt2º - отклонение температуры корпуса редуктора от 20 ºС;
α – угол профиля исходного контура, град. (α = 20º).
Толщина слоя смазочного материала в мм определяется по формуле
Vсм = (0,01-0,03)m,
где 0,01 – для тихоходных передач;
0,03 – для быстроходных передач.
Принимаем 0,03, так как наша передача скоростная.
Vсм = 0,03·2 = 0,06 мм.