Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса




НазваниеКонспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса
страница6/8
Дата публикации10.11.2013
Размер0.86 Mb.
ТипКонспект
uchebilka.ru > Экономика > Конспект
1   2   3   4   5   6   7   8

^ 4.5 Приспособления для обработки зубчатых колес

Вопросы, изложенные в этом разделе, подробно описаны в [6].

Центрирование зубчатых колес в патронах для окончательной обработки отверстия производится при помощи роликов, шариков или кони чески пальцев.

Ролики применяются для установки цилиндрических шестерен с прямыми зубьями. Для цилиндрических шестерен с косыми зубьями и для конических шестерен применяют шарики.

Иногда для установки и центрирования цилиндрических шестерен с косыми зубьями используют упругие ролики, выполненные в виде пружин.

Конические пальцы применяют только для конических зубчатых колес с прямыми зубьями, причем общий угол конуса равен углу зацепления.

В большинстве патронов центрирование зубчатого колеса производится при помощи трех роликов, шариков или конических пальцев, вложенных во впадины между зубьями. При использовании только трех центрирующих элементов не устраняются погрешности, распределенные по окружности венца, что в известной степени снижает точность обработки.

Для повышения точности центрирования применяют патроны, в которых зубчатые колеса с прямыми зубьями центрируются роликами, вложенными в каждую впадину мёжду зубьями.

Все патроны для установки и центрирования зубчатых колес можно разделить на четыре группы:

1) для одновенцовых цилиндрических зубчатых колес;

2) для двух- и многовенцовых цилиндрических зубчатых колес;

З) для конических зубчатых колес;

4) для цилиндрических зубчатых колес с внутренним зацеплением.

По конструкции они делятся на универсальные, которые путем пере наладки (замена роликов, губок, кулачков или других элементов) могут быть использованы для установки и крепления различных зубчатых колес, и специальные, предназначенные для крепления одного определенного типоразмера зубчатого колеса.

Для центрирования зубчатых колес при обработке отверстия с помощью роликов (шариков) необходимо, чтобы ролики (шарики), лежащие во впадинах между зубьями, выступали за наружный диаметр зубчатого колеса и не касались окружности его впадин. Поэтому диаметр ролика (шарика) предварительно выбирают в зависимости от модуля.

Для некорригированных зубчатых колес это требование может быть выполнено, если их диаметр удовлетворяет следующей зависимости:

dp = (1,7…1,8) m (1)

Точный диаметр dp и соответствующий зажимной размер определяются расчетом.

На рис. 17 дана схема расчета диаметра ролика и его координат для прямозубых цилиндрических колес с внешним зацеплением.

Приняты следующие обозначения:

- inv  =  – полярный угол эвольвенты в радианах;

- m – модуль зацепления;

- z – число зубьев;

- n – нормальный угол профиля (угол зацепления);

-  – угол (в град) между прямой, проходящей через центры ролика и шестерни, и радиусом основной окружности, проведенным в точку касания производящей прямой с основной окружностью;

-  – номинальная ширина впадины по дуге делительной окружности;

- Ro– радиус основной окружности;

-Rд – радиус делительной окружности;

- Rе – радиус окружности выступов;

- dp – диаметр ролика;

- rp – радиус ролика;

- Х – расстояние (координата) между осью шестерни и осью ролика, лежащего во впадине;

- К – зажимный размер – расстояние между осью шестерни и верхней образующей ролика.

В основу расчета диаметра ролика и его координат положены два основных уравнения, вывод которых здесь не приведен
inv  = + inv n (2)
X= (3)
Данные формулы справедливы как для некорригированных, так и для корригированных цилиндрических шестерен с прямыми зубьями. Однако необходимо учитывать, что при беззазорном зацеплении ширина впадины для некорригированных шестерен равна
, (4)
а для корригированных
(5)
где  - коэффициент смещения исходного профиля.

