Оборудование и инструмент: колесо зубчатое, штангенциркуль. Порядок выполнения и оформления работы

1. Зарисовать эскиз колеса.

2. Подсчитать число зубьев z на колесе.

3. Определить по табл. 4 число зубьев n, п +1, подлежащие охвату.

4. Измерить штангенциркулем отрезки L_n и Ln₊₁.

5. Определить модуль зацепления m^/ по формуле (3).

6. Определить замером или по формулам (7) и (8) диаметр окружности выступов d_а и диаметр окружности впадин d_f.

7

25

. Провести проверочный расчет модуля зацепления m^//по формуле (5).

8. Определить среднее значение модуля m_ср по формуле (6) сверить значение с ГОСТ 9563-80, выбрать ближайшее стандартное значение модуля m.

9. Используя стандартное значение модуля m, определить по формуле (11) диаметр делительной d окружностей, а по формуле (12) диаметр основной d_b окружности.

10. Определить высоту головки h_a и ножки h_f зуба по формулам (9) и (10).

11. Рассчитать толщину зуба по основной окружности S_b(13) и толщину зуба по делительной окружности S_x по формуле (14).

Вопросы для контроля

1. Перечислить универсальные измерительные инструменты.

2. Для каких измерений применяется штангенинструмент?

3. Что такое нониус?

4. Назовите типы штангенциркулей и их различие.

5. Как определить модуль зацепления?

6. Имеет ли модуль зацепления размерность?

7. Как определить любой параметр названной в протоколе работы?

26

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

ПРОВЕРКА ТОЧНОСТИ ПОКАЗАНИЙ

ГЛАДКОГО МИКРОМЕТРА

Цель работы: дать представление об одном из методов проверки измерительных инструментов, познакомить студентов с устройством микрометров и измерениями с их помощью.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Гладкий микрометр

Гладким микрометром называется средство для измерения наружных линейных размеров. Корпус микрометра (рис. 5.1) выполнен в виде скобы 1, а преобразующим устройством служит винтовая пара, состоящая из микрометрического винта 3 и микрометрической гайки, укрепленной внутри стебля 5; их часто называют микропарой. В скобу 1 запрессованы пятка 2 и стебель 5. Измеряемую деталь охватывают торцевыми измерительными по­верхностями микровинта 3 и пятки 2. Барабан 6 присоединен к микровинту 3 корпуса трещотки 7. Чтобы приблизить микровинт 3 к пятке 2 вращают барабан 6 или трещотку' 8 по часовой стрелке (от себя), а для обратного дви­жете микровинта (от пятки) барабан вращают против часовой стрелки (на себя). Закрепляют микровинт в требуемом положении стопором 4. Для ограничения измерительного усилия микрометр снабжен трещоткой. При плотном соприкосновении измерительных поверхностей микрометра с поверхностью измеряемой детали трещотка начинает проворачиваться с легким треском, при этом вращение микровинта следует прекратить. Результат измерения микрометром является суммой отсчетов по шкале стебля 5 и шкале барабана 6. Следует помнить, что цена деления шкалы стебля равна 0,5 мм, а шкалы барабана — 0,01 мм. Шаг резьбы микропары (микровинт и микрогайка) равен 0,5 мм.

Н

27

а барабане нанесено 50 делений. Если повернуть барабан на одно деление, то торец микровинта переместится относительно пятки на 0,01 мм (0,5 мм: 50 = 0,01 мм).

Рис. 5.1. Микрометр гладкий:

а — с диапазоном измерения от 0 до 25мм; б — показание микрометра 12,45мм; в — микрометр с цифровой индикацией; г — микрометр

с диапазоном измерения от 25 до 50мм с установочной мерой

Показания по шкалам гладкого микрометра обсчитывают в следующем порядке:

• по шкале стебля 5 читают отметку около штриха, ближайшего к торцу скоса барабана б (на рис. 2.16 это значение 12,00 мм);

• по шкале барабана читают отметку около штриха, ближайшего к продольному штриху стебля (на рис. 2.16 это значение 0,45 мм);

• складывают оба значения и получают показание микрометра 12,45 мм.

Для удобства и ускорения отсчета показаний промышленность выпус­кает гладкий микрометр с цифровой индикацией (рис. 5.1 а).

