Файл: Метрология, стандартизация и.pdf

151 личных номиналов шага резьбы имеются комплекты из трех калиброванных проволочек. При измерении среднего диаметра они закладываются в соответствующие впадины резьбы с двух сторон (рис. 3). Измерение размера М производится обычно микрометром или рычажной скобой (при измерениях с высокой точностью могут применяться оптиметры). Действительное значение среднего диаметра определяется косвенным методом по формуле d
2
= M - 3d + 0,866 Р, где d
- диаметр калиброванной проволочки.
Рис. 3. Схема измерения среднего диаметра резьбы методом трех проволочек
3. Отчет по работе
1. Ознакомиться с устройством и работой резьбового мик- рометра (рис. 2).
2. Измерить гладким и резьбовым микрометром соот- ветственно наружный и средний диаметры резьбы и дать за- ключение о её годности:
- установить образец с резьбовыми элементами на опоры.
Образец имеет 4 резьбовых участка, отличающихся величиной шага;
- измерить при помощи гладкого микрометра действи- тельный размер наружного диаметра d r
(полученное значение занести в графу 3 таблицы 1 «Действительный наружный диа- метр»). Округлить полученное значение до ближайшего стан- дартного и внести его в графу 2 таблицы (например: d r
=

152
= 19,75 мм, принимаем стандартный d = 20 мм);
- измерить действительный шаг для каждого из 4 участков резьбы. Для его определения необходимо измерить штанген- циркулем 10 интервалов между вершинами витков и разделить результат на 10 (для резьбы с мелким шагом). Для резьбы с крупным шагом измерить 5 интервалов и разделить на 5. Полу- ченное значение округлить до ближайшего стандартного и вне- сти его в графу 2 таблицы (например: Р
r
= 1,32 мм, принимаем стандартный Р = 1,25 мм);
- по полученным данным записать в графе 2 таблицы обо- значение резьбы, например: М20
´ 1,25 - 7g6g.
Степень точности и основное отклонение резьбы студент выбирает самостоятельно;
- аналогично определить обозначения резьбы для всех остальных (трех) резьбовых участков.
- определить по справочной таблице (приложение 9) отклонения на наружный диаметр резьбы (например: es =
= - 28 мкм = - 0,028 мм; ei = - 240 мкм = - 0,24 мм) и вычис- лить предельные размеры наружного диаметра.
Предельные размеры наружного диаметра определяются по формулам d
max
= d + es
= 20 – 0,028 = 19, 972 мм; d
min
= d + ei = 20 – 0,24 = 19.76 мм, где d – номинал наружного диаметра резьбы.
Результаты занести в графу 4 таблицы «Предельные раз- меры наружного диаметра» и дать заключение о годности резь- бы по этому диаметру. Резьба является годной, если действи- тельный размер не больше наибольшего и не меньше наимень- шего предельных размеров.
- определить по справочной таблице (приложение 9) от- клонения на средний диаметр резьбы (например: es
2
=
= - 28 мкм = - 0,028 мм; ei
2
= - 198 мкм = - 0,198 мм) и вычис- лить предельные размеры среднего диаметра.
Предельные размеры среднего диаметра вычисляются по формулам

153 d
2 max
= d
2
+ es
2
= 19,189 – 0,028 = 19,161 мм; d
2 min
= d
2
+ ei
2
= 19, 189 – 0,198 = 18,991 мм, где d
2
– номинал среднего диаметра резьбы.
Таблица 1. Результаты обмера и расчета резьбового элемента
Поряд ковый н
ом ер ре зь бы
За да нн ая р
ез ьба
(н аруж ный д
иа м
етр
, ш
аг
, с те пе нь т
оч но сти
, ос нов ное о
тк лон ение
)
Д
ей ст ви те ль ный н
ар уж
- ный ди ам етр
, мм
Предельные размеры наружного диаметра,
мм
За кл ю
че ние о
г одн ос ти
Де йс тви те ль ный с
ре дний ди ам етр
, мм
Предельные размеры среднего диаметра,
мм
За кл ю
че ние о год но сти наибо- льший наи- мень- ший наибо льший наи- мень- ший
1
M20
´ l,25 -
-7g6g
19,75 19,972 19,760
Н
е г
од ен
19,154 19,161 18,991 год ен
Величина d
2
определяется для каждого резьбового участка по формуле d
2
= d - 0,6495 P = 20 – 0,6495 ×1,25 = 19,189 мм, где d – номинал наружного диаметра резьбы.
Результаты занести в графу 7 таблицы 1 «Предельные размеры среднего диаметра»;
- измерить при помощи резьбового микрометра действи- тельный размер среднего диаметра резьбы d
2r
Для этого в зависимости от шага измеряемой резьбы под- бирается соответствующая ему пара вставок. При этом конус помещают в подвижную (микровинт), а вилку – в неподвижную
(пятка) измерительную поверхность инструмента и настраива- ют прибор на «ноль». Измерение среднего диаметра резьбы производят так, как показано на рисунке 2. Полученное значе- ние занести в графу 6 таблицы – Действительный средний диаметр и дать заключение о годности резьбы по этому диа- метру.
3. Вычертить схему измерения среднего диаметра резьбы микрометром со вставками (рис. 2).