Коэффициент смещения исходного профиля в формулу (5) подставляется с соответствующим алгебраическим знаком. Так как алгебраический знак коррекции на рабочем чертеже зубчатого колеса обычно не указывается, то следует учитывать, что положительный сдвиг исходного контура (+) получается, если инструмент отодвинут от центра нарезаемой шестерни, а отрицательный (-) - если инструмент приближен к нему.

Диаметр окружности выступов нарезаемой шестерни при положительном сдвиге увеличен по сравнению с нормальным, а при отрицательном уменьшен.

Шестерни с беззазорным зацеплением изготовить почти невозможно. Для зубчатых колес по ГОСТу 1643-56 предусмотрены 12 степеней точности, и в зависимости от степени точности определяется боковой зазор. Обычно на рабочем чертеже проставляют верхнее и нижнее отклонения на толщину зуба по хорде на делительной окружности или по общей нормали. При этом верхнее отклонение обеспечивает величину гарантированного бокового зазора; разность между отклонениями является допуском на изготовление.

При расчете роликов к найденной ширине впадины по дуге делитель ной окружности, прибавляют верхнее отклонение и половину допуска на изготовление. Пересчитывать хорду на дугу по делительной окружности нет необходимости, так как при этом размер изменяется настолько мало, что это практически не влияет на точность центрирования шестерни. Часто по конструктивным соображениям при центрировании шестерни в патроне необходимо определять диаметр ролика, когда он выступает за окружность выступов шестерни на заранее заданную величину, или приходится использовать уже имеющееся приспособление (патрон) с определенным зажимным размером.

Для решения этой задачи необходимо определить зависимость между изменением радиуса ролика и зажимного размера приспособления при постоянной ширине впадины обрабатываемой шестерни.

Вначале находим изменение расстояния от центра шестёрни до центра ролика в зависимости от изменения радиуса ролика. Для этого продифференцируем основные уравнения (2) и (3), считая переменной . После преобразования получаем:

из уравнения (2)

; (6)
из уравнения (3)
(7)

Подставив значение d из уравнения (6) в уравнение (7), после преобразования получим

(8)

Чтобы определить зависимость изменения радиуса ролика от изменения зажимного размера, используем схему показанную на рис. 18. Из построения находим

dК= dХ+ drp (9)

Подставив значение dХ из формулы (8) в формулу (9), получим

(10)
Преобразовав и решив это уравнение относительно drp окончательно получим

(11)

В мембранных патронах (ГОСТ 16157-70) центрирование и зажим зубчатого колеса осуществляется шестью кулачками 2 мембраны 1, к которым привертываются сменные кулачки 3, с зажимными поверхностями Е (рис. 19). В процессе съема и установки колеса шток 8 прогибает мембрану 1 выпуклостью к торцу колеса и кулачки расходятся. Колесо устанавливается в патрон вместе с надетой на него обоймой с роликами 15 (6 шт.). Дополнительное базирование по торцу колеса обеспечивается тремя сменными опорами 13. Во избежание биения сменных кулачков 3 их шлифуют на месте, для чего в кулачках 2 предусмотрены выточки Г под установочное кольцо 14. Винт 4 служит для регулировки сменных кулачков З перед их шлифованием.



Рисунок 19 - Мембранный патрон для шлифования отверстий в зубчатых колесах
Шток 8 предназначен для соединения с механизированным приводом, расположенным на заднем конце шпинделя станка. Предохранительное кольцо 7 ограничивает ход штока вперед (при разжиме). В направляющей втулке б смонтирована втулка 12, служащая для направления калибра активного контроля в процессе шлифования. Патрон базируется по поверхностям Ж, И. Опорная поверхность М служит для установки сменных кулачков 3. Установочное кольцо 14 базируется по поверхностям кулачков Л и П. Для измерения перемещения кулачка под действием осевого усилия штока Р предусмотрена поверхность С. Для безопасности в работе служит кожух 11, который крепится винтами 10 к корпусу 9. Для уравновешивания патрона предусмотрен противовес 5 (6 шт.).

