Научная статья на тему 'Измерение толщины витков Червяков предельными листовыми калибрами'

Измерение толщины витков Червяков предельными листовыми калибрами Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
924
98
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЧЕРВЯК / КАЛИБР ЛИСТОВОЙ ПРЕДЕЛЬНЫЙ / ИЗМЕРЕНИЕ / УГОЛ ПОДЪЕМА

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Кузнецов Е. Ю., Ямников А. С.

Рассмотрены особенности контроля рабочих поверхностей червяков грубых степеней точности предельными листовыми калибрами. Показано, что толщина калибра и угол подъема витка пропорционально влияет на направление измерения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Кузнецов Е. Ю., Ямников А. С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Измерение толщины витков Червяков предельными листовыми калибрами»

УДК 531.729.7

Е.Ю. Кузнецов, асп., (4872) 47-54-73 ke2007@mail.ru (Россия, Тула, ТулГУ),

А.С. Ямников, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, (4872) 33-23-10, tms@tsu.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ)

ИЗМЕРЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ВИТКОВ ЧЕРВЯКОВ ПРЕДЕЛЬНЫМИ ЛИСТОВЫМИ КАЛИБРАМИ

Рассмотрены особенности контроля рабочих поверхностей червяков грубых степеней точности предельными листовыми калибрами. Показано, что толщина калибра и угол подъема витка пропорционально влияет на направление измерения.

Ключевые слова: червяк, калибр листовой предельный, измерение, угол подъема.

Для измерения профиля чер вяко в гр убых степеней точности (9-12 по [1]) достаточно пользоваться профильными калибрами. Проверка годности изделия профильным калибром, в большинстве случаев, основана на принципе «световой щели». Процесс проверки сводится к тому, что измерительный профиль калибра прикладывается к профилю измеряемой детали. В лучшем случае по всему совмещенному профилю изделия и калибра не должно быть просвечивания, либо равномерное просвечивание синего оттенка по всему профилю. При наличии в совмещенном профиле просветов о годности изделия судят по величине световой щели.

Оценка годности изделия «на глаз» делает профильный калибр менее совершенным инструментом, чем предельные. Так, в соответствии с источниками [2; 3; 4] годность изделия «на просвет» определяют, если наименьшее допускаемое отклонение профиля составляеА=±20 мкм, что соизмеримо с допуском на толщину витка червяка модулем 6 мм и 9-й степени точности по [1].

Для повышения достоверности измерений и исключения «человеческого фактора» достаточно наделить профильный калибр признаками предельного и выделить лимитирующую величину для измерений. Так, например, при контроле калибром, изображенном на рис. 1, а, при помещении его проходной стороны (ПР) во впадину он не только дает представление о правильности профиля в целом, угле профиля и глубине витка, но и контролирует верхний предел делительной толщины витка (верхний, т.к. контроль толщины витка является пересчетным от ширины впадины). При этом калибр должен опираться своими плечиками на цилиндр вершин витков червяка. Тут необходимо отметить, что диаметр цилиндра вершин, который в общем случае является «свободным» размером и не требует высокой точности исполнения, в данном случае является измерительной базой. Т.е. должен быть выполнен по более жесткому квали-тету, поскольку его допуск должен быть учтен при расчете калибра.

17

По аналогии, непроходная сторона (НЕ) не должна полностью «входить» во - впадину т.е. должен оставаться зазор (см. рис. 1) между плечиками калибра и диаметром цилиндра вершин витков червяка ёа [5].

б

/

эн

в

Рис. 1. Схемы измерения параметров витка калибрами различных конструкций: а - ширины впадины; б, в - толщины витка

В данном случае шаблон контролирует ширину впадины на определенном расстоянии от диаметра вершин витков червяка (в номинальном случае на диаметре делительной окружности ё [5]), что в комплексе с данными о шаге витка, его ходе и собственно диаметре вершин позволит дать заключение о годности червяка.

Одним из факторов, определяющих достоверность контроля вышеописанным методом, является правильная взаимная ориентация калибра и червяка. Т. к. контроль должен проходить в плоскости с прямолинейным профилем, а малейший перекос калибра может привести к ошибке измерений то для однозначного расположения калибра в «правильной» плоскости необходимо использовать ориентирующее приспособление. Одна из конструкций такого приспособления представлена на рис. 2.

Изображенный на рис. 2 червяк - архимедов (7Л [5]), поэтому представленное приспособление ориентирует калибр в осевой плоскости.