154 4. Вычертить схемы полей допусков (рис. 4) на наружный и средний диаметры резьбы, пользуясь данными таблицы (для одной из резьб). В качестве примера приведена схема полей допусков наружного и среднего диаметров болта М20
´ 1,25 -
- 7g6g.
Рис. 4. Схемы полей допусков на наружный и средний диаметры резьбы

155
РАБОТА № 17. Измерение толщины зубьев зубчатых колёс
Назначение работы: ознакомиться с конструкцией штан- гензубомера; освоить принципы его настройки и последующего использования для измерения толщины зубьев зубчатых колёс; приобрести практические навыки расчета необходимых кон- трольных величин и измерения толщины зуба по постоянной хорде.
Оборудование: штангенциркуль, штангензубомер, зубча- тое колесо.
1. Общие сведения о зубчатых колёсах
Зубчатые передачи с эвольвентным профилем зацепле- ния широко применяются в машино- и приборостроении.
По эксплуатационному назначению выделяют четыре ос- новных группы зубчатых передач: отсчетные, силовые, ско-
ростные и общего назначения.
Основным эксплуатационным показателем для отсчетных передач является высокая кинематическая точность (согласован- ность углов поворота ведущего и ведомого колес передачи). Она определяется нормой по кинематике, которая для этих колес явля- ется превалирующей (основной) по отношению к другим.
Скоростными считают зубчатые передачи, колеса которых имеют высокие окружные скорости (порядка 60 м/с) при срав- нительно большей передаваемой мощности до 40 МВт. Их ос- новной эксплуатационный показатель – плавность в работе, т.е. отсутствие циклических погрешностей. Передача должна ра- ботать бесшумно и без вибраций. Определяется нормой по плавности хода (является превалирующей).
К силовым относят зубчатые передачи, передающие большие крутящие моменты при малой частоте вращения. Ос- новное требование к ним – полнота контакта зубьев, т.е. полу- чение наибольшего пятна контакта зубьев. Определяется нор- мой по пятну контакта зубьев (является превалирующей).
К передачам общего назначения предъявляются единые требования к точности по всем трем нормам.
В отличие от теоретической, реальная зубчатая передача является однопрофильной (рис. 1). Зуб входит в зацепление од-

156 ной стороной, с другой стороны имеется гарантированный бо- ковой зазор j
n min между нерабочими профилями зубьев.
Рис.1. Схема реального однопрофильного зацепления зубчатой передачи
Гарантированный боковой зазор необходим:
- для смазки зубчатых передач;
- для компенсации температурных деформаций;
- для компенсации погрешностей изготовления при сбор- ке.
Условие однопрофильного зацепления обеспечивает нор- ма бокового зазора j n min
Для создания в зубчатой передаче наименьшего (гаранти- рованного) бокового зазора производится преднамеренное уменьшение толщины зуба по сравнению с расчетной (теорети- ческой).
Это уменьшение создается путем радиального смещения исходного контура рейки зубонарезного инструмента в тело за- готовки.
Стандартом установлено шесть видов сопряжений зубча- тых колес, определяющих различные значения гарантирован-

157 ного бокового зазора min
n
j
: A, B, C, D, E, H (в порядке умень- шения зазора).
Зависимость величины гарантированного бокового зазора от вида сопряжения показана на рисунке 2.
Рис. 2. Зависимость величины гарантированного бокового зазора min
n
j
от вида сопряжения
Для сопряжения H –
min
n
j
= 0, а для А –
min
n
j
= max. На бо- ковой зазор установлено восемь видов допуска Т
j n
: x, y, z, a, b, c, d, h. Видам сопряжения H и E, как правило, соответствует вид допуска h, видам сопряжения D, C, B, A – соответственно виды допусков d, c, b, a. При необходимости допускаются лю- бые сочетания вида сопряжения и вида допуска.
Точность изготовления зубчатых колес и передач задают степенью точности по всем трем нормам, а требования к боко- вому зазору – видом сопряжения, которая определяет норму бокового зазора.
Установлено 12 степеней точности зубчатых колес, обо- значаемых в порядке убывания: 1, 2, 3... 12. Первая и вторая степени точности зарезервированы для будущего развития.
Вид сопряжения, т.е. гарантированный боковой зазор min
n
j
, не зависит от степени точности (например, точные пере- дачи могут иметь как наибольший боковой зазор, так и зазор, равный нулю).