Материал мембраны - стали марки У7А по ГОСТ 1435-54, марки 65Г по ГОСТ 14959-69 или ЗОХГСЛ по ГОСТ 4543-71, термообработанные до НRС 40...45.

На рис. 20 приведен патрон цангового типа для центрирования и крепления цилиндрического зубчатого колеса с внутренним зацеплением при шлифовании двух наружных шеек.



Рисунок 20 - Патрон цангового типа для установки цилиндрических зубчатых колес с прямыми зубьями
Корпус 10 патрона точно выверяется и окончательно крепится винтами 11. На него насажена цанга б с тремя прорезями, которая удерживается от продольного перемещения упорным кольцом 7. В сепараторе З, прикрепленном к упорному кольцу винтами 5, находятся три плавающих ролика 4.

При вращении гайки 9 происходит продольное перемещение штифта 8 и конуса 2, расположенного в направляющей втулке и имеющего благо даря шпонке 1 только поступательное движение.

При перемещении гайки 9 влево конус разжимает цангу б и действует на ролики 4, которые центрируют зубчатый венец в трех точках. Правый конец зубчатого колеса в это время поджимается центром задней бабки шлi4фовального станка.

Цанга изготовлена из стали 4ХС, а ролики 4 и конус 2 - из стали У10А с последующей термообработкой до твердости НRС 55-60.
^ 4.6 Контрольные приспособления

Вопросы, изложенные в этом разделе, подробно описаны в [7].

Контрольные приспособления служат для проверки точности выполнения размеров, формы и взаимного расположения поверхностей деталей и узлов машин. Высокие требования точности обуславливают необходимость применения в контрольных приспособлениях измерительных приборов высокой чувствительности. Точность контрольного приспособления в значительной степени зависит от принятого метода измерения, степени совершенства конструкции приспособления и точности изготовления его элементов.

Под погрешностью измерения следует понимать разность между показаниями контрольного приспособления и действительным значением проверяемой им величины. Погрешность измерения должна иметь по возможности небольшое значение. Однако чрезмерное повышение точности измерения может привести к усложнению и удорожанию контрольного устройства и повышению трудоемкости измерения. По опыту передовых заводов машиностроения погрешность измерения может составлять 20... 35 % от поля допуска на измеряемую величину, т.е.

[]изм = kT,

где []изм - допускаемая погрешность контрольного приспособления; k - коэффициент, зависящий от точности обработки и равный 0,35 для IT'2... IT6; 0,3 для ITб, IT7; 0,25 для IT8. IT9 и 0,2 для IT10... IT16; Т - технологический допуск на измеряемую (контролируемую) величину.

При разработке контрольного приспособления необходимо уметь определять погрешность измерения для выбранной схемы контроля. Для этого следует тщательно проанализировать все погрешности, влияющие на точность измерения. Общая погрешность измерения мет приспособления есть сумма погрешности положения детали в контрольном приспособлении погрешности передаточных устройств приспособления р; погрешности изготовления эталона, служащего для настройки приспособления, э и погрешности, вызываемой неточностью показаний измерительного прибора п.

^ Погрешность положения детали в контрольном приспособлении определяется погрешностью базирования б когда технологическая база не совпадает с измерительной базой, погрешностью закрепления детали при измерении з и погрешностью самого приспособления np.

Погрешность базирования б можно определить на основе геометрических расчетов.

Стабильность положения контролируемой детали в приспособлении обеспечивается использованием зажимных устройств, которые не должны развивать больших сил закрепления (последние должны быть постоянными, так как их изменение определяет значение погрешности закрепления з). Работа зажимного устройства контрольного приспособления существенно отличается от работы подобных устройств в станочных приспособлениях. Если деталь занимает вполне устойчивое положение на опорах, необходимость в зажимных устройствах отпадает.