Г

28

ладкие микрометры выпускаются с диапазонами измерения (мм) 0..-25; 25...50: и т.д. до 275...300; 300...400; 400,.,500; 500,..600, и ценой деления шкалы барабана (мм) 0,01,

Метод измерения — контактный, абсолютный. Для установки на нуль все микрометры, кроме микрометра с диапазоном 0..,25 мм, снабжены установочными мерами 1 (рис. 5,1 г), размер которых равен нижнему пределу измерения данного микрометра.

Кроме гладких микрометров, к числу микрометрических инструментов откосят также микрометрические глубиномеры (применяемые для измерения глубины выемок и высоты уступов о деталях машин), микрометрические нутромеры (применяемые для измерения размеров отверстий, ширины пазов В других внутренних линейных размеров и отклонений формы деталей машин) и другие микрометрические измерительные инструменты.

Плоскопараллельные концевые меры длины

Плоскопараллельными концевыми мерами длины (ГОСТ 905S; ГОСТ 8.367) называют средства измерения, имеющие постоянное значение размера, который находится между двумя параллельными плоскостями у детали, имеющей ферму прямоугольного параллелепипеда (рис. 5.2). Их измерительные поверхности имеют высокую плоскостность, параллельны между собой и обладают весьма малой шероховатостью (не более 0,063 мкм по критерию R_z).

Рис. 5.2. Плоскопараллельные концевые меры длины:

а

29

— габаритные размеры; б — концевые меры свыше 100 мм с отверстием для стяжек; в — набор мер из 87 шт.

Концевые меры длины используют для хранения н передачи единицы длины от эталона мерам и измерительным приборам. Они являются исходными размерами для сравнения с ними размеров деталей машин.

Концевые меры применяют для настройки измерительных средств на измеряемый размер (установка «на нуль»). Такую настройку производят, когда применяют метод сравнения с мерой, т.е. измерительное средство настраивают по концевой мере Обычно на номинальное значение размера (часто называют установкой или настройкой «на нулю»), а потом при измерении детали определяют, на сколько размер детали отличается от размера концевой меры длины, по которой был настроен прибор.

Концевые меры длины применяют для определения величины перемещения подвижных элементов станка и другой технологической оснастки, настройки разметочного оборудования и во всех других случаях, когда необходимо иметь постоянное значение размера.

Точность концевых мер длины определяется, в основном, допуском на изготовление и точностью аттестации ее размера. Поскольку при разных случаях применений концевых мер как «носителей» определенного размера требуются различные точности, то существует несколько классов точности концевых мер длины.

Классы точности — это ряды допусков, построенные закономерно в зависимости от номинального размера, т.е. это совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности доя всех номинальных размеров. Класс точности меры показывает, какое отклонение имеет действительный размер данной меры от ее номинального размера.

В настоящее время установлено 7 классов точности концевых мер длины (рис. 5.3), обозначаемых 00; 0; 1; 2; 3; 4 и 5.

Класс 00 самый точный, т.е. концевые меры в этом классе имеют самый маленький допуск на изготовление по сравнению с мерами тех же номиналов в других классах. Класс точности присваивается каждой мере при контроле годности ее изготовления на производстве. Допуск на изготовление при переходе от одного класса в другой изменяется в основном в два раза. Допуски 4 и 5 классов присваиваются концевым мерам значительно изношенным, чтобы по возможности дольше применять концевые меры на работах с невысокой точностью.

С целью повышения точности концевых мер для случая использования их в качестве образцовых, у нас в стране, помимо классов точности, установ­лены еще и разряды концевых мер.

Разряд концевой меры длины характеризуется пределом допускаемой погрешности измерения (аттестации) ее длины. Он показывает, с какой погрешностью измерения производится аттестация действительного размера длины концевой меры. У нас в стране установлено 5 разрядов — с 1-го но 5-й (для первого разряда наименьшая погрешность аттестации).

30

30

Рис. 5.3. Точность плоскопараллельных мер длины:

а — классы концевых мер;

б — сопоставление разрядов концевых мер одного класса

Концевые меры длины изготавливают различных номинальных размеров с градациями, приведенными в табл. 5,1. Градация — это разность двух последующих размеров (в мм) в группе из нескольких концевых мер, расположенных в порядке возрастания их номинального размера.

