Первышин А.Н. Метрология

Подождите немного. Документ загружается.

заданной нагрузкой на рабочих осях, после этого на колесе остаются

соответствующие пятна контакта (рис. 51).

На рисунке изображено колесо, по которому прокатилось

парное окрашенное колесо, и появившиеся в результате пятна контакта.

Между этими пятнами могут существовать разрывы.

ссс ,....,

расстояния между разрывами вдоль длины зуба. Среднюю высоту

пятна контакта обозначим через

. Высоту рабочей поверхности зуба

Суммарное пятно контакта оценивают относительной длиной:

%100









са

;

где

b – длина,

а – расстояние между крайними точками пятен контакта.

За исключением разрывов между пятнами контакта (c

), причем они

учитываются только в том случае, если их величина превышает модуль

(m), измеренный в миллиметрах.

Суммарное пятно контакта оценивают также относительной

высотой:

%100

По этим формулам определяется годность зубчатого колеса по

нормам по нормам плавности и контакта. Для тяжело нагруженных

зубчатых колес эти нормы играют важную роль.

Степени точности зубчатых колес.

При построении стандарта на зубчатые колеса ГОСТ 1643-81

использовались принципы:

1) обеспечение надежности функционирования зубчатых колес

в передаче;

2) возможности современных технологий изготовления и

измерения зубчатых колес.

В стандартах установлено 12 степеней точности зубчатых колес

и передач. Нормируемый модуль лежит в пределах m = 1….55 мм.

Диаметр делительной окружности может достигать 6300 мм.

По классам точности колеса разделяются:

1,2 - ой - относятся к перспективным колесам, изготовление

таких колес с помощью современных технических средств невозможно.

3-5 - ый - используются в измерительных системах.

4-7 - ой - в авиационной и рекетно-космической технике.

6-8- ой - общее машиностроение.

9-10 – ый - в сельском хозяйстве.

11-12- ый -в неответственных передачах грузовых механизмов.

В зависимости от назначений для зубчатых колес могут

назначаться различные степени точности по нормам кинематической

точности, плавности и контакта.

Например, если зубчатая передача используется в каких-либо

измерительных механизмах, то для нее большое значение играют

нормы кинематической точности, нормы плавности и полноты

контакта не столь важны, т. к. нагрузки весьма малы и передача

работает на низких оборотах. В быстроходных зубчатых передачах

определяющее значение играют нормы плавности, потому что при

высоких оборотах возрастает риск разрушения передачи. В

грузоподъемных передачах основную роль играют нормы полноты

контакта зубьев.

При назначении степеней точности накладываются следующие

ограничения:

1) нормы плавности могут быть не более, чем на 2

степени точнее или на 1 грубее норм кинематической точности.

2) нормы полноты контакта зубьев можно назначать по

любым стандартам более точным, чем нормы

плавности.

Виды сопряжения зубчатых колес. Обозначение точности и вида

сопряжений на чертежах.

Вид сопряжения зубчатых колес определяет минимальный

(гарантированный) боковой зазор.

Боковой зазор - наименьшее расстояние между нерабочими

поверхностями зубьев находящихся в зацеплении. При этом

минимальный боковой зазор определяет люфт колеса, если мы одно

колесо законтрим, то наличие бокового зазора определяет на какой

угол или расстояние повернется расконтренное колесо, чем меньше

боковой зазор, тем точнее передается усилие. Особенно это важно для

реверсивных передач. Отсюда возникает ошибочное убеждение – чем

точнее передача, тем меньше должен быть боковой зазор. Возникает

вопрос о необходимости бокового зазора. Боковой зазор необходим, во-

первых, для поступления смазки в пространство между зубьев, во-

вторых, поскольку зубчатая передача может работать в разных

тепловых условиях, то боковой зазор компенсирует возможные

температурные деформации. Стоит отметить, что существуют

передачи, которые имеют нулевой боковой зазор, но они, как правило,

тихоходные или имеют поверхность, которая смазывается

самостоятельным образом (пластмасса, бронза).

