Накопленная погрешность шага

 

является результатом того, что ошибка в шаге редко бывает местной. Обычно она является прогрессивной, возрастающей пропорционально числу полных шагов на длине свинчивания (ΔPn). Происходит накопленная погрешность шага:

- из-за копирования ошибок шага метчика или плашки;

- из-за погрешностей кинематики станка при нарезании резьбы резцом с помощью коробки подач станка;

- из-за износа ходового винта и его температурных и силовых деформаций;

- неоднородности материала заготовки и других причин.

 

8 Предельные контуры резьбы.

Рисунок 2 — Профиль и предельные контуры метрической резьбы с зазором

 

Предельные контуры резьбы определяются:

а) номинальным профилем;

б) основным отклонением для гайки H, G, F, E и для болта h, g, f, e, d;

в) классом точности;

г) степенью точности.

Для обеспечения свинчиваемости метрической резьбы с зазором предельные профили действительных контуров болта и гайки не должны выходить за пределы теоретического профиля по всей длине свинчивания и быть в пределах полей допусков.

9Диаметральная компенсация отклонений шага и угла наклона боковых сторон профиля.

При анализе погрешностей угла профиля резьбы измеряют угол правой или левой его половины, которая должна быть равна 30º. Это позволяет определить перекос резьбы и отклонение угла α от номинального значения в 60º.

Если ошибок в наклоне боковых сторон профиля нет, а есть только ошибка в шаге, то при равенстве средних диаметров болта и гайки свинчивания не будет, пока средний диаметр болта не уменьшим на величину диаметральной компенсации погрешности шага.

Диаметральная компенсация, выполненная в пределах допусков на диаметры, отклонений шага и угла наклона профиля позволяет во многих случаях обеспечить свинчиваемость.

Отклонение среднего диаметра с шаговой и угловой компенсациями не должно превышать допуска среднего диаметра.

10Приведенный средний диаметр резьбы.

Приведенный средний диаметр резьбы — это действительное значение среднего диаметра резьбы, увеличенное для наружной или уменьшенное для внутренней резьбы на суммарную диаметральную компенсацию отклонений шага, угла наклона боковой стороны профиля и других отклонений.

11 Методы нормирования отклонений шага и угла наклона боковой стороны профиля.

В зависимости от характера функционирования различают неподвижные (крепежные) и подвижные (кинематические) резьбовые соединения. В крепежных соединениях можно использовать все виды посадок — с натягом, переходные и с зазором, а подвижные резьбовые соединения образуются применением посадок с зазором. Характер резьбовых посадок с зазором, с натягом и переходных нормируется стандартами:

- ГОСТ 16093-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором»;

- ГОСТ 4608-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Посадки с натягом»;

- ГОСТ 24834-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Переходные посадки».

Допуски среднего диаметра метрической резьбы с зазором являются суммарными и включают погрешности шага и угла наклона боковой стороны профиля.

У метрических резьб с натягом допуски среднего диаметра резьбы деталей, сортируемых на группы, не включают диаметральных компенсаций отклонений шага и угла наклона боковой стороны профиля, а если детали на группы не сортируются, то включают. Предельные отклонения шага и угла наклона боковой стороны профиля нормируются отдельно в зависимости от шага резьбы (от 0,8 до 3 мм).

У резьб с переходными посадками предельные отклонения шага и угла наклона боковой стороны профиля также нормируются в зависимости от шага резьбы, и их численные значения равны значения соответствующих шагов для резьб с натягом, но предусмотрены еще шаги 3,5; 4 4,5 мм

 

12 Резьбовые сопряжения с зазором. Резьбовые сопряжения с натягом, особенности сборки.

Внутренние и наружные резьбы общего назначения и большинство специальных резьб соединяются по боковым сторонам профиля.

Наиболее применима посадка с небольшим гарантированным зазором. Посадки с натягом распространяются на метрические резьбы диаметром 5…45 мм и шагом 0,8…3 мм. Натяги создаются по среднему диаметру. Посадки с натягом предусмотрены только для системы отверстия.