Таблица 5.1

Градации	Номинальные размеры (мм)
0,001	0,991; 0,992; 0993…до 1 мм вкл.
0,01	1,01; 1,02; 1,03…до 1,49
0,1	1,5; 1,6; 1,7…до 1,9
0,5	2,0; 2,5; 3,0…до 25
1,0	1,0; 2,0; 3,0… до 25
10	10; 20; 30 … до 100
31 25	125; 150; 175… до 200

Инструментальные заводы выпускают концевые меры длины, укомплектованные в наборы и уложенные в отдельные футляры для того, чтобы из них можно было собирать блоки необходимых размеров.

Особенность комплектовки всех наборов заключается в том, что в набор должны быть вложены меры одного класса точности. При проверке мер во время эксплуатации набору присваивается единый класс точности, равный низшему классу точности меры из числа вложенных в данный набор.

В большинстве случаев блоки мер образуют с использованием свойства притираемости поверхностей концевых мер. Это явление заключается в том, что если приложить одну концевую меру длины к другой и, прижимая их друг к другу, смещать (надвигать) одну относительно другой, то они сильно сцепляются между собой. Между поверхностями мер создается очень сильное сцепление — исправные концевые меры удерживаются, не распадаясь, если собрать несколько мер в блок (рекомендуется собирать не более 4 шт.) и держать на весу весь блок за конец одной меры. Сцепление двух поверхностей концевых мер осуществляется благодаря наличию тонкого слоя смазочного материала (0,1 — 0,02 мкм), который остается на поверхности даже после удаления смазки сухой тканью и высокой чистоте обра­ботки поверхности мер. При контакте поверхностей концевой меры с другой возникает разряжение (вакуум).

В прямоугольном параллелепипеде размером меры является его высота, а размеры основания можно отнести к нерабочим размерам. Большинство концевых мер изготавливают с размерами основания 9x35 мм, начинал с рабочего размера 10 мм. При размерах концевой меры менее 10 мм размеры длинной стороны основания бывают у разных мер 30, 20 и 15 мм, а узкой стороны концевых мер — менее 0,3 мм — 5 мм.

На концевые меры наносят их номинальный размер. При этом цифру (без указания «мм») у мер более 5,5 мм наносят на боковой (нерабочей) поверхности, а у небольших мер (5,5 мм и менее) значение размера указывают прямо на рабочей измерительной поверхности.

При подборе концевых мер для собирания блока стремятся, чтобы блок состоял из минимально возможного числа мер.

Порядок подбора мер заключается в последовательном выборе мер, которые соответствуют последним наименьшим значениям требуемого размера.

Например, необходимо собрать блок на размер 48,725 мм. Последняя цифра может быть обеспечена мерой 1,005 мм:

48,725 — 1,005 = 47,720.

Последняя цифра оставшегося значения может быть обеспечена концевой мерой с градацией через 0,01 мм, т.е. 1,22, тогда 47,72 - 1,22= 46,5,

Оставшийся размер может быть обеспечен двумя мерами — 6,5 и 40 мм (первая мера с градацией через 0,5 мм, а вторая — через 10 мм).

32

Для удобства подсчета запись производят столбиком:

Необходимый размер 1-я мера Остаток 2-я мера Остаток 3-й мера Остаток 4-я мера Остаток

48,725 1,005 47,72 1,22 46,5 6,5 40 40 00

Наиболее подходящим, материалом, используемым для изготовления концевых мер, являются хромистые стали марок 20ХГ, ХГ, ШХ15 и X. Твердость измерительных поверхностей стальных концевых мер должка быть не менее HRC62,

Изготавливают концевые меры и из твердого сплава (ВК6М), благодаря чему стойкость таких концевых мер к истиранию повышается в 10-40 раз по сравнению со стальными. Однако материал таких концевых мер (твердый сплав) обладает температурным коэффициентом расширения в два с лишним раза меньше, чем сталь. А это значит, что если производить сравнение размера стальной детали с такой мерой, то при отличии температуры от 20^оС, размер стальной детали в зависимости от температуры будет изменяться из расчета 11,5 мкм на 1 м, а твердосплавная концевая мера — из расчета 3,6 мкм на 1 м. Из-за этого могут возникать большие погрешности измерения.