книги / Цилиндрические зубчатые колеса
..pdf221
|
комплексной однопрофильной |
|
|
обкатке практически определя |
|
|
ется сравнением поворотов ведо |
|
|
мых звеньев двух систем, из ко |
|
|
торых одна состоит из зубчатой |
|
|
передачи, а вторая — из механиз |
|
|
ма прибора, обеспечивающего |
|
|
точную (образцовую) передачу с |
|
|
заданным передаточным отно |
|
Рис. 190. Принципиальная схема конт |
шением (рис.190). |
|
Для измерения кинематичес |
||
роля кинематической погрешности |
кой погрешности созданы прибо |
|
колеса: 1— точное колесо; 2 — контро |
ры для однопрофильного контро |
|
лируемое колесо; 3 — датчик рассогла |
||
ля, такие как УКМ-ЗМ, УКМ-5, |
||
сования; 4 — эталонная передача. |
||
БВ-5030, БВ-5058. Схема работы |
||
|
одного из приборов показан на рис. 191.
Ведущий шпиндель 9 с зубчатым колесом 12 приводится в движе ние электродвигателем 10 с помощью червячной передачи 11. От ве домого зубчатого колеса 7 вращается шпиндель 14, на котором нахо дится регулируемый фрикционный тормоз 13, обеспечивающий по стоянный контакт контролируемых зубьев сопрягаемых колес. Каретки, в которых расположены шпиндели 9 и 14, можно передви гать в продольном направлении с помощью винтов с отсчетными лимбами 6 и 8. Это дает возможность устанавливать контролируемые
Рис. 191. Кинематическая схема однопрофильного прибора БВ-5058.
зубчатые колеса так, что межосевое расстояние является номиналь ным.
На шпинделях 9 и 14 расположены фотоэлектрические растровые преобразователи, состоящие из стеклянного лимба 3, лампы 5, линзы 4, сетки 2 и фотодиода 1. От этих преобразователей в электронную си стему поступают импульсы. С помощью умножителя и делителя часто ты обеспечивается равенство частот сигналов. Рассогласование двух уг ловых перемещений, возникающее вследствие кинематической и цик лической погрешностей зубчатых колес, выявляется фазовым методом.
Прибор предназначен для однопрофильного контроля цилиндри ческих и конических зубчатых колес внешнего и внутреннего зацеп ления с передаточным отношением от 1:1 до 1:16, модулем 1-8 мм и диаметром делительной окружности 20-320 мм.
Накопленная погрешность окружного шага Fpr. Это погрешность во вза имном расположении двух одноименных профилей зубьев по одной окружности колеса, проходящей посередине высоты зуба с центром на рабочей оси колеса в сечении, перпендикулярном его оси. Характер изменения накопленной погрешности шага в значительной мере при ближается к характеру протекания функции кинематической погреш ности колеса. Основное отличие заключается в том, что кинематичес кая погрешность колеса дает непрерывную кривую изменения этой не точности по углу поворота колеса, в то время как кривая накопленной погрешности шага дает лишь дискретные значения ошибок расположе ния точек профилей зубьев по одной окружности колеса. Таким обра зом, если на диаграмме кинематической погрешности колеса провес ти отдельные ординаты, удален
ные друг от друга на величину |
Положение 1 |
Положение 2 |
|
|
|
||
углового шага и затем соединить |
|
|
|
точки пересечения этих ординат с |
|
|
|
кривой с помощью ломаной ли |
|
|
|
нии (рис. 192), то эта ломаная бу |
|
|
|
дет изображать изменение накоп |
|
|
|
ленной погрешности шага. |
|
|
|
В практике контроля приме |
|
|
|
няются два метода измерения |
|
|
|
накопленной погрешности шага: |
|
|
|
метод измерения углового шага и |
К шагов (ф • 2л / к ) г = FPkr |
||
метод измерения равномерности |
|||
г — радиус делительной ок |
|||
окружных шагов. |
ружности зубчатого колеса |
||
Метод контроля углового шага |
Рис. 192. К понятию накопленной |
||
состоит в последовательном ок- |
погрешности шага. |
|
|
руглении неравномерности угло вого расположения зубьев по ок ружности измерения. Контроль осуществляется на приборах для контроля углового шага БВ-5035 и БВ-5015. Схемы угловых шаго меров показаны на рис. 193.
