3.Средства измерения параметров зубчатых колес

Оптимальными показателями точности зубчатой передачи являются ком-плексные показатели, проверка по которым освобождает от необходимости контроля каждого зубчатого колеса в отдельности. Однако контроль по ком-плексным показателям передачи во многих случаях затруднен из-за отсутствия сложных и дорогостоящих средств измерения, поэтому стандарт допускает кон-троль каждого колеса в отдельности, т.е. по комплексам контроля, в зависимости от точности колеса. Некоторые из комплексов контроля приведены в табл.1.

Каждый комплекс включает два показателя точности, поэтому для контроля требуются, как правило, два средства измерения. Например, комплекс III кон-троля колеса по норме кинематической точности предусматривает два показателя: колебание длины общей нормали и радиальное биение зубчатого венца, контроль которых должен осуществляться нормалемером и биенемером.

Таблица 1

Комплекс контороля

Показатель точности

Степени точности

Средства измерения

5 6

7 8

9

10 11

Нормы кинематической точности

III

Колебание длины общей нор-мали Радиальное биение зубчатого венца

+

+





Нормалемеры Биенемеры

IV

Колебание длины общей нор-мали Колебание измерительно-го межосевого расстояния за оборот колеса

+

+





Нормалемеры Межосемеры

Нормы плавности работы (для колес с <2 для 6-й степени и 3 для 8-й степени точности)

VI

Отклонение шага зацепления Погрешность профиля зуба

+

+





Шагомеры Эвольвенто-меры



Колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе

+

+





Норма бокового зазора (для зубчатого колеса)



Дополнительное смещение исходного контура

Зубомеры сме-щения



Наименьшее отклонение длины общей нормали

Нормалемеры



Наименьшее отклонение толщины зуба

Зубомеры



Наименьшее отклонение средней длины общей нормали

Нормалемеры

Изготовителю зубчатых колес предоставляется право выбирать для измерений такие параметры точности колеса, которые соответствуют техноло-гическому процессу обработки и наличию средств измерения на предприятии.

Номенклатура средств измерения параметров зубчатых колес довольно обширна. Они отличаются точностью, конструкцией, диапазоном измеряемых величин. Ниже рассмотрены цеховые приборы, применяемые для измерения па-раметров зубчатых колес при выполнении данной лабораторной работы.

Индикаторный нормалемер типа КН (рис.21,б) – измерительный прибор, предназначенный для измерения следующих показателей точности зубчатого колеса: колебания длины общей нормали (нормы кинематической точ-ности), наименьшего отклонения длины общей нормали (нормы бокового зазора).

По штанге 2 корпуса 1 нормалемера после установки в отверстие разрез-ной втулки 3 специального разжимного ключа 8 можно перемещать втулку 3 с неподвижной измерительной губкой 4. После удаления из отверстия ключа втулка самозажимается на штанге и фиксируется в заданном положении. Вторая измерительная губка 5 с помощью рычажной передачи воздействует на

стержень индикатора 7 часового типа, цена деления которого с учетом пере-даточного отношения рычажной системы составляет 0,005 мм. При нажатии на кнопку 9 арретира подвижная губка 5 отводится от боковой поверхности зуба измеряемого колеса.

В конструкции нормалемеров типов БВ-5045 и БВ-5046 предусмотрена ша-риковая направляющая, в которой перемещается измерительная губка 5 (рис.21,в), оснащенная твердым сплавом. Неподвижная губка 4 соединена с механизмом 12 микроподачи, что облегчает настройку нормалемера по ПКМД (плоскопараллельные концевые меры длины).

Отличие мелкомодульных нормалемеров (рис.21,г) состоит в поступатель-ном (без поворота) перемещении неподвижной (установочной) губки 4 в слу-чае вращения барабана 10 отсчетной микрометрической головки и перемеще-ние измерительной губки 5 в шариковой направляющей 11 с непосредствен-ной передачей величины перемещения на рычажно-зубчатую головку 7 с ценой деления 0,001 мм с пределами измерения по шкале 0,05 мм.

При подготовке к измерениям по табл.2 определяют длину общей нормали для колеса с модулем =1 мм. Если модуль контролируемого колеса больше единицы, то табличное значение длины общей нормали следует ум-ножить на значение модуля.

По значению длины общей нормали рассчитывают и составляют блок ПКМД (плоскопараллельные концевые меры длины).

