книги из ГПНТБ / Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения учебник

изделия. Для проходных калибров часть поля допуска на износ выходит из поля допуска изделия.

Допуски на изготовление среднего диаметра калибров по ГОСТ 18107—72 близки к допускам по ГОСТ 1623—61 и 10532—63. Допуски на износ калибров сокращены.

Принятое расположение полей допусков калибров теоретически может привести к перекрытию размеров среднего диаметра болта и гайки, выполненных по изношенным проходным резьбовым калибрам (размер А на рис. 132). Однако специальные опыты и практика показали, что подобная схема расположения допусков не вызывает нарушений взаимозаменяемости резьбовых изделий. Это объясняется весьма малой вероятностью соединения деталей, плотно свинчивающихся с полностью изношенными калибрами и имеющими неблагоприятное сочетание знаков действительных отклонений шага и половины угла профиля резьбы.

Допуски колец или скоб устанавливают лишь для координации полей допусков контрольных пробок и для ориентировки при про­ ектировании соответствующего резьбообразующего инструмента. Размеры среднего диаметра резьбовых колец и скоб определяются размерами контрольных пробок, по которым их проверяют или регулируют. Допуски на наружный и внутренний диаметры резьбы калибров расположены так, чтобы эти размеры ие мешали конт­ ролю среднего диаметра: наружный диаметр пробки НЕ должен быть меньше или равен наружному диаметру изношенной пробки ПР, а внутренний диаметр кольца НЕ — больше или равен внут­ реннему диаметру изношенного кольца ПР.

Погрешность половины угла профиля при изготовлении и из­ мерении резьбы увеличивается с уменьшением шага. Допускаемые отклонения половины угла профиля установлены независимо от степени точности и назначения калибров. Они зависят только от шага и профиля резьбы калибров: для укороченного профиля при шаге свыше 0,8 мм отклонения несколько увеличены.

Допуски шага для всех типов резьбовых калибров установ­ лены только в зависимости от длины нарезанной части калиб­ ров. Допускаемые отклонения по шагу относятся к расстоянию между любыми витками резьбы калибра, для всех калибров они назначаются симметричными относительно номинальных раз­ меров.

При маркировке на калибр наносят обозначения калибра и резьбы, степень ее точности (например, ПР, M12-61I) и марку завода-изготовителя.

Предельные и исполнительные размеры резьбовых калибров определяют так же, как и для гладких калибров.

Дифференцированный контроль резьбы. Этот метод осущест­ вляется при помощи универсальных и специализированных изме­ рительных инструментов и приборов. Надежные и достаточно точные средства и методы измерения отдельных параметров имеются только для наружных резьб..

312

Средний диаметр можно измерять в зависимости от требуемой точности, на универсальном и инструментальном микроскопах, методом трех или двух проволочек на контактных приборах и резьбовыми микрометрами. Измерения на микроскопах дают луч­ шие результаты при использовании измерительных ножей, так как при этом устраняются погрешности, вызываемые искажением изображения профиля вследствие влияния угла подъема резьбы [6]. Для уменьшения погрешностей из-за ошибок угла наклона сторон профиля средний диаметр следует измерять .между точками, где ширина канавки равна половине номинального шага. Чтобы снизить погрешности из-за ошибок шага и возможной пеперпендикулярности оси детали линии измерения (из-за несоблюдения в микроскопах принципа Аббе), за действительный размер сред­ него диаметра принимают среднее арифметическое из результатов измерения по правым сторонам профиля, дающего размер больше действительного, и левым сторонам профиля, дающего размер меньше действительного (рис. 133, а).

Измерение среднего диаметра резьбы методохг трех проволочек является наиболее распространенным и заключается в измерении размера М при помощи оптиметра, вертикального длиномера или микрометра (рис. 134, а).

Чтобы исключить влияние погрешностей угла профиля, поль­ зуются проволочками с так называемыми наивыгоднейшими диа­ метрами dar, при которых проволочка касается таких точек бо­ ковых сторон профили резьбы, где ширина канавки равна поло­ вине номинального шага:

313

Линий измерений (Направление поперечного перемещения)

Рис. 133. Схемы измерения параметров резьбы

Рис. 134. Измерение резьбы:

а — методом трех проволочек; б — накладным шагомером; в _ индикаторным прибором

При весьма точных измерениях следует учитывать погрешности диаметра проволочек, шага и половины угла профиля измеряемой резьбы, а также влияние угла подъема резьбы [0|.

При небольшом числе витков пользуются методом двух про­ волочек. Крупные резьбы иногда измеряют методом одной про­ волочки с установкой контролируемой резьбовой детали на плите по наружной поверхности и с учетом действительного значения наружного диаметра резьбы. Для операционного контроля, контроля при ремонте и в других случаях неточного измерения среднего диаметра наружной резьбы применяют резьбовые микро­ метры со вставками.