Для соединения с натягами установлены четыре посадки. Для посадок с натягом установлены весьма малые допуски по среднему диаметру.

Все резьбовые соединения с натягом при сборке контролируются на соответствие момента затяжки. Особенности сборки резьбовых соединений с натягом заключаются в том, что вворачиваемая деталь (шпилька) имеет резьбу с двух сторон и для заворачивания шпилек применяют специальные ключи типа «газовых» или обгонных муфт, шпильковерты или две гайки. Шпильку надо завинчивать в корпус настолько туго, чтобы исключить ее проворачивание при затяжке в процессе сборки и эксплуатации или при отвинчивании гайки для ремонта и осмотра механизма.

 

13Методики контроля резьбовых поверхностей.

Резьбовые поверхности контролируют с помощью резьбовых калибров – резьбовыми пробками, кольцами и скобами. Поэлементные измерения производятся для ответственных резьб, когда допуски даны на каждый параметр резьбы.

Средний диаметр наружной резьбы чаще измеряют методом трех, двух или одной проволочки. Меньшую точность дает измерение среднего диаметра болта с использованием резьбового микрометра и резьбовых вставок или индикаторного прибора. Средний диаметр болта точно можно измерить на универсальном инструментальном микроскопе или на проекторе. Индикаторными приборами измеряют средний диаметр, угол профиля после настройки по образцовой детали. Наружный диаметр болтов и внутренний гаек измеряют универсальными СИ.

Шаг резьбы болта можно определить с помощью универсального или инструментального микроскопа. Шаг винтов большой длины (свыше 2 000 мм) проверяют измерительными машинами МИВ-2, ИЗМ-10, ИЗМ-11 и др. Средний диаметр больших гаек измеряют индикаторным прибором типа нутромера, горизонтальным оптиметром.

Шаг и угол профиля внутренней резьбы можно определить с помощью слепков и отливок, полученных с измеряемой резьбы. Слепки делают из медицинского гипса, серы и сплава Вуда. Угол профиля резьбы болта измеряют на универсальном и инструментальном микроскопах.

Правила контроля резьбы калибрами допускают свинчивание непроходного калибра с годной контролируемой резьбой до двух оборотов. Проходные калибры должны свинчиваться с деталью на всю длину.

14 Резьбовые калибры.

Резьбовые калибры используются при комплексном контроле соблюдения предельных контуров сопрягаемых резьб на длине свинчивания. При этом одновременно проверяют средний диаметр, шаг, половину угла профиля, внутренний и наружный диаметры резьбы путем сопоставления действительного контура резьбовой детали с предельными, которые представляет резьбовой калибр. Непроходной калибр контролирует средний диаметр.

15Форма профиля резьбовых калибров.

В соответствии с принципом Тейлора резьбовые проходные калибры представляют собой прототип сопрягаемого изделия и имеют полный профиль и нормальную длину свинчивания, а непроходные резьбовые калибры — укороченный профиль и неполное число витков.

 

1Классификация зубчатых передач и предъявляемые к ним точностные требования.

По эксплуатационному назначению можно выделить четыре группы зубчатых передач:

- отсчетные или кинематические;

- скоростные;

- силовые;

- общего назначения.

К отсчетным относят зубчатые передачи измерительных приборов, делительных механизмов станков и делительных машин. Эти передачи имеют малый модуль, скорость и нагрузку. Основные требования к ним: точная согласованность углов поворота обоих колес — кинематическая точность. Кинематическая погрешность проявляется в том, что текущему значению угла поворота ведущего колеса отвечает угол поворота ведомого колеса, не соответствующий расчетному.

К скоростным зубчатым передачам относят передачи с окружной скоростью до 120 м/с при довольно большой мощности (до 40 МВт). Основной показатель таких передач — плавность работы, т. е. отсутствие циклических погрешностей, многократно повторяющихся за оборот колеса, за счет уменьшения погрешностей формы и взаимного расположения зубьев. Величина модуля у таких зубчатых передач средняя.