Блок ПКМД помещают между губками 5 и 4 с учетом конструкции нор-малемера и устанавливают отсчетное устройство на нулевую отметку. Ры-чажно-зубчатой головке 7 сообщается натяг. Нажав на арретир 9, удаляют блок ПКМД. Настроенный нормалемер переносят на контролируемое колесо. Проводя измерение, нормалемер следует слегка покачивать, обкатывая губки по профилям зубьев. За действительный размер длины общей нормали при-нимают среднее арифметическое из трех измерений. Измерения осуществляют по всему колесу, переходя от зуба к зубу по всей окружности.

Шагомер (рис.22) – прибор для измерения отклонения f_Pbr шага зацепления (параметр нормы плавности работы колеса).

Таблица 2

Номинальная длина общей нормали колес с модулем =1 мм

1	2	3	4	5	6	7	8	9
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18	2	4,5542 4,5683 4,5823 4,5963 4,6103 4,6243 4,6383 4,6523 4,6663 4,6803	37 38 39 40 41 42 43 44 45	5	13,8028 13,8168 13,8308 13,8448 13,8588 13,8728 13,8868 13,9008 13,9148	64 65 66 67 68 69 70 71 72	8	23,0373 23,0513 23,0653 23,0793 23,0993 23,1073 23,1213 23,1353 23,1493
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36	3 4	7,6464 7,6604 7,6744 7,6884 7,7024 7,7165 7,7305 7,7445 7,7585 10,7246 10,7386 10,7526 10,7666 10,7806 10,7946 10,8086 10,8226 10,8366	46 47 47 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63	6 7	16,8810 16,8950 16,9090 16,9230 16,9370 16,9510 16,9650 16,9790 16,9930 19,9591 19,9731 19,9871 20,0011 20,0152 20,0292 20,0432 20,0572 20,0712	73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 89 90 91	9 10	26,1155 26,1295 26,1435 26,1575 26,1715 26,1855 26,1995 26,2135 26,2275 29,1937 29,2077 29,2217 29,2357 29,2497 29,2637 29,2917 29,3057 32,2718

На рис.22 показан шагомер мод. 21501 (БВ-1080). В корпусе 1 шагомера установлена измерительная головка 7 с ценой деления 0,001 мм, на которую передается перемещение от подвижного измерительного наконечника 5, установленного на пружинном параллелограмме. Измерительный наконечник 6 является неподвижным; его перемещение при настройке шагомера на размер осуществляется с помощью микровинта 3, воздействующего на ползун, связан-ный с измерительным наконечником. Измерительный наконечник 15 является опорным. Он предназначен для фиксирования шагомера на контролируемом колесе при измерении отклонения шага зацепления. Опорный наконечник пере-мещается в продольном направлении с помощью винта 2. С помощью гайки 14 наконечник 15 может также поворачиваться на небольшой угол.

При подготовке к измерениям шагомер настраивают по концевым мерам длины с помощью специального приспособления, состоящего из державки 10 с зажимным винтом 13 и боковиков; боковик 12 жестко соединен с роликами.

Рис.22

Боковик 11 имеет Г-образную форму. Неподвижный измерительный наконеч-ник 6 вводят в контакт с боковиком 12, а затем, расстопорив винт 4 и вращая винт 3, перемещают наконечник 6 до тех пор, пока подвижный наконечник 5 не коснется боковика 11 и стрелка головки 7 не совместится с нулевой отмет-кой при натяге, равном 0,4 мм. Наконечник стопорят винтом 4.

Опорный наконечник 15 устанавливают по специальной упорной планке 16, закрепленной в державке 10, расположенной в приспособлении 9. Опорный наконечник фиксируют стопором 8. Арретирование наконечника 5 осущест-вляют рычагом 17. При измерении шага зацепления настроенный шагомер пе-реносят на зубчатое колесо (см. рис.22,б) так, чтобы измерительные наконеч-ники касались одноименных профилей двух соседних зубьев колеса по нормали к их поверхностям, а опорный наконечник опирался на поверхность третьего зуба колеса. Шагомер поворачивают, обкатывая наконечник 5 по профилю зу-ба, обеспечивая при этом плотное прилегание измерительного наконечника 6, и регистрируют наибольшее отклонение стрелки измерительной головки 7 от нулевой отметки. Измерение осуществляют по правым и левым сторонам профиля каждого зуба.

