Отчет по выполнению лабораторной работы № 6 Методы и средства измерений параметров точности цилиндрических зубчатых колес

Задание 1. Измерить величину радиального биения зубчатого колеса. Результаты занести в таблицу 1. Определить, используя приложение 2, какой степени точности соответствует колесо по указанному параметру.

Измерение величины радиального биения зубчатого колеса на оправке измерительной, установленной в центрах, проводиться на биениемере УЗП-400.

Схема измерения на приборе УЗП-400

1 – индикаторная головка 1МИГ;

2 – направляющие;

3 – планка;

4 – передняя бабка с неподвижным центром;

5 – задняя бабка с подвижным центром;

6 – измерительная бабка;

7 – измерительная каретка;

8 – измерительный наконечник;

9,10 – рукоятки.

Краткая характеристика прибора и область его применения

Прибор предназначен для контроля цилиндрических и конических зубчатых колес диаметром от 40 до 400 мм, с модулем от 1 до 10 мм. При контроле необходимо подвести каретку к измеряемому колесу так, чтобы измерительный наконечник вошел в соприкосновение с боковыми сторонами зуба. При использовании специальных измерительных принадлежностей прибор так же может быть использован для контроля погрешностей окружного шага, шага зацепления и длины общей нормали.

Метрологические характеристики

1. Вид измерений – абсолютный, контактный, прямой

2. Цена деления индикатора – 0,001 мм

3. Пределы измерения – 0-1мм

4. Измерительное усилие – усилие пружины

5. Предельная погрешность – ± 0,002 мм

Результаты измерений (показания индикатора 1МИГ) занесены в таблицу 1 для дальнейшего анализа.

Таблица 1

№ зубьев	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Показания индикатора	0,516	0,512	0,509	0,505	0,502	0,508	0,51	0,505	0,505	0,503	0,502	0,499	0,496	0,500	0,505
№ зубьев	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
Показания индикатора	0,502	0,499	0,500	0,504	0,506	0,508	0,508	0,510	0,506	0,507	0,515	0,506	0,511	0,512	0,516
№ зубьев	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40	41	42	43	44	45
Показания индикатора	0,513	0,520	0,520	0,512	0,521	0,521	0,516	0,517	0,511	0,509	0,516	0,511

Действительное радиальное биение зубчатого венца колеса

F_rr= R_max - R_min= Pинд_max -Pинд_min =0,521 - 0,496=0,025 мм

Допуск на радиальное биение зубчатого венца по ГОСТ 1643-81 соответствующее

6-ой степени точности по НКТ для колеса с m =2мм и d =140мм, с учетом несовпадения измерительной и рабочей осей 0,75*F_r=0,75*0,036 мм=0,027 мм

Вывод: по величине радиального биения данное колесо соответствует 6-ой степени точности (радиальная составляющая кинематической погрешности)

Задание 2. Измерить колебания длины общей нормали (кинематический эксцентриситет), результаты измерения занести в таблицу 2. Определить, какой степени по нормам кинематической точности соответствует колесо по этому параметру и по двум измеренным в задании №1 и в задании № 2 параметрам вместе.

Какому контрольному комплексу из приложения 2 соответствует предложенный набор контролируемых параметров.

Определение длины общей нормали в зависимости от требуемой точности измерений возможно производить различными средствами, например микрометром зубомерный, штангенциркулем или нормалемером.

Схема прибора для измерения длины общей нормали - нормалемера индикаторного

1 - угловой рычаг

2 - индикатор

3 - кнопка арретира

4 - цилиндрическая пустотелая штанга

5 - измерительная губка

6 - измерительная губка (подпружиненная)

7 - разрезная втулка

Краткая характеристика прибора и область его применения :

Нормалемер состоит из цилиндрической пустотелой штанги 4, разрезной втулки 7, соединенной с измерительной губкой 5, перемещающейся по штанге. Втулка 7 от поворота предохраняется шпонкой, измерительная губка, укрепленная на 2-х плоских пружинах, может перемещаться параллельно оси штанги и передавать свое перемещение индикатору 2, через угловой рычаг 1 с отношением плеч 2:1. При цене деления индикатора 0,01 мм, цена деления нормалемера с учетом соотношения плеч рычага 1 равна 0,005 мм. Индикатор 2 винтом 8 крепится в корпусе нормалемера.

