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

а по шкале 7 — смещение каретки из исходного положения, при котором измерительный наконечник касается профиля зуба на радиусе основной окружности колеса.

В начале измерения измерительный наконечник рычага уста­ навливают на боковую поверхность зуба у его основания, а ин­ дикатор на нуль. Вращая ходовой винт, перемещают каретку, причем измерительный наконечник рычага скользит по профилю зуба и в случае отклонения его от эвольвенты заданной основной окружности получает угловое перемещение, отмечаемое индика­

тором. По окончании измерения одного зуба каретка возвращается в исходное положение, а колесо переставляется на один зуб. Для проверки профиля с другой стороны зуба необходимо снять зубчатое колесо и установить его обратной стороной.

Эвольвентомеры снабжаются записывающими механизмами, регистрирующими результаты измерения в увеличенном масштабе. Полученные на таком эвольвентомере кривые погрешностей про­ филя позволяют не только определить наибольшее отклонение действительного профиля зуба от теоретического, но по харак­ теру кривой отклонения профиля определить и причину погреш­ ности.

Эвольвентомеры рассмотренного типа требуют для каждого размера колеса специальный сменный диск. Их можно рекомен­ довать лишь для массового и крупносерийного производств. Применять такие приборы в условиях индивидуального и мелко­

362

серийного производств нерационально. Этого недостатка лишены универсальные эвольвентомеры, имеющие постоянный обкатной диск пли эталонный эвольвептный шаблон и рычажное нлн кли­ новое устройство с регулируемым передаточным отношением, позволяющим получить скорость перемещения измерительной каретки, равную окружной скорости проверяемого колеса на лю­ бом радиусе основной окружности.

Схема универсального эвольвентомера показана на рис. 161, б. На оси 1 закреплен кулак 3 с эвольвентньш профилем. На эту же ось надевается и закрепляется проверяемое зубчатое колесо 2. При вращении оси 1 кулак 3 толкает планку 4, сообщая каретке 5 перемещение, пропорциональное углу поворота кулака и прове­ ряемого зубчатого колеса.

Перемещение каретки через рычаг 6 передается измерительной каретке 8, на которой установлены рычаг 10 и индикатор 9, по­ казывающий отклонения рычага в процессе измерения.

Предварительно плечо а рычага 6 устанавливают таким (за счет перемещения точки контакта ролика 7 каретки 8 вдоль ры­ чага), чтобы скорость перемещения каретки равнялась окружной скорости основной окружности проверяемого колеса. При этом условии рычаг 10, соприкасающийся с правильным эвольвентньш профилем зуба, не будет получать угловых перемещений при вра­ щении колеса. Изменение показаний индикатора свидетельствует о наличии погрешности профиля зуба и отклонения диаметра ос­ новной окружности от номинального размера. Прибор имеет электропривод и самописец.

При помощи универсального эвольвентомера можно прове­ рять зубчатые колеса с модулем от 0,7 до 10 мм при диаметре до 300 мм. Цена деления индикатора составляет 0,001 мм. Предель­ ная погрешность прибора равна ±0,003 мм.

Контроль волнистости зубьев. При обработке цилиндрических косозубых колес неизбежны циклические погрешности, возникаю­ щие вследствие неточностей делительной пары и ходового винта подачи станка. Эти погрешности приводят к появлению волни­ стости на боковой поверхности зуба обработанного колеса. Для контроля волнистости применяют накладные приборы — волно­ меры. ЧИЗ выпускает волномеры типа ВМ-10 с отсчетным индика­ торным устройством и два варианта прибора БВ-5024: с самопис­ цем и без него.

Волномеры типа БВ-5024 (рис. 162) имеют два сменных опор­ ных сферических наконечника 1 и 3, которые располагаются во впадине между зубьями. Расстояние между наконечниками можно регулировать в широких пределах (для приборов БВ-5024 в пре­ делах 23—125 мм). По середине между опорными наконечниками расположен подвижный сферический наконечник 2 с тем же диа­ метром сферы, что и у наконечников 1 и 3, но имеющий срез, бла­ годаря которому он касается одного профиля впадины на той же высоте, что и опорные наконечники. Кроме того, к корпусу 6

363

прибора прикреплен опорный наконечник 7, обеспечивающий устойчивое положение прибора.

При перемещении волномера вдоль впадины происходят сме­ щения подвижного наконечника 2 из-за волнистости боковой по­

Контроль постоянства хода винтовой линии зуба. Такую про­ верку проводят для узких косозубых колес при помощи ходомера, показанного на рис. 163. Измерительный суппорт 1 с наконечни­ ком 2 совершает относительное движение по винтовой линии, ле­ жащей на цилиндре, ось которого совладает с осью зубчатого колеса.