Боковой зазор j

nmin,

обеспечивает гарантированное поступление

смазки и компенсацию возможных температурных деформаций.

Различают 6 видов сопряжений зубчатых колес. Изобразим их на

(рис. 56) Верхнюю границу полей допуска показывать не будем,

поскольку вид сопряжения определяет только минимальные

(гарантированный) боковой зазор.

Колеса с боковым зазором j

nmin

В называются нормальными, они

обеспечивают компенсацию тепловых деформаций стальных или

чугунных колес при ΔΤ = 25°C.

Остальные виды сопряжений имеют следующие названия:

А – с увеличенным зазором,

С – уменьшенным зазором,

D – малым зазором,

Е – весьма малым зазором,

Н – нулевым зазором.

Величина максимального бокового зазора j

nmах

определяется

видом допуска на боковой зазор, который в порядке возрастания

обозначается следующим образом:

nmах

→ h, d, c, b, x, y, z.

Верхняя граница поля допуска зависит от вида допуска на

боковой зазор

, этот вид допуска и обозначается перечисленными

латинскими буквами.

Кроме того, на величину бокового зазора оказывает влияние и

точность межосевого расстояния а

. В порядке снижения точности

установлено 6 классов отклонения а

(I…..VI).

Действительный боковой зазор увеличится при увеличении

межосевого расстояния и уменьшится при уменьшении, т. е. помимо

точности изготовления зубчатых колес, важна и точность сборки

зубчатой передачи.

ГОСТОм рекомендуется соответствие всех перечисленных в этом

разделе характеристик. Это соответствие указано в таблице.

Вид сопряжения (j

nmin)

H E D C B A

Вид допуска

nmax

) h e d c b a

Класс отклонения а

I II III IV V VI

Соответствие для x, y, z в таблице не указано, такие виды допуска

используются только в специальных случаях.

Величина бокового зазора обеспечивается радиальным

смещением зуборезного инструмента (рейки) к оси нарезаемого колеса.

Обозначение на чертежах.

В обозначениях на чертежах приводятся сведения по всем

степеням точности, видам сопряжения допуска и класса межосевого

отклонения.

Приведем пример обозначения зубчатой передачи на чертеже:

811643/778  ГОСТVIВа

8 – норма кинематической точности;

7 – норма плавности;

7 – норма полноты контакта;

В – вид сопряжении;

а – вид допуска;

VI – класс отклонения.

Если нормы кинематической точности, плавности и контакта

совпадают, а виды допуска, сопряжения и класса отклонения

соответствуют рекомендованным ГОСТам, то обозначение упрощается:

7 – С ГОСТ 1643-81

Это обозначение следует читать следующим образом, 7 степень

точности по кинематической точности плавности и полноты контакта с

видом сопряжения С допуска с классом точности IV c ГОСТом 1643-

81.

§ 24. Взаимозаменяемость по волнистости и шероховатости

поверхностей деталей. Обозначения на чертежах. Методы и

средства контроля.

Общие понятия влияния погрешности формы

расположения волнистости и шероховатости на эксплутационные

характеристики изделий.

Во всех предыдущих разделах мы предполали, что

действительная поверхность детали эквидистантна номинальной, что в

действительности не наблюдается. Вместо цилиндрического вала мы

можем увидеть конус, пирамиду или фигуру сложной формы –

погрешность формы. Причем, если ось этой фигуры не совпадает с

номинальной осью, то это погрешность расположения. Ось является

базой, относительно которой определяется номинальная поверхность.

Если рассмотреть поверхность детали, то окажется, что она

может носить периодических характер. При малой частоте

периодичности это - волнистость, при большой – шероховатость.

Таким образом, если действительная поверхность детали не

выходит за пределы поля допуска, то можно было бы считать деталь

годной. При реальном соединении детали контактируют не

номинальные, а действительные поверхности, у которых имеется своя

волнистость (шероховатость), а также погрешности формы и

расположения, поэтому для многих деталей помимо допусков на

размеры следует ввести и другие ограничения.