Метрологические характеристики :

1. Метод измерения – относительный, контактный, прямой

2. Цена деления индикатора – 0,01 мм

прибора – 0,005 мм

3. Пределы измерения – 0-150 мм

4. Измерительное усилие – до 2 Н

5. Предельная погрешность – ± 0,004 мм

Формула расчета номинальной длины общей нормали

W=m*(1,476*(2*n - 1) + 0,01367*z),

где n - число зубьев охватываемых длиной общей нормали n = z/9,

(полученное значение n округляется до ближайшего большего целого значения)

z – число зубьев венца колеса,

m - модуль нормальный m=d_a/(z + 2),

d_a-действительный наружный диаметр колеса.

Исходные данные: z=70, d а=143,8 мм

Расчетные формулы:

n= z/9 = 70/9 = 7,78  8

m = d _а / (z+2) = 143,8 / (70 + 2) = 1,99  2 мм (округляется до ближайшего стандартного значения (см. Приложение 7).

Номинальная длина общей нормали

W=m*(1,476*(2*n -1) + 0,01367*z)= 2*(1,476*(2*8 - 1)+0,01367*70)=46,19 мм,

Колебание длины общей нормали:

F_vwr= W_max - W_min

Таблица 2

№ по порядку	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Показания индикатора ±, деления	-28	-30	-34	-32	-36	-35	-34	-37	-32
Отклонение W от настроеной величины 46,2, мм	-0,14	-0,15	-0,17	-0,16	-0,18	-0,175	-0,17	-0,185	-0,16
Действительное значение W, мм	46,06	46,05	46,03	46,04	46,02	46,025	46,03	46,015	46,04

Величина колебания длины общей нормали (наибольшая разность)

F_vwr =W_max – W_min = 46,06 - 46,015 = 0,045 мм

Допуск на колебание длины общей нормали по ГОСТ 1643-81 соответствующее 8-ой степени точности по НКТ составляет F_{vw =} 0,05 мм

Вывод: по величине колебания длины общей нормали данное колесо соответствует 8-ой степени точности (тангенциальная составляющая кинематической погрешности)

Заключение о кинематической точности в целом

Колесо соответствует 8-ой степени точности по НКТ на основании измерений колеса в соответствии с контрольным комплексом F_vwr и F_{rr .}

Задание 3. Измерить колебание измерительного межосевого расстояния, результаты измерения занести в таблицу 3 и построить график зависимости F ’’_ir от номера зуба.

Контроль колебания измерительного межосевого расстояния при повороте колеса на один угловой шаг (1 зуб) и за полный оборот осуществляется на специальном зубоизмерительном приборе – межцентромере (межосемере) .

Схема измерения на приборе межцентромер МЦ-300

1 – корпус;

2 – подвижная каретка с измерительным колесом на оправке;

3 – неподвижная каретка с измеряемым колесом на оправке;

4 – рукоятка;

5 –индикаторная головка;

6 – измерительное колесо;

7 – измеряемое колесо;

8,9 – оправки;

10,12 – миллиметровая и нониусная линейки.

Краткая характеристика прибора и область его применения

Прибор используется для контроля измерительного межосевого расстояния (НБЗ), колебаний измерительного межосевого расстояния за полный оборот колеса (НКТ), на одном угловом шаге (НПР), а так же может использоваться для измерения мгновенного пятна контакта (НКЗ).

Метрологические характеристики

1. Метод измерения – абсолютный, контактный, прямой

2. Цена деления индикатора - 0,001 мм

3. Пределы измерения - индикатора 0-1мм; прибора до 300 мм

4. Измерительное усилие - индикатора 2Н; прибора – усилие пружины

5. Предельная погрешность - ±0,002 мм

При беззазорном зацеплении, вращая колеса от руки, снимаются максимальное и минимальное показания индикатора 1 на каждом зубе за полный оборот измеряемого колеса.

График колебания измерительного межосевого расстояния приведен на рис.

Таблица 3

№ зубьев		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Показания индикатора	max	0,646	0,636	0,638	0,637	0,628	0,621	0,617	0,604	0,606	0,609	0,586	0,578	0,556	0,558	0,528
	min	0,568	0,569	0,566	0,56	0,533	0,555	0,545	0,548	0,528	0,51	0,515	0,498	0,424	0,501	0,47
№ зубьев		16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
Показания индикатора	max	0,533	0,509	0,511	0,44	0,461	0,458	0,498	0,481	0,460	0,519	0,546	0,54	0,561	0,565	0,585
	min	0,463	0,451	0,443	0,427	0,412	0,429	0,438	0,447	0,451	0,459	0,474	0,479	0,491	0.508	0,525
№ зубьев		31	32	33	34	35	36	37	38	39	40	41	42	43	44	45
Показания индикатора	max	0,576	0,608	0,609	0,619	0,623	0,632	0,612	0,643	0,644	0,635
	min	0,518	0,534	0,542	0,551	0,558	0,560	0,583	0,596	0,597	0582

Результаты измерений представлены в виде графика (прилагается на отдельном листе).