Тангенциальный зубомер (зубомер смещения типа М) (ГОСТ 4446-81) – основной прибор для измерения параметра (смещения исходного контура) (рис.23).

Рис.23

Зубомер имеет корпус 9 с двумя симметрично расположенными измери-тельными губками 10 и 8, рабочие грани которых образуют угол, равный двум углам (двойному углу) зацепления. По биссектрисе угла расположена ось индикатора 7 или измерительной головки. Губки 8 и 10 могут перемещаться вдоль корпуса зубомера при вращении винта 4 и фиксироваться в заданном положении гайками 5 и 6. Базой для измерения является окруж-ность выступов (вершин) колеса.

Настройку зубомера осуществляют по ролику 2 данного модуля, помещае-

мого в специальную призму 1. Размер ролика выбирают в зависимости от моду-ля по табл. с учетом типоразмера зубомера (табл.3).

Таблица 3

Типоразмер	Модуль	Диаметр ролика
М1	2 2,25 2,5 2,75 3 3,5 3,75	2,407 2,708 3,009 3,310 3,611 4,213 4,514

Установочный ролик укладывают на призму. Измерительные губки зубоме-ра с помощью винта 4 помещают так, чтобы при наложении зубомера на ролик измерительные грани губок 10 и 8 касались поверхности ролика в средней части. В этом положении губки фиксируют гайками 5 и 6. Измерительный стержень 3 с наконечником должен касаться ролика, создавая при этом натяг индикатора или измерительной головки, приблизительно равный половине оборота стрелки. После этого со стрелкой совмещают нулевую отметку.

При измерении зубомер переносят на измеряемый зуб колеса и, покачивая его, определяют наибольшее отклонение стрелки индикатора или измерительной головки 7. Отклонение стрелки в направлении часовой стрелки от нуля означает смещение исходного контура в «минус», т.е. в «тело» колеса.

Штангензубомеры (тип ШЗ-18 и ШЗ-36) (рис.24,а) и индикаторно-микро-метрические зубомеры (тип ЗИМ-16 и ЗИМ-32) (рис.24,б) предназначены для измерения толщины зубьев колес.

Штангензубомером измеряется толщина зуба (расстояние между разноимен-ными боковыми поверхностями зуба) на заданном расстоянии от окружности выступов (по постоянной хорде) цилиндрических прямозубых колес внешнего зацепления 11- и 12-й степеней точности. Для прямозубых зубчатых колес с углом зацепления 20⁰ высота постоянной хорды =0,7476 , а толщина зуба =1,387 .

Штангензубомер (рис.23,а) представляет собой конструкцию, соединяющую в одном приборе штангенциркуль, состоящий из двух губок 1 и 2, штанги 3 и шкалы нониуса 4, и штангенглубиномер, у которого линейка глубиномера 5 соединена с рамкой 7, перемещаемой по штанге 6.

Перед измерением линейку 5 (иногда ее называют упором) устанавливают по нониусу рамки 7 на расчетную высоту и закрепляют стопорным винтом.

Измерительные губки раздвигают, а после установки зубомера на зубчатое колесо (на окружность выступов) губки сдвигают до соприкосновения с боковыми поверхностями зуба по постоянной хорде; осуществляют отсчет

по шкалам прибора. Прибор ШЗ-18 имеет диапазон измерений толщины зуба

0 – 33 мм при отсчете по нониусу 0,05 мм.

Индикаторно-микрометрические зубомеры ЗИМ-16 ( =1 – 16 мм) и ЗИМ-32 ( =16 – 32 мм) (рис.24,б) являются более точными и удобными в работе.

Цена деления индикатора часового типа и микрометрических головок 0,01 мм.

Устройство индикаторно-микрометрического зубомера аналогично устрой-ству штангензубомера. Перед измерением по вертикальной микрометрической головке 1 выставляют высотную линейку 5 на расчетную высоту постоян-ной хорды, а подвижную губку 4 с помощью микрометрической головки 2 перемещают на расстояние, несколько меньшее значения измеряемой толщины зуба (постоянной хорды). В этом положении штангу 6 фиксируют винтом 7. Отсчет толщины зуба при измерении осуществляют по микрометрической го-ловке 2 с учетом отклонения стрелки индикатора 3 часового типа.