Шаг резьбы контролируют главным образом на микроскопах (с ножами и без ножей), а также на проекторах. При этом, чтобы исключить систематическую погрешность от возможного перекоса оси изделия относительно линии измерения в горизонтальной плоскости, шаг следует определять по правым и левым сторонам профиля (см. рис. 133, б), а чтобы избежать систематической погрешности от возможного перекоса изделия в вертикальной плоскости, шаг (при Р ^ 3 мм) надо измерять как со стороны профиля, обращенной к наблюдателю, так и с противоположной стороны (см. рис. 133, в). Таким образом, за действительный размер

Для измерения шага резьбы деталей иногда применяют стан­ дартные или накладные шагомеры (рис. 134, б).

Значения половины угла профиля можно определять на уни­ версальном или инструментальном микроскопе или проекторе. Чтобы исключить систематические ошибки, возникающие вслед­ ствие перекоса оси резьбы относительно линии измерения, конт­ роль следует проводить в одном сечении, но с двух диаметрально противоположных сторон (рис. 133, г). В этом случае действитель­ ные значения половин угла профиля подсчитывают по формулам

2пр

а2 (1) + 2 (")

Для проверки половины угла профиля крупных резьб (диа­ метром 100 мм и более) иногда пользуются накладными микро­ скопами.

Внутренний диаметр наружных резьб измеряют при помощи микроскопов, а также специальных (остроконечных) вставок к резьбовому микрометру или к какому-нибудь другому контакт­ ному прибору.

315

При лабораторных исследованиях иногда возникает необходи­ мость определить параметры внутренней резьбы. Средний диаметр внутренних резьб диаметром свыше 18 мм .можно измерять на гори­ зонтальном оптиметре с помощью специальных шаровых наконеч­ ников, а также резьбовыми нутромерами с резьбовыми вставками. Средний диаметр, шаг и угол профиля можно также определять на резьбовом микроскопе TI3K-59, являющемся приспособлением к микроскопам УИМ-21 и УИМ-23.

Для контроля и сортировки резьбы по собственно среднему диаметру применяют различные индикаторные приборы. На рис. 134, в показан один из таких приборов, предназначенных для контроля и сортировки резьбы в глухих отверстиях.

Прибор состоит из корпуса 3 с гайкой 2, резьбовой пробки в, конической иглы 5, удерживаемой в нерабочем положении на-зубе кнопки 4, и индикатора 1. Резьбовая пробка имеет сферические вставки 7, раздвигаемые конической иглой после ввертывания резьбовой пробки в контролируемую резьбу. Линейное перемеще­ ние конической иглы о, отмечаемое по индикатору, определяет величину собственно d2 контролируемой резьбы.

Шаг крупных внутренних резьб может быть измерен при по­ мощи шагомеров или приборов других типов, основанных на со­ четании шариковых наконечников и рычажно-чувствительных головок. Шаг, половину угла и высоту профиля внутренних резьб проверяют также на универсальном или инструментальном микро­ скопе по слепку, получаемому Путем заливки внутренней резьбы специальными сплавами с низкой температурой плавления.

Чтобы повысить производительность контроля резьбовых изде­ лий, применяют различные индикаторные приспособления. Для ускорения процесса свинчивания — развинчивания резьбового калибра используют ручные и механизированные приспособления и реверсивные головки.

Существуют и автоматические средства контроля резьбы. Б качестве примера можно указать на автомат БВ-538 для сорти­ ровки (на годные и брак) корпусов запальных свечей, построенный на контактном принципе контроля приведенного среднего диа­ метра. Измерительными наконечниками в автомате служат резь­ бовые полукольца. Автомат конструкции Львовского политехни­ ческого института предназначен для контроля винтов. На ряде машиностроительных заводов применяют устройства для контроля резьб в процессе их изготовления (контролируется как приведен­ ный, так и собственно средний диаметр).

§ 48. ХАРАКТЕРИСТИКИ И ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ КОНИЧЕСКИХ РЕЗЬБ

Преимущество конической резьбы перед цилиндрической за­ ключается в том, что она обеспечивает необходимую герметичность соединения без каких-либо уплотнителей благодаря плотному

316

прилеганию витков по воришкам резьбы. Коническая резьба наи­ более распространена для соединения топливных, водяных, мас­ ляных п воздушных трубопроводов. Ее применяют также в нефтя­ ной промышленности, где кроме герметичности она обеспечивает более высокую прочность и износостойкость соединения.

Коническая резьба имеет профиль, в котором биссектриса угла перпендикулярна оси конуса (рис. 135). Такой профиль обеспе­ чивает хорошее взаимное прилегание витков конической резьбы

при свинчивании ее с цилиндрической, а также упрощает технику измерения. Диаметры конической резьбы измеряют в так называе­ мой основной плоскости, которой называется плоскость сечения, расположенная на заданном расстоянии от базы конуса. При свинчивании без натяга конической резьбы, имеющей номиналь­ ные размеры, основная плоскость совпадает с торцом муфты.