Измерительный суппорт 1 пере­ мещается поступательно, парал­ лельно оси колеса, а колесо по­ ворачивается вокруг своей осп. Дополнительные движения нако­ нечника 2, контактирующего с поверхностью зуба, отмечаются индикатором 3. Прибор настраи­ вается по ходу винтовой ЛИПИН

при помощи точного образца с тем же ходом (в ходомерах с уни­ версальной настройкой — по блоку концевых мер или круговому лимбу). Для такого вида контроля инструментальная промыш­ ленность выпускает универсальный контактемер БВ-5028 и при­ ставные контактомеры прямолинейности БВ-5020 и БВ-5021. Проверка на универсальном коитактомере непосредственно ха­ рактеризует прилегание зубьев но высоте и заменяет для колес

364

с большим осевым перекрытием контроль отклонений профиля зуба, выполняемый в одном торцевом сечении.

Контролировать размеры зубьев, определяющие боковой за­ зор в передаче, можно несколькими путями: тангенциальными зубомерами или биениемерами, устанавливая смещение исходного контура; штангензубомерами и кромочными зубомерами, фикси­ рующими толщину зубьев по постоянной хорде; межцентромерами и проверкой длины общей нормали.

Рис. 164. Тангенциальный зубомер:

а — схема измерения; б — общий вид; в — схема настройки

Контроль смещения исходного контура и толщины зуба по постоянной хорде. Контроль смещения исходного контура осу­ ществляют с помощью тангенциального зубомера, показанного на рис. 164. Плоскости двух измерительных губок 1 и 2, каждая из которых наклонена иод углом а0 = 20°, воспроизводят сов­ местно с касательной ЪЪк окружности выступов номинальный ис­ ходный контур зубчатой рейки (рис. 164, а).

Расстояние между измерительными губками 1 я 2 может из­ меняться винтом 4 (рис. 164, б), имеющим на одном конце правую, а на другом левую резьбы. Предварительно зубомер устанавли­ вают в номинальное положение исходного контура по ролику 7

365

(см. также рис. 164. в), диаметр которого определяется модулем контролируемого колеса.

В требуемом положении губки закрепляют винтами 5. Если положение действительного контура (штриховая линия на рис. 164, а) не совпадает с номинальным, то по положению нако­ нечника 3 индикатора 6 можно судить о величине смещения ис­ ходного контура.

Толщину зуба по постоянной хорде измеряют штангензубомером, а также при помощи роликов. Штангензубомер имеет две

водить по постоянной хорде зуба (хорде между точками касания ис­ ходного контура с обоими профилями зуба в нормальном сечении).

Определение номинальной толщины зуба S и высоты h до постоян­ ной хорды производят по заранее составленным таблицам этих величин или расчетом по формулам.

Штангензубомеры выпускают двух типоразмеров для измере­ ния зубчатых колес с модулем от 1 до 18 и от 5 до 36 мм с отсче­ том по нониусу 0,02 мм. Их недостатками являются низкая точ­ ность отсчета по нониусу, быстрый износ кромок измерительных губок, влияние на результаты измерения погрешностей установки упора 4 и отклонения диаметра окружности выступов.

При помощи штангензубомеров и тангенциальных зубомеров находят только радиальные составляющие погрешности обработки (тангенциальные составляющие не выявляются). Использование в качестве базы измерения штангензубомером и тангенциальным

366

Г ЛАВА XI

ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ШПОНОЧНЫХ II ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

§ 55. КЛАССИФИКАЦИЯ ШПОНОЧНЫХ И ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

Основное назначение и в то же время эксплуатационное требо­ вание к шпоночным и шлицевым соединениям втулок, шкивов, кулачков, муфт, рукояток и других деталей машин с валами — передавать заданный крутящий момент. Шлицевые соединения применяют также для точного центрирования и для точного на­ правления втулки при ее осевом перемещении на валу. В этих случаях главное требование — высокая точность размеров, формы и расположения шлицевого профиля соединяемых деталей.

Размеры шпоночных соединений унифицированы для всех стран — членов СЭВ. Относительно большое распространение получили соединения с приз­ матическими шпонками, мень­ шее — с сегментными, клино­ выми. тангенциальными и другими шпонками. Вследст­ вие натяга, создаваемого по высоте шпонки, перекосов и смещения пазов, а также контактных деформаций от

радиальных сил в шпоночных соединениях возможен перекос втулки на валу. Из-за смятия и среза шпонок, ослабления сечения валов и втулок пазами и образования концентраторов напряжений шпоночные соединения не могут передавать большие крутящие моменты. Этот недостаток ограничивает область их применения, и они все более вытесняются шлицевыми соединениями, которые передают большие крутящие моменты, имеют большую уста­ лостную прочность и высокую точность центрирования и направ­ ления.

