Лабораторні роботи

Лабораторна робота №17

Розпізнавання елементів евольвентного зубчастого колеса

Метою роботи є ознайомлення студентів з методом розпізнавання елементів евольвентного зубчастого колеса.

При ремонті різних механізмів часто доводиться визначати основні параметри зубчастих передач за результатами вимірювань зубчастих коліс, що утворюють ці передачі. При цьому нерідко буває і так, що точне розпізнавання параметрів зубчастої пари здійснити важко, а іноді і зовсім неможливо. Причиною цьому - знос або пошкодження зубів, що призводять до втрати зубами первісної форми. У таких випадках відмовляються від розпізнавання і вдаються до проектування зубчастої пари заново по міжосьовому відстані і числах зубів коліс.

Основними параметрами, що підлягають розпізнаванню, є: модуль зубів, кут профілю вихідного контуру, коефіцієнти зміщення інструменту, висотні пропорції зубів. Знаючи ці параметри, можна, використовуючи відповідні розрахункові залежності, визначити розміри зубчастих коліс і передачі (окружні кроки, діаметри кіл, товщини зубів і т.д.)

А. ВИЗНАЧЕННЯ МОДУЛЯ зубів І УГЛА ПРОФІЛЮ ВИХІДНОГО КОНТУРУ

Для колеса з евольвентним профілем зубів модуль і кут профілю вихідного контуру доцільно визначати за вимірюваним основному окружному кроці. Таким чином, рішення поставленої в пункті А завдання зводиться до знаходження окружного кроку по основному колу колеса.

Найбільш простий і зручний спосіб вимірювання основного окружного кроку базується на властивості евольвенти, згідно з яким відстань по нормалі між двома сусідніми однойменними евольвент - постійно і дорівнює основному окружному кроці.

Основний окружний крок, який вимірюється по нормалі, має одне і те ж значення як у зубчастого колеса, нарізаного зі зміщенням інструменту (коригованого), так і у зубчастого колеса, нарізаного при нульовій установці рейки (без зсуву), а також у колеса з рівномірно зношеними в процесі експлуатації зубами (маються на увазі зубчасті колеса з однаковими основними параметрами). Тому метод визначення модуля зубів і кута профілю через основний крок дає найбільш достовірні результати.

Вимірювання основного кроку проводиться крокоміром, нормалемером або штангенциркулем з ціною поділки 0,02 або 0,05 мм.

Основний крок при вимірюванні штангенциркулем (нормалемером) визначається як різниця з двох вимірів довжини загальної нормалі (рис. 1).

Мал. 18. Вимірювання загальної нормалі

де - довжина загальної нормалі при обхваті зубів;

- довжина загальної нормалі при обхваті (n -1) зубів.

При вимірі відрізка число n зубів, що охоплюватиме штангенциркулем, вибирається таким, щоб губки штангенциркуля стосувалися бічних поверхонь зубів приблизно в їх середній частині (по висоті). Така установка штангенциркуля зводить до мінімуму вплив зносу зубів на довжину відрізка і забезпечує дотик цього відрізка з основною окружністю, що є необхідною умовою при вимірюванні і. При цьому губки штангенциркуля не повинні упиратися тильною стороною в бічні поверхні сусідніх зубів. Площина розташування штангенциркуля при вимірюванні - перпендикулярна осі обертання колеса.

Для підвищення точності вимірювання кожна з величин - і - вимірюється три рази (в різних місцях колеса). В співвідношення (1) підставляються среднеарифметические значення цих величин:

Розрахований за співвідношенням (1) основний окружний крок вимірюваного колеса уточнюється по таблиці 1 основних окружних кроків: в таблиці відшукується основний крок. відрізняється від знайденого по співвідношенню (1) не більше ніж на 0,05 мм. Значення табличного основного кроку приймається як уточнене.

За уточненим основному окружному кроці в тій же таблиці 1 знаходяться модуль зубів m (або пітч) і кут профілю. Значення модуля зубів стандартизовані (ГОСТ 9563-60).

При уточненні по таблиці 1 основного окружного кроку попередньо слід спробувати з'ясувати (за непрямими даними), в якій системі заходів - метричної або дюймової - виконано колесо. У країнах з дюймової системою заходів замість модуля зубів використовується діаметральний питч.

Модуль і пітч пов'язані залежністю:

ПРИМІТКА. У таблиці 2 (Додаток) вказані країни з метричної та дюймової системами заходів і відповідно - з модульної і пітчевої системами зачеплень. У таблиці і - коефіцієнти висоти головки зуба і радіальний зазор в зачепленні.

