POMIAR KÓŁ ZĘBATYCH WALCOWYCH cz. 1.

Transkrypt

1 I. Cel ćwiczenia: POMIAR KÓŁ ZĘBATYCH WALCOWYCH cz Zidentyfikować koło zębate przeznaczone do pomiaru i określić jego podstawowe parametry 2. Dokonać pomiaru grubości zęba suwmiarką modułową lub optycznym mikrometrem modułowym 3. Dokonać pomiaru grubości metodą przez n zębów mikrometrem talerzykowym II. Wyposażenie: 1. Przedmioty mierzone: koła zębate o zębach prostych. 2. Przyrządy pomiarowe: suwmiarka uniwersalna, suwmiarka modułowa, mikrometr talerzykowy, uchwyt do mikrometru, przyrząd czujnikowy, płyta pomiarowa. Rys.1.Koło zębate walcowe. III. Wiadomości uzupełniające: 1. Wstęp. Koła zębate stanowią obszerną dziedzinę, której zagadnienia nie mogą być wyczerpane w ramach jednego ćwiczenia. Dlatego podano tutaj tylko najprostsze pojęcia umożliwiające sprawdzanie kół zębatych walcowych o zębach prostych, niekorygowanych. Dodatkową trudność stanowi fakt, że wraz ze zmianą norm dotyczących kół zębatych zmieniono wszystkie oznaczenia i wiele nazw, co spowodowało, że cała bogata literatura z tej dziedziny wydana wcześniej jest nieaktualna. Niektóre pozycje podaje się jednak, ponieważ stanowią materiał porównawczy. Na rys.1 pokazano fragment koła zębatego i oznaczono poszczególne jego elementy. Do identyfikacji i pomiarów niezbędna jest znajomość podstawowych związków między niektórymi elementami koła zębatego. 1

2 Rys.2. Podstawowe elementy i parametry koła zębatego walcowego o zębacz prostych. Parametry koła zębatego: z liczba zębów m moduł bez określenia odnosi się do podziałki obwodowej parametr charakteryzujący wielkość zębów koła zębatego. Moduły kół współpracujących muszą być takie same. Moduł zęba jest wielkością znormalizowaną przez Polską Normę PN/M (Tablica 1) d średnica podziałowa, średnica okręgu na którym szerokość wrębu jest równa grubości zęba d a średnica wierzchołkowa, średnica okręgu przechodzącego przez wierzchołki zębów d f średnica stóp, średnica okręgu przechodzącego przez dna wrębów d b średnica koła zasadniczego, czyli wyobrażalnego koła z którego rozwijane są zarysy ewolwentowe boków zębów p (p t ) podziałka obwodowa, odległość jednoimiennych boków zębów mierzona na łuku koła podziałowego (nominalna) p b - podziałka zasadnicza podziałka mierzona wzdłuż łuku koła zasadniczego s - szerokość zęba h wysokość zęba, suma wysokości głowy i stopy zęba h a wysokość głowy zęba h f wysokość stopy zęba nominalny kąt zarysu ( = 20º jest kątem znormalizowanym) Tablica 4. y współczynnik wysokości zęba wysokość głowy zęba wyrażona w krotności modułu y = 1 zęby normalne stosowane w większości przekładni zębatych y < 1 zęby niskie stosuje się w przekładniach zębatych stożkowych o zębach łukowych, w których koło małe ma niewielką liczbę zębów (od 5 do 10), w przekładniach ślimakowych, w sprzęgłach zębatych, w ewolwentowych połączeniach wielowypustowych y > 1 zęby wysokie stosowane w pompach zębatych. x współczynnik korekcji przesunięcie zarysu odniesienia przy wykonywaniu koła zębatego wyrażone w krotności modułu x = 0 koło niekorygowane x > 0 odsunięcie zarysu odniesienia np. dla uniknięcia podcinania zębów x < 0 dosunięcie zarysu odniesienia c luz wierzchołkowy - zwykle 0,2 modułu k współczynnik luzu wierzchołkowego. 2