Анализ результатов измерений (см. рис. 6.10)

Наибольшее колебание измерительного межосевого расстояния (ИМОР):

на одном зубе (при повороте на 1 угловой шаг)

f ’’_ir = 0,071мм ,

за полный оборот колеса

F ’’_ir = 0,165 мм

за вычетом погрешности переходной втулки (отклонение от соосности наружной и внутренней поверхностей = 0,015 мм)

F ’’_ir=0,150

Допуски на колебание ИМОР по ГОСТ 1643-81

f ’’_i = 0,080 мм ( по НПР - 12 ст. т.)

F ’’_i = 0,160 мм ( по НКТ – 10 ст. т.)

Заключение о точности (годности) зубчатого колеса

На основании измерений ИМОР, колесо соответствует 12 ст. точности по НПР и

10 ст. точности по НКТ.

Задание 4 Провести измерение мгновенного пятна контакта.

Измерение проводится на межцентромере МЦ-300

Задание 5. Определить вид сопряжения колеса.

Вид сопряжения колеса можно определить по средней величине длины общей нормали, сравнив ее с допустимыми значениями для нескольких вариантов видов сопряжений. Действительное значение средней длины общей нормали вычисляется, на основании результатов измерений полученных в задании №2):

W_m = 1/n =414,31/9=46,034 мм , где n – число измерений длины общей нормали.

Так как вид сопряжения неизвестен, проведем вычисления для видов сопряжения А, В и С (как наиболее распространенных и обеспечивающих гарантированный боковой зазор).

Исходные данные:

- принимаем, что по НКТ и по НПР колесо соответствует 8 степени точности.

- номинальная длина общей нормали (см. задание №2) W=46,19 мм,

- m = 2 мм; d = 140 мм.

Определение величин верхних и нижних отклонений средней длины общей нормали, соответствующих различным видам сопряжений.

Вид сопряжения A:

= 0,140 мм (при F_r = 0,063 мм, что соответствует 8 ст.т. по НКТ по ГОСТ 1643-81)

E_WmS(I) = - 0,200 мм (при d = 140 мм и при 8 ст.т. по НПР по ГОСТ 1643-81)

E_WmS(II) = - 0,018 мм (при F_r = 0,063 мм 8 ст.т. по НКТ по ГОСТ 1643-81)

E_WmS = - 0,200 + (- 0,018) = - 0,218 мм

E_WmI = - 0,218 - 0,140 = - 0,358 мм

W_max = 46,19 + (- 0,218) = 45,972 мм

W_min = 46,19 + (- 0,358) = 45,832 мм

Вид сопряжения В:

= 0,100 мм (при F_r = 0,063 мм, что соответствует 8 ст.т. по НКТ по ГОСТ 1643-81)

E_WmS(I) = - 0,140 мм (при d = 140 мм и при 8 ст.т. по НПР по ГОСТ 1643-81)

E_WmS(II) = - 0,018 мм (при F_r = 0,063 мм 8 ст.т. по НКТ по ГОСТ 1643-81)

E_WmS = - 0,140 + (- 0,018) = - 0,158 мм

E_WmI = - 0,158 - 0,100 = - 0,258 мм

W_max = 46,19 + (- 0,158) = 46,032 мм

W_min = 46,19 + (- 0,258) = 45,932 мм

Вид сопряжения С:

= 0,090 мм (при F_r = 0,063 мм, что соответствует 8 ст.т. по НКТ по ГОСТ1643-81)

E_WmS(I) = - 0,080 мм (при d = 140 мм и при 8 ст.т. по НПР по ГОСТ 1643-81)

E_WmS(II) = - 0,018 мм (при F_r = 0,063 мм 8 ст.т. по НКТ по ГОСТ 1643-81)

E_WmS = - 0,080 + (- 0,018) = - 0,098 мм

E_WmI= - 0,098 + (- 0,090) = - 0,188 мм

W_max = 46,19 + (- 0,098) = 46,092 мм

W_min = 46,19 + (- 0,188) = 46,002 мм

Заключение о соответствии колеса заданному виду сопряжения:

по данным измерений и расчета средней длины общей нормали, данное колесо соответствует виду сопряжения С по нормам бокового зазора.

Приложение 9

Рис. 6.10

0