Основной частью прибора яв ляется угловой лимб 1с величиной отсчета 1-2 угловых секунды, поса женный на вращающийся шпин дель 3. Контролируемое колесо 2 совместно с оправкой устанавлива ется между центрами шпинделя и поддерживающей бабки и с помо щью поводкового устройства свя зывается со шпинделем. Угловой лимб позволяет поворачивать ко лесо на 1/z часть окружности. В плоскости, перпендикулярной оси центров прибора, перемещается измерительная каретка, несущая измерительный наконечник 6 и отсчетное устройство 5. На время
каждого углового поворота шпинделя и изделия каретка радиально от водится от оси колеса, а после угловой фиксации она возвращается в ис ходное положение. При этом измерительный наконечник приходит всо прикосновение с боковой поверхностью зуба и при тангенциальной не точности в ее расположении наконечник отклоняется.
Находят также применение контрольные устройства, в которых угловые лимбы 1заменены делительными дисками 4 с числом пазов, равным или кратным числу зубьев контролируемого колеса.
Последовательный ряд показаний, полученный при измерении всех зубьев колеса, соответствует ординатам диаграммы накоплен ной погрешности шага. Размах показаний характеризует наиболь шую величину накопленной погрешности шага колеса.
Метод контроля равномерности окружных шагов заключается в срав нении измеряемых окружных шагов колеса с произвольно выбран ным первым шагом, по которому была произведена настройка при бора. В практике измерения наибольшее распространение получи ли накладные шагомеры (рис. 194).
18 Заказ 4583
Рис. 194. Проверка окружного шага накладным шагомером: а) шагомер; б) схе ма проверки.
При этом методе измерения координирующий 1 и измерительный 2 наконечники располагаются на смежных одноименных профилях. При установке прибора его продвигают по колесу до прижатия ко ординирующего наконечника к профилю зуба; при этом измеритель ный наконечник коснется смежного профиля и его положение смо жет быть отсчитано по индикаторной головке 3.
При сравнительном измерении окружных шагов настройку шагоме ра производят по первому зубу, для которого показания принимают за 0.
По результатам относительных измерений окружного шага за шагомером, настроенным на 0 по первому шагу, находится накоп ленная погрешность.
Расчет ее производится следующим образом (см. таблицу 39). Показания относительных измерений отклонений окружных ша
гов заносятся в строку №1 таблицы и находится их алгебраическая сумма. В рассматриваемом примере
20
Х Л " = +бо.
/=1
Затем находится средняя величина отклонений окружных шагов
г |
_ £ / „ |
_ +60 _ ~ |
Jptr |
20 |
20 |
Таблица 39. Определение накопленной погрешности шага колеса
н |
О |
чо |
|
0) |
I |
У |
|
о |
|
(0 |
|
о |
см |
см |
+ |
О) |
+ |
Т“ |
|
со |
+4 |
г- |
Nin
+
со |
+ |
|
|
ю |
см |
г- |
+ |
Г" |
m |
+ |
|
со |
со |
Т" |
+ |
СМ |
(О |
т- |
+ |
т- |
+ |
т- |
Ою
+
0> |
+4 |
СО |
см |
N |
|
СО |
со |
Юсм
LD
+
СО |
|
9+ |
|
|
|
см |
|
+4 |
г- |
|
о |
СО |
1 6 1 |
|
со |
СО |
* ь |
Э |
||
в* |
2 1-5 |
|
Z |
ё |
1 а |
|
||
Z ?
О
со |
I |
|
+ |
со |
|
I |
+ |
|
о |
о |
~ |
II см |
СМ |
|
So |
1 |
я |
ЬСО |
а. |
СМ |
ч-пМ |
LL |
II |
V |
о |
|
+ |
+ |
|
+ |
о |
|
см |
|
|
+ |
|
|
+со
' |
|
см |
со |
+ |
|
in |
in |
+ |
|
со |
о |
+ |
|
+ |
со |
|
|
см |
|
+ |
|
тО)
юо
см in
(О |
со |
in |
см |
см |
со |
+ |
+ |
со |
7 |
+ |
+см
со |
со |
d |
2 |
* |
|
ь |
2 |
а |
|
1 |
|
ь |
|
а |
|
см |
со |
1
Рис. 195. Схема контроля радиального биения.
