pobierz

Y
RT
U
PO
LI
W
DZ
I
HNIKA ŚL
KA
ĄS
C
TE
O
AŁ
T RANSP
Temat ćwiczenia
Pomiary kół zębatych
I. Cel ćwiczenia
Zapoznanie studentów z metodami pomiaru uzębień walcowych kół zębatych o
zębach prostych oraz praktyczny pomiar koła.
II. Wiadomości wstępne
Koła zębate, których powierzchnie podziałowe są walcami noszą, nazwę kół
walcowych. Natomiast jeŜeli linie zębów kół są tworzącymi walców podziałowych, to
takie koła nazywają się kołami walcowymi prostymi (o zębach prostych). W takich
kołach wyróŜnia się szereg wielkości geometrycznych, które charakteryzują
poszczególne koła pod względem konstrukcyjnym i wykonawczym oraz
eksploatacyjnym.
Podstawowymi parametrami koła zębatego są (rys.1 i 2):
z – ilość zębów,
m – moduł (wartości znormalizowanych
modułów podano w tablicy 1),
pt – podziałka czołowa (mierzona na łuku
okręgu podziałowego),
pb – podziałka zasadnicza (mierzona na
łuku okręgu zasadniczego),
d – średnica koła podziałowego,
da – średnica koła wierzchołków,
df – średnica koła podstaw,
db – średnica koła zasadniczego,
ha – wysokość głowy zęba,
hf – wysokość stopy zęba,
h – wysokość zęba,
α – nominalny kąt zarysu (α = 20º jest
kątem znormalizowanym),
s – grubość zęba (teoretyczna),
e – szerokość wrębu (teoretyczna),
c – luz wierzchołkowy,
ln – luz międzyzębny normalny,
a – odległość osi kół współpracujących,
x – współczynnik przesunięcia zarysu
zęba (współczynnik korekcji),
y – współczynnik wysokości zęba,
k’ – współczynnik luzu wierzchołkowego.
Rys. 1. Podstawowe wymiary walcowego koła
zębatego.
Rys. 2. Główne wymiary uzębienia.
Do pomiaru kół zębatych stosuje się specjalnie do tego celu przystosowane
przyrządy pomiarowe m.in. suwmiarka modułowa i mikrometr talerzykowy.
Suwmiarką modułową moŜna
wyznaczyć rzeczywisty zarys zęba koła.
W tym celu mierzymy szczękami stałą i
ruchomą grubość zęba s na wysokości
(głębokości) h ustalonej za pomocą
wysuwki (rys.3).
Teoretyczna grubość zęba, mierzona po
łuku koła podziałowego wynosi:
) πm
s=
2
- dla kół
niekorygowanych
- dla kół
)
s = (0,5π + 2 x tg α ) m korygowanych
Wysokość pomiarową wyznacza się:
ha = 0,5(d a − d cos Ψ - kąt Ψ wyraŜony
jest w radianach
π + 4 x tg α
(1rad odpowiada
Ψ=
2z
3438’).
Rys.3. Sposób wykonania pomiaru suwmiarką
modułową
Za pomocą mikrometru talerzykowego,
stosując zasadę pomiaru przez „k” oraz
„k+1” zębów, moŜna kreślić następujące
wielkości:
Nominalny kąt przyporu α:
W − Wk
cos α = k +1
mπ
podziałkę zasadniczą pb:
p b = Wk +1 − Wk
Liczbę zębów k objętą pomiarem oblicza
się ze wzoru:
α
2x
k=z
+ 0,5 −
tg α
180
π
dla α = 20° otrzymujemy:
z
k = + 0,5 − 0,463 x
9
Rys.4. Zasada pomiaru metodą przez „k” oraz
„k+1” zębów.
Tablica 1. Wartości znormalizowanych modułów
Szeregi modułów [mm]
1
2
1
2
1
2
1,0
3,0
10,0
0,11
0,35
1,125
3,5
11,0
0,12
0,4
0,25
4,0
12,0
0,14
0,45
1,375
4,5
14,0
0,15
0,5
0,50
5,0
16,0
0,18
0,55
1,75
5,5
18,0
0,20
0,6
2,0
6,0
20,0
0,22
0,70
2,25
7,0
22,0
0,25
0,8
2,5
8,0
25,0
0,28
0,90
2,75
9,0
Moduły szeregu pierwszego są uprzywilejowane. Dopuszcza się stosowanie modułów
3,25 oraz 3,75 w przemyśle samochodowym oraz modułu 6,5 w przemyśle ciągnikowym.
1
0,1
2
1
0,3
2
III. Przebieg ćwiczenia
1. Ustalić ilość zębów z.
2. Zmierzyć pięciokrotnie suwmiarką średnice da i df kaŜdego z kół. Do dalszych
obliczeń przyjąć wartość średnią.
3. Korzystając z następujących wzorów obliczyć moduł m kaŜdego z kół:
d a = m( z + 2 y + 2 x )
d f = m( z − 2 y − 2 k ′ + 2 x )
JeŜeli prowadzący ćwiczenia nie poda inaczej przyjąć: y = 1, k’ = 0,25.
4. Obliczoną wartość modułu m zaokrąglić do wartości znormalizowanej (tabl.1).
5. Obliczyć rzeczywistą wartość współczynnika przesunięcia zarysu x.
6. Obliczyć wielkości d korzystając ze wzoru:
d = zm .
7. Dla wyznaczonych parametrów kół zębatych obliczyć wartości wysokości
pomiarowych ha .
8. Wykonać pomiary zarysu pięciu róŜnych zębów koła nowego suwmiarką
modułową na głębokościach od 0 do max co 0,5mm.
9. Na wysokości równej ha zmierzyć suwmiarką modułową wartość rzeczywistą s r
co trzeciego zęba kaŜdego z kół. Sposób wykonania pomiaru przedstawia rysunek
3.
10. Wyznaczyć liczbę zębów k . W razie otrzymania liczby niecałkowitej wynik
zaokrąglić w górę.
11. Wykonać pomiar przez „k” oraz „k+1” zębów za pomocą mikrometru
talerzykowego pięciokrotnie dla kaŜdego koła. Sposób wykonania pomiaru
przestawiają rysunki 4a i 4b.
IV. Sprawozdanie
1. Obliczyć wartości ha, hf oraz h ze wzorów:
ha = m( y + x );
h f = m( y + k ′ − x );
h = ha + h f .
2. Obliczyć średnią wartość wyników pomiarów s r (punktu III – 7).
)
)
3. Obliczyć teoretyczną grubość zęba s oraz rzeczywistą grubość zęba s r :
s
)
s r = d arc sin r
d
4. Obliczyć średnią wartość wyników pomiarów przez „k” oraz „k+1” zębów (punkt III
– 11) osobno dla kaŜdego koła zębatego.
5. Obliczyć wartość rzeczywistą nominalnego kąta przyporu α osobno dla kaŜdego
koła.
6. Obliczyć podziałkę zasadniczą pb osobno dla kaŜdego koła.
7. Zestawić wszystkie zmierzone i obliczone wyniki.
8. Wyniki pomiarów zarysów zębów koła nowego umieścić na wykresie:
− oś X – ½ zmierzonej grubości zęba,
− oś Y – głębokość pomiaru.
9. Wnioski: ująć porównania:
) )
− wartości s i s r z punktu 3,
− wartości kąta α pomiędzy poszczególnymi kołami z punktu 5,
− wartości pb pomiędzy poszczególnymi kołami z punktu 6,
− krzywe uzyskane na wykresie.