Погрешность приспособления пр зависит от погрешностей изготовления его деталей, погрешностей сборки и регулировки, а также от погрешности, вызванной износом его элементов в процессе эксплуатации, которую обозначим np1.

При определении общей погрешности приспособления необходимо также учитывать погрешности расположения установочных элементов для контролируемой детали относительно измерительных приборов (индикаторов, индуктивных преобразователей и др.), определяемые величиной np2.

^ Погрешность передаточных устройств приспособления р. Связь измерительных приборов с контролируемой поверхностью осуществляется, как правило, с помощью прямой или рычажной передачи. Поэтому неточности изготовления рычагов и других деталей передачи необходимо учитывать при определении общей погрешности передаточных устройств. В контрольных приспособлениях применяют прямые, угловые или сложные рычаги с различными передаточными отношениями (рис. 20). В ряде случаев по конструктивным соображениям применяют прямые передачи (рис. 21), обеспечивающие меньшую погрешность р.



Рисунок 20 – Типы рычагов

( а- прямой равноплечий; б – прямой неравноплечий; в – сложный)



Рисунок 21 – Прямая передача
Отверстия в рычагах обычно выполняют с допуском по IT7 и притирают с осями. Концы рычагов чаще всего шлифуют или притирают до шероховатости Ra = 0,08 ... 0,32 мкм. На длину плеч l рычагов устанавливают допуск ±0,05 ... 0,1 мм.

Вследствие неточностей изготовления линейных и угловых размеров рычагов и зазоров в соединении с осью могут возникнуть погрешности передаточного отношения рычажных передач. Погрешности в передачах возникают также из-за непропорциональности между линейным перемещением измерительного стержня индикатора и угловым перемещением рычага. Указанные погрешности могут возрастать с увеличением передаточного отношения рычагов.

^ Погрешность изготовления эталона, служащего для настройки приспособленийэ. Для настройки контрольных приспособлений применяют различного типа эталонные детали (меры). Поэтому погрешность изготовления эталонной детали э является одной из составляющих погрешности измерения.

^ Погрешность измерительного приборап. При выборе контрольно-измерительного прибора необходимо учитывать его основные метрологические характеристики: пределы измерения, цену деления и погрешность измерения. Последняя характеристика определяет кинематическую ошибку прибора и цену его деления.

На стадии проектирования контрольного приспособления его общую погрешность целесообразно определять, считая первичные погрешности как векторные величины:

.

Действительное значение погрешности контрольного приспособления будет найдено в процессе его регулировки и аттестации.

Таким образом, общая погрешность контрольного приспособления не должна превышать допускаемого значения погрешности измерения, т.е.

мет < []изм = (0,2…0,3)Т.

Тогда в процесс контроля (отбраковки) изделий нужно производить не по технологическому допуску Т , а по величине кон, которая меньше технологического допуска на погрешность контрольного приспособления, т.е.

кон =Т - мет .
Расчеты, связанные с определением составляющих общей погрешности контрольного приспособления

Определение погрешности базирования детали в контрольном приспособлении рассмотрим на примере установки детали по двум соосным отверстиям на цилиндрической оправке (рис. 22). Такую схему установки применяют для измерения расстояний между осями отверстий, отклонений от параллельности и от перпендикулярности осей и т.д.

Поворот гладких оправок в отверстиях и связанная с этим погрешность базирования зависят в значительной степени от зазоров между отверстиями и оправ кой, а также от отклонения  от соосности базовых отверстий.

Из геометрических соотношений



где ^ L - расстояние между торцами отверстий; е1( dA-d)/2, е2( dA-d1)/2 - зазоры.

Устанавливая индикатор на расстоянии l от торца А-А детали, погрешность базирования при использовании данной оправки определяем по формуле

б = l tg+e1.

Погрешность базирования при других схемах установки определяется по зависимостям в [8].