К силовым относят зубчатые передачи редукторов силовых установок судов, автомобильные коробки передач, коробки скоростей станков, шестеренных клетей прокатных станов, подъемно-транспортных механизмов, передающих большие крутящие моменты при малых скоростях. Основное требование — максимальное пятно контакта. Модуль, как правило, большой.

К передачам общего назначения повышенных требований не предъявляют.

 

2 Стандартизация элементов зубчатых зацеплений.

Зубчатые передачи сложны в изготовлении, издают при работе повышенный шум и требуют точного монтажа. Передачи делят на цилиндрические, конические, винтовые, гипоидные, червячные и спироидные .

Установлено 12 степеней точности зубчатых колес и передач. Самая точная — 1, самая грубая — 12. Используются с 3 по 11: 3—5 — измерительные колеса; 6—9 — редукторы общего назначения; 3—8 — металлорежущие станки; 6—10 — прокатные станы; 8—11 — сельхозмашины.

В каждой степени точности нормируются 3 нормы точности: кинематическая точность, плавности работы, контактная точность.

Нормы кинематической точности определяют допустимую величину погрешности угла поворота колеса за один оборот колеса. Нормы плавности работы ограничивают погрешность угла поворота колеса при повороте на один зуб. Нормы контакта ограничивают неполноту контакта сопряжения зубьев.

В каждой норме точности установлены комплексные и дифференцированные показатели.

 

3 Погрешности зубчатых колес и передач.

Погрешности у зубчатых колес возникают при нарезании и вызваны нарушениями в настройке зубообрабатывающего оборудования и дефектами инструмента:

- радиальными неточностями;

- осевыми;

- тангенциальными;

- погрешностями производящей поверхности инструмента.

Радиальные, тангенциальные и осевые нарушения в настройке оборудования приводят к изменению гарантированного бокового зазора между неработающими поверхностями зубьев зубчатой передачи, нужного для размещения смазки и компенсации увеличения объема зубьев при их нагревании.

 

4Влияние погрешностей на работоспособность и надежность передачи.

Погрешности зубчатых колес сказываются на функциональных возможностях зубчатых передач. Радиальные неточности, нарушают плавность работы передачии приводят к возникновению недопустимых угловых ускорений на протяжении одного оборота колеса. Они недопустимы в скоростных передачах

Осевые погрешности, снижающие полноту контакта зубьев, опасны в силовых передачах грузоподъемных механизмов и других устройств. При неполном контакте зубьев возникают чрезмерные удельные давления в точках контакта и это может привести к выкрашиванию зуба, что грозит поломкой передачи, которая должна работать не менее 5—10 тыс. часов.

Тангенциальные погрешности приводят к нарушению угловой точности вращения ведомого зубчатого колеса и недопустимы в цепях обката зубонарезных станков, делительных цепях различного металлорежущего и технологического оборудования, в счетных устройствах и т. п.

Погрешности производящей поверхности инструмента вызывают все перечисленные нарушения и нежелательны в любых случаях.

 

5 Нормы точности зубчатых колес и передач.

Кроме уже названных причин, нарушения в работе зубчатых передач возникают из-за неравномерности нагрева зубчатых колес и корпуса, неточностей монтажа передачи, отсутствия смазки.

Все названные погрешности прямозубых, косозубых и шевронных зубчатых колес диаметром до 6 300 мм, модулем от 1 до 55 мм, шириной зубчатого венца или полушеврона до 1 250 мм с ограничиваются при изготовлении и эксплуатации четырьмя группами норм точности,которые регламентированы ГОСТ 1643-81:

- нормы кинематической точности;

- нормы плавности работы;

- нормы контакта;

- нормы бокового зазора.

 

6 Нормы кинематической точности, плавности работы, контакта зубьев, нормы бокового зазора и межосевого расстояния.

Кинематическая точность рассматривается для колеса и передачи. Кинематическая точность передачи обеспечивает минимальную разность между действительным и номинальным углами поворота ведомого зубчатогоколеса. Для колеса кинематическая точность выразится в той же разности, но уже в зацеплении с измерительным колесом. Исследуемое колесо считается ведомым. Показатель кинематической точности передачи более важен, чем показатель кинематической точности колеса.