Б. ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА СМЕЩЕНИЯ ІНСТРУМЕНТУ

Коефіцієнт X зміщення обчислюється за відомим співвідношенням:

Тут: - товщина зуба по основному колу у нульового (не скоригувати) колеса; розраховується за формулою:

де - діаметр основного кола, d = mz - діаметр ділильної окружності, - товщина зуба по ділильної окружності,.

Значення модуля зубів m і кута профілю знайдені в пункті А; значення інволют кутів профілю наведені в таблиці 3 (Додаток).

- товщина зуба по основному колу вимірюваного колеса; визначається за виміряною загальної нормалі і основним окружному кроці:

При розрахунку X по співвідношенню (3) можливі три випадки:

X = 0, якщо - колесо нарізано при нульовій установці інструменту (нульове);

X> 0, якщо - колесо нарізано при позитивній установці інструменту (позитивне);

X <0, если - колесо нарезано при отрицательной установке инструмента (отрицательное).

Коефіцієнт X зміщення інструменту, значення якого використовується при геометричному розрахунку колеса і передачі, назвемо розрахунковим.

Коефіцієнт X зміщення, значення якого знайдено по співвідношенню (3), відрізняється від розрахункового на величину. спеціально вводиться для отримання необхідного при роботі передачі базового зазору між зубами. Найчастіше бічний зазор забезпечується за рахунок стоншування зубів тільки одного з коліс передачі.

Поправка визначається додатково. Її значення залежить від ступеня точності колеса і передачі і виду сполучення за нормами бічного зазору між зубами.

ПРИМІТКА. У виробничих умовах модуль зубів часто визначають за формулою

де - діаметр окружності виступів колеса (вимірюється), z - число зубів (підраховується).

При цьому необхідно мати на увазі, що на діаметр поверхні виступів колеса задається допуск. Крім того, при непарному z виміряти безпосередньо вказаний діаметр важко. Тому значення модуля зубів, розраховане за формулою (6). вимагає уточнення.

Слід також мати на увазі, що якщо вимірюється колесо нарізано при позитивної або негативної установки інструменту, то формула (6) для визначення модуля зубів взагалі не придатна.

Модуль зубів, розрахований за формулою (6), в будь-якому випадку може бути використаний (шляхом порівняння з табличним) для судження про те, яким є що вимірюється колесо - нульовим, позитивним або негативним.

При виконанні лабораторної роботи значення тригонометричних величин і числа приймати з п'ятьма значущими цифрами; значення довжин відрізків загальної нормалі - з точністю до сотих часток мм; округлення результатів обчислень - за правилами наближених обчислень.

Обладнання та інструмент

1. циліндричні прямозубі з евольвентним профілем зубів.

2. Штангенциркуль (нормалемером) з ціною поділки 0,02 або 0,05 мм.

Порядок виконання роботи

1. Підрахуйте число зубів z колеса.

2. Підберіть число n обхвату зубів штангенциркулем.

3. Виміряйте штангенциркулем відрізки і загальної нормалі, кожен три рази, і знайти за виразами (2) їх середні значення.

4. За співвідношенням (1) визначте значення основного окружного кроку і уточнити його по таблиці 1.

5. По таблиці 1 за уточненим основному окружному кроці знайдіть модуль зубів m (або пітч) і кут профілю.

6. За формулою (4), використовуючи знайдені в пункті 5 параметри m і. розрахуйте товщину зуба по основному колу нульового колеса.

7. За співвідношенням (5) визначте товщину зуба по основному колу вимірюваного колеса.

8. За співвідношенням (3) обчисліть значення коефіцієнта X зміщення інструменту.

9. Складіть звіт по формою, що додається.

Таблиця 1. Основні окружні кроки

1. Окружний крок. Визначення.

2. Основний окружний крок. Як виміряти основний окружний крок?

3. Модуль зубів. Визначення.

4. Кут профілю. Визначення.

5. Відмінність кута профілю від кута зачеплення.

6. Види установок інструменту при нарізанні колеса.

7. Встановлення інструменту при нарізанні нульового, позитивного і негативного коліс.

8. Коефіцієнт зміщення інструменту.

9. Причини, що викликають необхідність нарізування зубчастих коліс зі зміщенням інструменту.

1. Схема вимірювання по рис.1

2. Число зубів колеса: z

3. Число зубів, що охоплюватиме штангенциркулем: n

4. Довжини відрізків загальної нормалі:

5. Основною окружний крок колеса, знайдений виміром:

6. Уточнене значення основного окружного кроку (табличне):. мм

7. Модуль (пітч) зубів і кут профілю:

m. мм або. дюйм

8. Товщина по основному колу нульового колеса.

9. Товщина зуба по основному колу вимірюваного колеса:

10. Коефіцієнт зміщення інструменту:

11. Висновки за результатами вимірювання колеса.