Погрешности закрепления можно определять по аналитическим зависимостям, рассчитывая предельные значения смещения детали на опорах от прилагаемой силы [3]. Однако этот метод весьма трудоемок и не универсален. Зажимные устройства в контрольных приспособлениях развивают небольшие усилия, чтобы не нарушить постоянства положения детали относительно измерительных средств. При таком условии з будет минимальной и определяется в основном колебаниями прилагаемой силы, изменением места ее приложения, отклонениями формы контактных поверхностей и т.п. Погрешность закрепления з носит случайный характер. При установке детали в контрольном приспособлении без закрепления погрешность закрепления равна нулю.

При определении погрешности изготовления приспособления np необходимо отдельно учитывать погрешность изготовления установочных элементов приспособления np1 и погрешность взаимного расположения этих элементов относительно элементов для установки измерительных приборов np2.

Рассмотрим расчет погрешности взаимного расположения установочных элементов приспособления относительно измерительного прибора для схемы, показанной на рис. 23.

В
ходе обработки корпуса контрольного приспособления ось отверстия 0101 для установки индикатора была выполнена с отклонением от параллельности к оси 00 на величину /100. Из схемы, представленной на рис. 23, б, можно записать



где а - перемещение щупа индикатора; f = a tg; =/100 - допускаемое отклонение от параллельности рассматриваемых осей.

Окончательно имеем



Общую погрешность изготовления установочных эле­ментов приспособления определим по формуле

.

Основные данные о np1 и np2 приведены в [7].

Погрешность передаточных устройств р обуславливается совокупным влиянием целого ряда кинематических погрешностей. Рассмотрим наиболее значимые из них.

^ Погрешность вследствие неточности изготовления плеч рычагов р1. Для равноплечих простых прямых и угловых рычагов (рис. 24) вследствие отклонений в длинах плеч перемещения концов плеч рычага будут различными. Наибольшее значение эта погрешность имеет в случае, когда l1 = lmax и l2 = lmin Тогда

р1 = a1 - a1 = (l1 - l2) sin,

где a12 - перемещения плеч рычага. Принимая sin = a1/l1, находим




Погрешность p1 наиболее ощутима у рычагов с передаточным отношением k > 1, т.е. когда l1 l2. В ряде случаев имеется погрешность в угловом (рис. 2.68) расположении  плеч рычагов. Для равноплечих рычагов

р1 = а1 - а2 = l sin - -[l sin(+) - l sin]  l sin (1 -cos).

Рычаги сложной формы применяют обычно при передаточном отношении k > 1. Длины плеч (рис. 25,а) будут зависеть от параллельности плоскостей АА и ММ между собой и размера l3 относительно оси вращения рычага. Если плоскость ММ не параллельна плоскости АА, то плечи рычага не будут одинаковые: правое плечо (рис. 25,б) имеет длину l2, а левое - l2. И, как следствие в рычагах будет иметь место погрешность р1, которая влияет на передаточный коэффициент k.

Передаточное отношение k, согласно схеме на рис. 2.69, в, равно



Поскольку l2 =l2 (равноплечий рычаг), cos = 1 и

С
плошными линиями на рис. 25,в показано горизонтальное положение подобного рычага, но с различными длинами плеч l2l2 Передаточное отношение такого рычага где 1=1+ - угол, образованный из-за различной длины плеч рычага.

Угол  получается вследствие поворота плоскости 00, когда концы рычага не занимают горизонтальное положение. Тогда



где l2=l2 cos(+)/[cos(-)].

Если у данного рычага имеется еще и погрешность изготовления плеч l3; то угол  будет еще больше.

^ Погрешность вследствие зазора между отверстием и осью рычагар2. Даже если зазор S между осью и отверстием минимален, он будет оказывать серьезное влияние на точность измерения. Согласно схемам, представленным на рис. 26, имеем




где k = l2/l1.

Из данного выражения следует, что зазор оказывает влияние на точность измерения даже при k = 1. Это влияние будет еще большим при k > 1.