Показатели кинематической точности устанавливаются по ГОСТ 1643 в зависимости от степени точности колесаи делятся на показатели и комплексы. Для выбранного показателя в зависимости от модуля колеса и его делительного диаметра определяют допуски и предельные отклонения.

Кинематическая точность колеса может быть повышена за счет снижения радиального биения и точной установки заготовки.

Плавность работы зубчатого колеса и передачи характеризуется местной кинематической погрешностью. Если нормы плавности у зубчатых колес соответствуют требованиям НД, то передачу не контролируют. И наоборот — при хорошей работе передачи зубчатые колеса можно не проверять.

Для повышения плавности работы рекомендуется проводить шевингование и притирку зубчатых колес. Повышает плавность работы передачи фланкирования зубьев.

Нормы контакта зубьев устанавливаются в зависимости от граничных значений номинального коэффициента осевого перекрытия, степени точности колеса, модуля и числа зубьев.

Размеры пятна контакта зависят от погрешностей направления зуба, отклонения от параллельности осей и их перекоса. Контакт значительно улучшается после обкатки и притирки пары зубчатых колес.

Большинство норм кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев зубчатого колеса по правым и левым профилям допускается назначать из разных степеней точности.

Нормы бокового зазора и межосевого расстояния. Для устранения воз­можного заклинивания при нагреве передачи, обеспечения протекания смазочного материала и ограничения мертвого хода при реверсировании передач они должны иметь боковой зазор j_n между нерабочими профилями зубьев сопряженных колес. Этот зазор нужен для ком­пенсации погрешностей изготовления и монтажа передачи и для устранения удара по нерабочим профилям вследствие динамиче­ских явлений. Такая передача является однопрофильной.

Боковой зазор определяют смещением исходного контура зубьев, межцентровым расстоянием и делительной окружной толщиной зуба в сечении, перпендикулярном к направ­лению зубьев, в плоскости, касательной к основным цилиндрам.

Установлен гаранти­рованный боковой зазор j_{n min}, не зависящий от степени точности колес и передачи.

Погрешности изготовления и монтажа колес учитывают при определении наибольшего бокового зазора. Разность между наиболь­шим и гарантированным зазорами должна быть достаточной для компенсации погрешностей изготовления и монтажа колес.

Точность зубчатых колес проверяют комбинируя разные варианты показателей.

 

7Степени точности, виды сопряжений и допусков бокового зазора, классы точности межосевого расстояния.

Точность изготовления зубчатых колес и передач задается степенью точности, а требования к боковому зазору — видом сопряжения и видом допуска.

Независимо от степеней точности устанавливают шесть видов сопряжений зубчатых колес в передаче A, B, C, D, E и Н, которые определяют гарантированные боковые зазоры j_{n min,} и восемь типов допуска Т_jn на точность бокового зазора x, y, z, a, b, c, d и h. В сопряжениях вида Н норма на зазор j_{n min} равна нулю, а в остальных видах ее величина возрастает от Е до А. Видам сопряжений Н и Е соответствует вид допуска на боковой зазор h, а видам сопряжений D, C, B и А — виды допуска d, c, b и a. Соответствие между видом сопряжения и видом допуска разрешается изменять, используя при этом более грубые виды допусков.

Гарантированный боковой зазор в каждом виде сопряжений обеспечивается при соблюдении соответствующих классов отклонений межосевого расстояния, которых предусмотрено шесть (с I по VI). Сопряжениям Н и Е соответствует II класс, сопряжениям D, C, B и А — классы III, IV, V и VI соответственно. Допускается изменять соответствие между видом сопряжения и классом отклонений межосевого расстояния.

8Показатели точности зубчатых колес и передач по нормам кинематической точности, плавности, контакта зубьев, по нормам бокового зазора и межосевого расстояния.