Далее находится разность между каждым измеренным отклонением ок ружного шага. Полученная разность заносится в строку №2. В начало стро ки №3 заносится первое значение по лученной разности (-3) из строки №2. Второе и последующие значения стро ки №3 определяются как последова тельные алгебраические суммы каждо го следующего значения строки №2 и предыдущего строки №3.
Накопленная погрешность шага колеса находится как сумма макси мального и минимального значений строки №3.
Радиальное биение зубчатого венца
— это наибольшая разность рас стояний от его рабочей оси до дели тельной прямой элемента нормаль ного исходного контура (одиночного зуба или впадины), условно наложен ного на профили зубьев колеса.
Радиальное биение контролирует ся на приборах-биениемерах по схеме, приведенной на рис. 195.
Измерительный наконечник 2 последовательно под действием пру-
т ___________________________
жины вводится во впадины зубча того венца 1 до соприкосновения с боковыми поверхностями зубь ев. Радиальное смещение нако нечника фиксируется индикато ром 3. Величина радиального
биения определяется как наи- рыс. 196. Длина общей нормали, большая разность показаний индикатора. Измерительный наконечник может иметь форму усе
ченного конуса с углом при вершине 40° или форму ролика. Диа метр ролика для зубчатых колес с а = 20° D = 1,475т.
Длина общей нормали W. Общая нормаль — это касательная к ос новной окружности, пересекающая боковые поверхности зубьев. Если из точек касания разноименных профилей провести параллель ные касательные к профилям зубьев, то расстояние между ними есть длина общей нормали (рис. 196).
Изменение длины общей нормали на различных участках зубчато го венца связано с нарушением законов обката при изготовлении зуб чатого колеса. Это изменение создает кинематические погрешности.
Измерение длины общей нормали проводится с целью выявления
ееколебания в пределах колеса или определения отклонений сред ней длины общей нормали от ее расчетной величины. В первом слу чае прибор для контроля настраивается по произвольной группе зу бьев колеса и фиксируется наибольшая разность показателей при измерении других групп зубьев колеса. Во втором случае прибор дол жен показывать действительную длину нормали или же отклонение
ееот предварительно настроенного размера. В этом случае прибор настраивается на некоторое количество охватываемых зубьев, опре деляемое расчетом. Номинальный размер длины общей нормали оп ределяется по формуле:
W = [л (zw-0,5)+2;t-(goc +£-/>?va,]/w-cosa,
где tga, = tga cosp ’
zw— округленное до ближайшего целого расчетное число зубьев в длине общей нормали z .
{ tgax 2 x tg a - m m , + 0,5
кcosp,,
где COSOCj = |
г -cosa, |
---- ---------—, sin $b= sin В • cosa |
^ +2x-cosp
Для косозубых зубчатых колес должно выполняться дополнитель ное условие:
где b — ширина зубчатого венца.
В практике контроля нашли широкое применение два прибора для измерения длины общей нормали. Для абсолютных измерений исполь зуются микрометрические нормалемеры (рис. 197), которые отличаются от обычных микрометров специальными плоскими тарельчатыми губками.
Форма и вылет губок позволяют вводить их во впадины между зу бьями колеса. Размеры губок рассчитываются, исходя из наименьше го модуля колеса 0,5 или 1мм.
Для сравнительных измерений длины общей нормали использу ются индикаторные нормалемеры. Прибор, показанный на рис. 198, со стоит из измерительной головки с подвижной губкой и трубы 1, по которой может перемещаться и устанавливаться в любом месте не подвижная губка 3. Подвижная губка 4 подвешена на четырех плос ких пластинах 6 толщиной 0,08-0,1мм. Она арретируется нажатием кнопки 7. Поступательные перемещения губки передаются с помо щью рычага 5 с отношением плеч 2:1 к отсчетному индикатору 8 с ценой деления 0,01мм. Благодаря увеличению, создаваемому рыча гом, цена деления индикаторной головки становится равной 0,005 мм. Установочная губка 3 имеет разрезную втулку 2, которая разжи-
Рис.197. Микрометр для контроля длины общей нормали.