^ Погрешность из-за непропорциональности между линейными перемещениями измерительного стержня и угловым перемещением рычагар3. Как правило в передачах одно плечо рычага перемещает измерительный стержень индикатора, совершающий поступательное движение, в то время как само плечо поворачивается на угол . В этом случае возникает погрешность в передаточном отношении, которая зависит от непропорциональности линейного и углового перемещений. Линейное смещение щупа индикатора равно а = ltg (рис. 27, а). Чтобы выявить погрешность в передаточном отношении рычажных передач, разложим tg а в ряд Тейлора:



г
де угол в радианах.
Так как значительно меньше единицы, то, пренебрегая величинами пятого порядка и выше, получим



Тогда



откуда

.
Погрешность из-за смещения точки контакта сферического наконечника при повороте плоского рычаге р4. Рабочие концы плеч рычагов имеют точечный контакт со стержнем индикатора или с контролируемой поверхностью (рис. 27, б). Радиус r = 2...3мм. В этом случае неизбежно появление погрешности р4 от смещения точки контакта, так как в ходе поворота рычага точка контакта перемещается по сфере радиусом r. При повороте рычага на угол контакт плеч будет различным на двух его концах. В этих условиях появляется дополнительная погрешность, значение которой зависит от расстояние а1 и а2. Для равноплечего рычага (l1 = l12).



где



^ Погрешность прямой передачир5. Очень часто в прямых передачах используют промежуточный стержень (рис. 28, а), который играет роль буфера между измерительным прибором и контролируемой деталью и защищает прибор от возможных толчков и ударов.

П
ричиной появления погрешности прямой передачи является зазор между стержнем и отверстием S = D1 - D, а также смещение оси измерительного щупа относительно оси этого стержня на величину . При перемещении стержня по направлению оси 0101 на расстояние АВ (рис. 28, б), щуп индикатора пройдет путь, равный АС.

Тогда



где =arctg(S/H); S=D1-D.

Как правило, ABа, где а - измеряемая погрешность.

В ходе установки индикатора всегда имеется смещение оси его щупа относительно оси промежуточного стержня на величину  и поворот этого стержня на угол  в направляющей втулке (рис. 28, в), т.е.

p5= tg=(0,2...0,3)tg.

Окончательно имеем



Общую погрешность передаточных устройств после расчета всех ее составляющих определяем по формуле



Для определения погрешности изготовления эталона можно воспользоваться данными, приведенными в [7]. Определение кинематической погрешности измерительного прибора подробно изложено в справочной литературе.
1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы по предмету «организация производства»
Методические указания к выполнению контрольной работы по предмету «Организация производства» для студентов фпо и зо спец. 070106...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconРабочая программа и методические указания к выполнению контрольной работы по курсу “
Рабочая программа и методические указания к выполнению контрольной работы по курсу “Тепловые процессы в технологических системах”...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине...
Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Локальные информационные сети» для студентов специальности 090803...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические рекомендации к выполнению контрольной работы и задание по курсу «Прогнозирование»
Методические указания к выполнению контрольной работы и задания по курсу „Прогнозирование” (для студентов 3, 4 курсов заочной формы...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине...
Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Основы программирования и алгоритмические языки» для студентов...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы по курсу «Теория...
Методические указания к выполнению контрольной работы по курсу «Теория вероятностей и математическая статистика» для студентов экономических...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы (ргр) по дисциплине...
Методические указания к выполнению контрольной работы (ргр) по дисциплине «Объектно-ориентированное программирование» (для студентов...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы для студентов...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к изучению курса «Финансы предприятий» ивыполнению курсового проекта
Методические указания к изучению курса «Финансы предприятий» и выполнению курсового проекта (для студентов 4, 5 курсов специальностей...

Конспект лекций и методические указания к выполнению контрольной работы к изучению курса iconМетодические указания к выполнению контрольной работы Общие положения
Выполнение контрольной работы является составной частью учебного процесса, активной формой самостоятельной работы студентов

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<