Наибольшее распространение из конических резьб получили трубная с углом профиля 55° по ГОСТ 6211—G9 (рис. 135, а) и дюймовая с углом профиля 60° по ГОСТ 6111—52 (рис. 135, б).

317

ГЛАВА X

ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ЗУБЧАТЫХ II ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ

§ 49. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ, ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ И ТОЧНОСТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

В зависимости от расположения осей сопряженных колес зуб­ чатые передачи делятся на цилиндрические (оси параллельны), конические (оси пересекаются), винтовые, гипоидные и червячные (оси перекрещиваются). Для получения больших передаточных чисел, передачи движения через герметичную стенку и в ряде дру­ гих случаев применяют волновые зубчатые передачи. В них одно из колес выполняется в виде тонкостенной детали, упругие (вол­ новые) деформации которой используются для передачи движения от ведущего вала к ведомому.

По расположению зубьев различают прямозубые, косозубые, шевронные зубчатые колеса и с криволинейными зубьями. Профиль зубьев может быть очерчен эвольвентой, циклоидой и другими кривыми. Наибольшее распространение получили передачи с эвольвентным зацеплением. В последнее время в промышленности все шире начинают применять передачи с зацеплением Новикова, обладающие высокой несущей способностью. Профиль зубьев колес этих передач очерчен дугами окружностей.

Эвольвентный профиль зуба обычно получается в результате обкатывания нарезаемого колеса без скольжения зуборезным инструментом. При этом профиль и геометрические параметры зубьев зубчатых колес должны соответствовать стандартизован­ ному профилю и параметрам исходного контура зубчатой рейки

(рис. 136).

Параметры эвольвентного зацепления (рис. 137) рассматри­ ваются в курсе «Теория механизмов и машин». Здесь укажем только, что теоретическая зубчатая эвольвентная передача яв­ ляется беззазорной (контакт зубьев колес происходит одновременно по правым и левым боковым профилям) и имеет постоянное пере­

319

Реальная зубчатая передача из-за необходимого эксплуата­ ционного бокового зазора, а также из-за погрешностей изготовле­ ния колес и монтажа передачи является однопрофильной (контакт зубьев колес происходит только по одним рабочим профилям) с колеблющилюя за оборот передаточным отношением.

Зубчатые передачи, широко применяют как в машинах, так и приборах. По эксплуатационному назначению их можно разделить на четыре основные группы: отсчетные, скоростные, силовые и общего назначения.

К отсчетиым относятся зубчатые передачи измерительных при­ боров, делительных механизмов металлорежущих станков и дели­ тельных машин, счетно-решающих механизмов и т. п. В боль­ шинстве случаев колеса этих передач плюют малый модуль, не-

Рис. 136. Исходный контур эвольвентных зубчатых колес

(ГОСТ 13755—68):

а — без среза; б — ео срезом

большую длину зуба и работают при малых нагрузках и скоро­ стях. Основным эксплуатационным показателем огечетпых передач является высокая кинематическая точность, т. е. точная согла­ сованность углов поворота ведущего и ведомого колес передачи.

Скоростными являются зубчатые передачи турбинных редук­ торов, двигателей турбовинтовых самолетов и др. Окружные скорости зубчатых колес таких передач могут достигать 120 м/с при сравнительно большой передаваемой мощности (40 000 кВт и более). Их основной эксплуатационный показатель — плавность работы, т. о. отсутствие циклических погрешностей, многократно повторяющихся за оборот колеса. С ростом скорости вращения требования к плавности работы повышаются. Передача должна работать бесшумно и без вибраций, что может быть достигнуто при .минимальных погрешностях формы и взаимного расположения зубьев. Для тяжелонагруженных скоростных зубчатых передач имеет значение также полнота контакта зубьев. Колеса таких передач обычно имеют средней величины модули и значительную длину зуба. Для них часто ограничивают также интенсивность шума работающей передачи, вибрацию, статическую и динамиче­ скую неуравновешенность вращающихся масс и т. н.

320

К силовым относятся зубчатые передачи, передающие значи­ тельные крутящие моменты и работающие при малых числах оборотов (зубчатые передачи шестеренных клетей прокатных ста­ нов, подъемно-транспортных механизмов и др.). Колеса для таких передач изготовляют с большим модулем и большой длиной зуба. Основное точностное требование к ним — обеспечение более пол-

Рпс. 137. Основные геометрические параметры эвольвентного зацепления

ного использования активных боковых поверхностей зубьев, т. е. получение наибольшего пятна контакта зубьев.

К передачам общего назначения не предъявляются повышен­ ные требования по точности.

Зубчатые передачи должны обладать большой долговечностью (5—10 тыс. ч работы и более).

§ 50. СИСТЕМА ДОПУСКОВ ДЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

II. А. Калашниковым, Б. А. Тайцем, Л. А. Архангельским и другими исследователями установлено, что при разработке си­ стемы допусков для зубчатых передач необходимо рассматривать