мается специальным ключом 9 при ее передвижении, а после удале ния ключа оказывается закрепленной за счет сил упругости.
Настройку нормалемера на номинальную длину общей нормали производят по концевым мерам длины.
Колебание измерительного межосевого расстояния F ^ измеряют на приборах комплексного двухпрофильного контроля. При этом методе кон троля контролируемое колесо зацепляется с измерительным коле сом. Плотное беззазорное зацепление колес обеспечивается пружи ной. Поскольку оба колеса соприкасаются одновременно как по левым, так и по правым профилям зубьев проверка называется двухпрофильной.
На рис. 199 показан прибор конструкции завода «Калибр» для двухпрофильного контроля.
Измеряемое колесо 2 устанавливают на оправку и приводят в без зазорное зацепление с измерительным колесом 1, расположенным на другой оправке. Точность измерительного колеса выбирается при мерно на две степени выше контролируемого. В процессе двухпро-
Рис Л99. Прибор для контроля колебания измерительного межосевого рас стояния.
фильного зацепления контролируемого колеса с измерительным вы является суммарная погрешность взаимодействия двух пар профилей зубьев, а именно: погрешности профиля, биения зубчатого венца, неравномерность основного шага и толщины зубьев. Эти погрешно сти являются причиной колебания измерительного межосевого рас стояния, фиксируемого отсчетным устройством 3 или самописцем.
При контроле фиксируется колебание измерительного межосево го расстояния как за оборот колеса, так и при повороте на один зуб.
Метод комплексной двухпрофильной проверки обладает органи ческим недостатком: при контроле выявляются лишь радиальные погрешности обработки, в то время как тангенциальные погрешно сти либо совсем не выявляются, либо выявляются частично.
Тем не менее, ввиду отсутствия на заводах приборов однопро фильного контроля метод двухпрофильной обкатки применяется практически на всех предприятиях машиностроительного комплек са, производящих зубчатые колеса.
9.4.Контроль показателей плавности работы
Погрешность профиля зуба ffr— это отклонение действительного профиля от эвольвентной кривой номинальных параметров — задан ного радиуса основной окружности и угла развернутости.
В практике находит место кинематический метод контроля про филя зуба колеса. Этот метод осуществляется с помощью специаль ных приборов — эвольвентомеров.
т ___________________________
Эвольвентомер — это прибор, воспроизводящий в относитель ном движении по отношению к зубчатому колесу эвольвенту за данной основной окружности.
В зависимости от механизма, используемого в эвольвентомере для воспроизведения эвольвенты, приборы делятся на дисковые, рычажно-дисковые, рычажно-ку лачковые и дисково-клиновые. Наибольшее применение нашли эвольвентомеры со сменным дис ком обката, диаметр которого ра вен диаметру основной окружно сти проверяемого колеса. Эти приборы проще и надежнее в ра боте, их используют при большом выпуске в цеховых условиях.
Схема такого эвольвентомера показаны на рис.200.
На оправке жестко соедине
ны между собой проверяемое ко- Рис.200. Схема эвольвентомера МПЗ. лесо 2 и сменный диск 3. Диск обкатывают относительно стальной линейки 1, а на уровне грани
линейки на рычаге помещен измерительный наконечник 4, сопри касающийся с боковым профилем измеряемого зуба. Другой конец рычага упирается в ножку 6 рычага 5, укрепленного на той же линей ке. Точка касания наконечника при вращении колеса описывает эвольвенту. Если проверяемый профиль зуба представляет собой правильную эвольвенту, то наконечник, а, следовательно, и стрелка индикатора остаются неподвижными по отношению к грани линей ки. Если же профиль зуба искажен, то индикатор покажет величину отклонения. Это отклонение профиля не должно превышать уста новленных пределов для колес заданной степени точности.
Шаг зацепления (основной шаг) f — расстояние между соседними одноименными профилями зубьев', измеренное по нормали к ним (рис.201).
Равномерность основного шага является обязательным условием плавной работы зубчатого колеса. Контроль производится шагомера ми различной конструкции. Измеряется отклонение от номинально-