158
Вид сопряжения А применяется в 3-12 степенях точности;
В – в 3-10; С – в 3-9; D – в 3-8; E и H – в 3-7 степенях точно- сти.
Примеры обозначений зубчатых колес:
1. 6 –7– 8 – D ГОСТ 1643–81 – отсчетное зубчатое колесо
(норма по кинематике является превалирующей, т.е. самой точной, основной);
2.
;
3.
2. Штангензубомер
Оценить годность зубчатой передачи по толщине зуба можно абсолютным и относительным методами при помощи зубомеров.
В производстве в основном применяется штангензубо-
мер.
Он предназначен для измерения толщины зубьев зубчатых колес по хорде какой-либо окружности на заданной высоте от окружности выступов зубьев. Обычно измерение проводят по постоянной хорде c
S
(рис. 3) на определенной высоте от окружности выступов c
h

159
Рис. 3. Определение постоянной хорды:
1 – исходный контур рейки; c
S –постоянная хорда;
c
h
– расстояние от наружного диаметра до постоянной хорды; m – модуль; d – диаметр делительной окружности зубчатого колеса; d b
– диаметр основной окружности зубчатого колеса; α – угол профиля исходного контура рейки
Постоянная хорда – это хорда между точками касания ис- ходного контура рейки 1 с обоими профилями зуба в нормаль- ном сечении.
Штангензубомер позволяет измерить толщину зуба по постоянной хорде c
S
прямым, абсолютным методом.
Штангензубомер (рис. 4) имеет две взаимно перпендику- лярные штанги со шкалами, составляющими одно целое. На этих шкалах расположены подвижные рамки с нониусами. Вер- тикальная шкала предназначена для установки упора по высоте c
h
, а горизонтальная – для измерения толщины зуба c
S
по по- стоянной хорде. Перед измерением значение высоты установки упора c
h рассчитывается по формуле m
0,748
h c
=
,
где m– модуль.

160
Рис. 4. Конструкция и принцип измерения толщины зуба штангензубомером
Эта формула верна для прямозубых некоррегированных колес с углом зацепления α = 20°.
Цена деления отсчета по нониусу штангензубомера 0,02 мм.
Штангензубомеры изготавливаются двух типов:
- для измерения зубчатых колес с модулями от 1 до 18 мм;
- для измерения зубчатых колес с модулями от 5 до 25 мм.
Недостатками штангензубомеров являются: низкая точ- ность отсчета по нониусу, быстрый износ кромок измеритель- ных губок, влияние на результаты измерения погрешностей установки упора и отклонения радиуса окружности выступов.
3. Отчет по работе
1. Ознакомиться с устройством и работой штангензубоме- ра (рис. 4).
2. Измерить наружный диаметр шестерни штангенцир- кулем, произвести необходимые расчеты и настроить штан- гензубомер:

161
- измерить действительный наружный диаметр шестерни r
a d
штангенциркулеми подсчитать число зубьев Z
1
. Если зуб- чатое колесо имеет четное количество зубьев, то измерение производится непосредственно между оппозитно (противопо- ложно) расположенными зубьями. В случае нечетного количе- ства зубьев наружный диаметр находится косвенным методом как сумма размеров: посадочного диаметра шестерни плюс удвоенное расстояние от посадочной поверхности до гребня зуба;
- рассчитать и округлить до стандартной величину моду- ля*;
- рассчитать и занести в соответствующие графы таблицы
1 величины c
h
, т
a d
, q, h ,
т с
S
;
- число зубьев для сопрягающей шестерни взять равным числу зубьев измеряемой шестерни, т.е. Z
1
= Z
2
;
- рассчитать межосевое расстояние
W
a
;
- степень точности по ГОСТу задается преподавателем;
- величины min
n
j
, F
r
, T
c
, E
cs
, находятся по справочным таблицам (приложений 5, 6, 7, 8) и заносятся в соответствую- щие графы таблицы 1;
- рассчитать и занести в соответствующую графу таблицы
1 наибольшее уменьшение толщины зуба по постоянной хор- де;
- на высотной линейке штангензубомера по нониусу уста- новить полученное значение величины h и зафиксировать сто- порным винтом.
3. Провести замеры зубьев шестерни, подсчитать значе- ния S
Δ
и дать заключение о годности шестерни:
- результаты шести наибольших значений занести в таб- лицу 2;
- рассчитать отклонение действительной толщины зуба от теоретической для каждого зуба по формуле c
т с
S
S
S
Δ
-
=
и зане- сти в таблицу 3.