Номинальная поверхность детали, указанная на чертеже,

базируется относительно какого-либо элемента. Под базовым

элементом могут понимать какую-либо поверхность, линию, точку

или их совокупность.

При этом допуск на размер нормирует действительную

поверхность при допущении, что она имеет ту же форму, что и

номинальная, причем действительный базовый элемент также должен

совпадать с номинальным. Однако в ряде случаев форма расположения

относительно базового элемента и микроструктура действительной

поверхности определяют эксплуатационные характеристики изделия,

поэтому деталь не может быть годной, даже если действительный

размер не выходит за поле допуска T

. Следовательно, необходимо

наложить специальное ограничение.

Рассмотрим цилиндрический вал, укажем его номинальную

поверхность, базовую ось, радиальные допуски

, номинальный

диаметр детали

min

, действительную поверхность, а также

действительную ось (рис. 57).

Из рисунка видно, что действительная поверхность детали не

выходит за пределы допуска и деталь должна быть признана годной,

однако в отличие от номинального профиля детали, действительный

профиль имеет форму конуса. Профиль – сечение соответствующей

поверхности какой-либо плоскостью.

Если действительная поверхность коническая, а это имеет

решающее значение в соединении, то это отклонение нормируется

погрешностью формы, если действительная ось не соответствует

номинальной, то это погрешность расположения.

Если на действительной поверхности наблюдается

периодическая структура со средней амплитудой W и шагом S

относительный шаг

100040 

- волнистая поверхность,

40

- шероховатая поверхность,

1000

- погрешность формы.

Волнистость - периодические неровности с относительно

небольшим отношением шага к высоте в пределах 40≤

≤1000.

Волнистость нормируется по трем параметрам:

1) высота волнистости W

;

2) максимальная высота волнистости W

max

;

3) средний шаг волнистости S

Для определения волнистости выделяется участок измерения,

включающий в себя не менее пяти волн. Этот участок разбивается на пять

одинаковых участков l

, l

..i

на каждом из которых определяется высота

волнистости. Высота волнистости определяется как среднее из пяти

измеренных высот волнистости:

= 1/5(W

+ W

+... + W

Максимальная высота определяется как максимальная высота амплитуд

волны из выбранных пяти участков. Средний шаг неровности находится как

среднеарифметическое на этих участках:

= 1/5(S

+ S

+... + S

Волнистость занимает промежуточное положение между погрешностями

форма и шероховатости.

Шероховатость - микронеровности представляющие собой следы

воздействия режущего инструмента, вырова режущей кромком материала

поверхности и т.п. с малым шагом

≤40.

Нормируется шероховатость относительно средней линии, положение

которой определяется так, чтобы отклонение профиля неровностей

относительно нее было бы минимальным. Профиль неровности

определяется профилограммой. Средняя линия находится таким образом,

чтобы отклонения относительно этой средней линии было бы минимально.

Пусть средняя линия задана некоторой величиной а. Для нахождения

величины а необходимо выполнить стандартную операцию по определению

интегральной невязки.

 

min

y a





 



Для того, чтобы определить из этого условия величину а, необходимо

найти частную производную по неизвестной





и эта производная для

обеспечения минимума должна быть равной нулю

2 ( ) 0y a





  





Решая это уравнение, получим

a y







Тогда ось х переносим на линию а.

Линия максимума должна быть эквидистантна средней линии и

проходить по линии максимального выступа. Средняя же линия

эквидистантна номинальному профилю детали. Выступ ограничен линией

профиля и средней линией и направлен из тела детали, а впадина — в тело

детали. Шаг по средней линии — отрезок средней линии, пересекающий ее в

трех точках и ограниченный двумя крайними точками.

Шероховатость нормируется по трем группа факторов:

1) параметры, связанные с высотой неровности:

а) среднеарифметическое отклонение профиля в пределах базовой

длины l.

( )

Ra y x dx





или

Ra y





б) высота неровностей профиля по десяти точкам

5 5

1 1

pi qi

i q

Rz y y

 

 

 

 

 

 

в) наибольшая высота неровностей R

max

- расстояние между линией

выступов и линией впадин.

max max maxp v

R y y 