При расчете калибра необходимо учитывать угол подъема линии витка у, влияние которого легко понять, если рассечь червяк, с помеще н-ным во впадину калибром, плоскостью касательной к делительному диаметру й как это показано на рис. 3,а. Для наглядности увеличиму и пре д-ставим вышесказанно ев виде схемы (рис. 3,б). На схеме показано, что червяк «отсекает» у калибра (симметрично расположенного относительно осевой плоскости червяка и имеющего ширину равную делительной ширине впадины (Р-Б]), а толщину, равную Ь два равных треугольника (на рис. 3,б закрашены черным). Путем несложных расчетов вычислим номинальную ширину калибра с учетом компенсации угла подъема по формуле: с = Ь tg у, где с - величина компенсации делительной ширины, мм; калибра

Ь - толщина калибра, мм; у-делительный угол подъема линии витка червяка, град.

Рис. 2. Приспособление для взаимной ориентации калибра и червяка

а) б)

Рис. 3. Влияние угла подъема витка на ширину калибра: а - чертеж; б - схема

Дальнейший расчет может быть проведен по стандартной схеме расчета калибра - пробки и, следовательно, не представляет интереса.

Оптимальная с технологической и эксплуатационной точки зрения толщина рабочей части калибра составляет 0,4-0,6 мм. Изготовление калибров меньшей толщины ведет к их значительному удорожанию ввиду сложности шлифовальных работ, и проблемам при эксплуатации, связанным с деформациями калибра. Изготовление калибров большей толщины увеличивает погрешность измерения из-за неравномерного износа, т. к. контакт при измерении происходит по линии (см. рис. 3).

Необходимо отметить тот факт, что резьбовой калибр по ТУ2-034-228-87, изготавливаемый массово на специализированных заводах, имеет толщину 0,5 мм.

На практике, для получения жестких конструкций калибров с узкой рабочей частью накладывают фаски как показано на рис. 4.

Также при расчете калибра необходимо помнить, что угол подъема линии витка у увеличивается в направлении от головки к ножке зуба, и

Р

описывается зависимостью: tgу =-----, где Р - ход витка, мм; Э - диаметр,

пЭ

на котором измеряется у, мм.

Так у червяка модулем т=1 мм и числом заходов 2=3 делительный угол подъема равен 8,831 °, а угол подъема на нижней границе активного профиля витка составляет 9,462 °.

Стоит отметить, что при значительных углах подъема контроль правильности угла наклона и высоты профиля посредством «световой щели» затруднен, т.к. соседние витки загораживают впадину.

В рамках данной работы рассмотрена только одна конструкция предельного калибра (см. рис. 1,а). Однако, возможны и другие конструкции или их комбинации, которые принципиально не отличаются от рассмотренной и не требуют дополнительных пояснений (см. рис. 1,б, в).

Необходимо отметить, что такие калибры обладают как всеми достоинствами (удобство и простота эксплуатации, возможность использования в цеховых условиях), так и недостатками (отсутствие численных значений измеряемых величин, сложность и дороговизна изготовления, широкая номенклатура специального мерительного инструмента) предельных калибров.

Рис. 4. Типовые конструкции калибров

Однако на сегодняшний день применение современных технологий с использованием электроэрозионного и лазерного оборудования не вызывает сложности изготовления предельных листовых калибров в сжатые сроки. Так, например, стоимость лазерного раскроя калибра, изображенного на рис. 1, а, из углеродистой стали толщиной 2 мм для червяка модулем 5 мм не превысит 2,5 рублей.

Список литературы

1 ГОСТ 3675-81 Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи червячные цилиндрические. Допуски. Взамен ГОСТ 3675-56; введ. 01.01.82. М. : Изд-во стандартов, 1986. 61 с.

2 Кутай А. К. Справочник по производственному контролю в машиностроении. 3-е изд. перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1974. 676 с.

3 Башкин В. И. Справочник слесаря инструментальщика: справочник. 3-е изд. испр. М. : Высшая школа; Издательский центр Академия, 2000. 208 с.

4 Розин А. И. Слесарь лекальщик М.: МАШГИЗ, 1953. 264 с.

5 ГОСТ 18498-89 Передачи червячные. Термины, определения и обозначения. введ. 01.01.90. М.: Изд-во стандартов, 1989. 85 с.

E. Kuznetsov, A. Yamnikov

Worms helix ridge thickness measurement by limit sheet calibers Features of the control work surfaces of worms with rough degrees of accuracy by limit sheet calibres are considered. It is shown that the thickness of calibre and a lead angle are proportionally influences on measurement direction of lead.

Получено 07.04.09

УДК 621.9.06-235

М.Н. Булатова, асп., (4872) 33-23-80, gin ger-libra@mail.ru (Россия, Тула, ТулГУ)

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ

Получена силовая передаточная функция червячной передачи в составе машинного агрегата, использующая расчетную схему без перехода к аналогу передачи -клиновой кинематической паре.

Ключевые слова: червячная передача, динамика, математическая модель.

Первым шагом динамического исследования любой машины является составление расчетной схемы и математической модели исследуемой системы. Математическая модель машинного агрегата обычно включает в

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.