3 IV. Przebieg ćwiczenia: 1. Ustalić ilość zębów z. 2. Zmierzyć pięciokrotnie suwmiarką średnice d a i d f każdego z kół. Do dalszych obliczeń przyjąć wartość średnią. W przypadku kół o parzystej liczbie zębów średnice okręgów wierzchołków i stóp zębów mierzy się bezpośrednio, tak jak to przedstawiono na (Rys.3a). Przy nieparzystej liczbie zębów średnice okręgów wyznacza się pośrednio (Rys.3b). Mierzy się średnicę otworu osadczego d o oraz odległości a(l) i b(l 1 ), a odpowiednie średnice wylicza się ze wzorów: d a = do + 2a [mm] d f = do + 2b [mm] Rys.3. Pomiar średnicy okręgu wierzchołków i średnicy okręgu stóp w kole zębatym: a-o parzystej, b -o nieparzystej liczbie zębów. 3. Korzystając z następujących wzorów obliczyć moduł m każdego z kół. Moduł koła zębatego walcowego, o zębach prostych niekorygowanych można obliczyć z zależności: m = da z + 2 Moduł koła korygowanego można obliczyć z zależności: da = m(z + 2 y + 2 x) df = m(z - 2y - 2k'+ 2x) Uwaga! Jeżeli prowadzący ćwiczenia nie poda inaczej przyjąć: y = 1, k = 0, Otrzymaną wartość zaokrąglić do znormalizowanego modułu wg. Tablicy 1. Szeregi modułów [mm] , ,35 1, , , ,22 0, Moduły szeregu pierwszego są uprzywilejowane. Dopuszcza się stosowanie modułów 3,25 oraz 3,75 w przemyśle samochodowym oraz modułu 6,5 w przemyśle ciągnikowym. Tablica 1. Wartości znormalizowanych modułów. 3

4 5. Obliczyć wielkości d korzystając ze wzoru: d = zm [mm] 6. Dla wyznaczonych parametrów kół zębatych obliczyć wartości wysokości pomiarowych h i h a. h = da df [mm] ; ha = da d [mm] Obliczyć rzeczywistą wartość współczynnika x i y. x = ha h 0,25m y ; y = m 2m 8. Wyznaczyć liczbę zębów k. W razie otrzymania liczby niecałkowitej wynik zaokrąglić w górę. Liczbę zębów k objętą pomiarem oblicza się ze wzoru: k = z α 2x + 0, 5 tg α 180 π dla = 20 otrzymujemy: k = z + 0, 5 0, 463x 9 Tablica 2. Doboru liczby zębów k do pomiaru wielkości W k koła zębatego walcowego, o zębach prostych niekorygowanych (x=0, y=1). 9. Za pomocą mikrometru talerzykowego (Rys.4.), stosując zasadę pomiaru przez k oraz k+1 zębów, określ następujące wielkości: podziałkę zasadniczą pb: p b =W k+1 -W k nominalny kąt zarysu zęba (przyporu) - cos α = p b π m Rys.4. Zasada pomiaru metodą przez k oraz k+1 zębów. 4

5 10. Na wysokości równej h a zmierzyć suwmiarką modułową wartość rzeczywistą s r co trzeciego zęba każdego z kół. Sposób wykonania pomiaru przedstawia Rys.5. Rys.5. Sposób wykonania pomiaru suwmiarką modułową Pomiar grubości zęba suwmiarką modułową wykonuje się dla zębów o wszystkich zarysach, szczególnie jest on używany przy zębach o większych modułach. Przy pomiarze tym, suwak pionowy 1 (wysuwka) ustawia się na obliczoną wartość wysokości pomiarowej h a, po czym opiera się jego powierzchnię mierniczą o wierzchołek zęba i styka się szczęki 2 i 3 z powierzchniami boków mierzonego zęba a potem odczytuje się wskazanie. Wysokość pomiarową h a można obliczyć ze wzoru: Gdzie - φ=90 o /z ha = ha + zm 2 (1 cosφ); a pomiarową grubość zęba ze wzoru: s r = z m sin φ Zmierzoną grubość zęba należy porównać z wartością obliczoną i ocenić poprawność wykonania zębów. Dla celów praktycznych wysokość pomiarową h a oraz grubość zęba s r przyjmuje się z Tablicy 3. 5

6 Tablica 3. Nominalna wysokość i grubość pomiarowa zęba zerowego dla m=1 Dla m 1 należy wartość h a' i S r' pomnożyć przez ten moduł. Grubość zęba oraz odchyłki jej równomierności można mierzyć również, mikrometrem talerzykowym lub wałkami pomiarowymi włożonymi w przeciwległe wręby i mikrometrem zewnętrznym (patrz pomiar kół cz. 2). Wzory tabel pomiarów do sprawozdania. Tabela nr 1 parametr Wielkości zmierzone Kolejne pomiary Wynik średni Wielkości obliczone parametr wynik Tabela nr 2 Nr zęba s r s r (średnie) 6

7 Tablica 4. Znormalizowane wartości nominalne kąta przyporu. Tablica 5. LITERATURA Koła zębate - Jan Malinowski Pasowania i pomiary - Kazimierz Ochęduszko 7