В большинстве случаев применяют цилиндрические шлице­ вые соединения. Однако в некоторых машинах используют кони­ ческие шлицевые соединения, у которых втулка центрируется по впадинам шлицев вала (рис. 166). Они обладают большей несущей способностью, повышенной точностью центрирования, сохраняю­ щейся в процессе длительной эксплуатации, однако сложны в из­ готовлении, что ограничивает область их применения.

368

Шлицевые соединения называют подвижными, когда детали, насаживаемые па вал, имеют возможность осевого перемещения (например, зубчатые колеса коробок скоростей станков, автомо­ билей, муфты сцепления и др.), и неподвижными, если втулка не может перемещаться относительно вала.

Ц е н т р и р о ва н и е п о S

Рис. 167. Шлицевые соединения и их основные параметры:

а — прямобочные; б — эвольвснтные; в — треугольные

(ГОСТ 1139—58), имеющие четное число зубьев: 6, 8, 10, 16 или 20. Эти соединения появились раньше других, и их изготовление лучше обеспечено оборудованием и инструментом. Установлено три градации высот и чисел зубьев для одного и того же диаметра d , в соответствии с этим соединения делятся на легкую, среднюю и тя­ желую серии.

Шлицевые соединения с эвольвентным профилем зуба (ГОСТ 6033—51) стандартизованы для модулей т в пределах от 1 до 10 мм; для диаметров D — от 12 до 400 мм и чисел зубьев г — от 11 до 50. Угол и с х о д н о г о контура рейки принят а0 = 30°; высота зубьев примерно равна модулю т, смещение исходного контура рейки

Шлицевые соединения с эвольвентным профилем зубьев по сравнению с прямобочиыми обладают существенными преимуще­

369

ствами: они имеют большую нагрузочную способность и цикличе­ скую прочность, обеспечивают лучшее центрирование и направле­ ние деталей, проще в изготовлении, так как их можно фрезеро­ вать методом обкатки, и т. и.

Выбор типа шлицевых соединений связан с их конструктив­ ными и технологическими особенностями. Для точных соединений при центрировании по боковым поверхностям зубьев, соединений, которые должны передавать значительные крутящие моменты, а также имеют реверсивное движение, целесообразнее применять соединения с эвольвентным профилем.

Шлицевые соединения с треугольным профилем имеют мелкие зубья. Угол профиля характеризуется углом впадины вала 2(5. Основные параметры соединений этого типа: т == 0,3 ч- 0,8 мм; Z = 15 н- 70; 2(3 = 90 или 72°. Такие соединения не стандарти­ зованы; их применяют чаще всего тогда, когда по каким-либо причинам нежелательны прессовые посадки, а также при тонко­ стенных втулках для передачи небольших крутящих моментов.

§56. ДОПУСКИ, ПОСАДКИ И КОНТРОЛЬ

ШП О Н О Ч Н Ы Х СОЕДИНЕНИЙ

Шпонки обычно устанавливают в пазах на валу по неподвижной, а во втулке по одной из подвижных посадок. Натяг в первом слу­ чае необходим, чтобы шпонка не выпадала при монтаже и не пе­ редвигалась при эксплуатации, а зазор во втором — чтобы ком­ пенсировать неизбежные неточности размеров, формы и взаим­ ного расположения пазов.

Таблица 33

Посадки и предельные отклонения размеров соединений с призматическими и сегментными шпонками

370

Для получения различных посадок ГОСТ 7227—58 устана­ вливает отклонения на параметры соединений с призматическими и сегментными шпонками (но ширине см. рис. 1(58 и табл. 33). Наиболее подвижное соединенно во втулке создается при комби­ нации полей допусков Х 3 и ПШг, а неподвижное на валу •— при комбинации полей допусков В3 и ПШ.

по Z?7 и длину паза под нее — по й 8, допуски на высоту шпонки h — по 5 4 и на диаметр сегментной шпонки — по Въ и др.

В серийном и массовом производствах элементы шпоночных со­ единений контролируют специальными предельными калибрами. Ширину пазов Ъ проверяют пластинами, размер D -f fx от дна паза втулки до образующей цилиндрической поверхности отвер­ стия — пробками, размер t (глубина паза вала) — кольцами. Допуски всех трех типов калибров принимают равными допускам

371