Выбор контролируемых параметров зубчатых колес зависит от требуемой точности, размера, особенностей производства и других факторов. Предпочтение следует отдавать комплексным показателям и суммарному пятну контакта. При комплексном контроле точность колес и передач оценивают по суммарному проявлению отклонений отдельных параметров. Нормы точности включают в себя следующие параметры:

- нормы кинематической точности. Эти нормы проявляются через наибольшую кинематическую погрешность зубчатого колеса F'_ir, накопленную погрешность шага зубчатого колеса F_Pr, накопленную погрешность k шагов F_Pkr, погрешность обката F_cr, радиальное биение зубчатого венца F_rr, колебание длины общей нормали F_vWr, колебание измерительного межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса F''_ir , наибольшую кинематическую погрешность передачи F'_ior;

- нормы плавности работы. Это циклическая погрешность передачи f_zkor, циклическая погрешность зубцовой частоты в передаче f_zzor, циклическая погрешность зубчатого колеса f_zkr, циклическая погрешность зубцовой частоты зубчатого колеса f_zzr, местная кинематическая погрешность передачи f'_ior, местная кинематическая погрешность зубчатого колеса f'_ir, отклонение шага f_Ptr, разность шагов f_vPtr, отклонения шага зацепления f_Pbr, погрешность профиля зуба f_fr;

- нормы контакта зубьев. Это погрешность направления зуба F_βr, суммарная погрешность контактной линии F_kr, отклонение осевых шагов по нормали F_Pxnr, отклонения шага зацепления f_Pbr, отклонение от параллельности осей f _xr, перекос осей f _yr, суммарное пятно контакта, мгновенное пятно контакта;

- нормы бокового зазора. Это гарантированный боковой зазор j_{n min}, наименьшее дополнительное смещение исходного контура E_Hs, или наименьшее отклонение средней длины общей нормали E_Wms, или наименьшее отклонение длины общей нормали E_Ws, или наименьшее отклонение толщины зуба E_cs, или предельное отклонение измерительного межосевого расстояния E_a״s, отклонение межосевого расстояния f_ar, допуск на дополнительное смещение исходного контура Т_Н, или допуск на среднюю длину общей нормали T_Wm, или допуск на длину общей нормали T_W, или допуск на толщину зуба Т_с, предельное отклонение измерительного межосевого расстояния E_a״i.

Предусмотрено шесть видов сопряжений, определяющих различные значения j_{n min}. Сопряжения А, В, С, D, Е, Н применяют соответственно для степеней точности по нормам плавно­сти работы: 3—12; 3—11; 3—9; 3—8; 3—7; 3—7. Для сопряжения вида Hj_{n min} = 0.

Установлено шесть классов отклонений межосевого расстояния, обозначаемых в порядке убывания точности римскими цифрами от I до VI. Гарантированный боковой зазор в каждом сопряжении обес­печивается при соблюдении предусмотренных классов отклонений межосевого расстояния (для сопряжений Н и Е — II класса, для сопряжений D, С, В и А — классов III, IV, V и VI соответственно).

На боковой зазор установлен допуск T_jn, определяемый разно­стью между наибольшим и наименьшим зазорами. Установлено восемь видов допуска.

 

9Комплексные и дифференциальные показатели, предельные отклонения и допуски.

Комплексными показателями называют показатели, характеризующие точность зубчатого колеса или зубчатой передачи по двум параметрам. Дифференцированные показатели определяют точность только одного параметра зубчатого колеса или зубчатой передачи.

Предельные отклонения зубчатых колес и передач — это отклонение действительного закона относительного движения колес реальной передачи от закона движения в идеальной передаче:

Наибольшие погрешности зубчатых колес и зубчатых передач ограничены допусками. Допуски установлены не для всех показателей точности.

10 Контрольные комплексы и показатели.

В ГОСТ 1643-81 приведено по всем нормам больше трех десятков показателей точности зубчатых колес. Если приняты два показателя, то они и называются комплексом. При нормировании для каждой нормы точности из таблицы надо выбрать один показатель или один комплекс для колеса или передачи.