Взаимозаменяемость 2009. Взаимозаменяемость
 Скачать 2.22 Mb.
|
|
.2. Нормы кинематической точности Нормы кинематической точности зубчатых колес регламентируют геометрические, монтажные и эксплуатационные параметры, влияющие на постоянство передаточного отношения за один оборот зубчатого колеса. Основными погрешностями, приводящими к снижению кинематической точности, являются - непостоянство углового шага зубьев - эксцентричное расположение зубчатого венца относительного базы колеса- неравномерное вращение заготовки при нарезании колеса (кинематический эксцентриситет) и т.д. ГОСТом установлены 12 степеней точности зубчатых колес (в порядке убывания точности. В машиностроении и приборостроении применяются с 5 (прецизионные) по 9 (пониженной точности) степени кинематической точности. Основными показателями норм кинематической точности являются - наибольшая кинематическая погрешность F ir ´ - наибольшая алгебраическая разность значений кинематической погрешности зубчатого колеса за один полный оборот - накопленная погрешность шага F pr - наибольшая алгебраическая разность значений накопленных погрешностей в пределах зубчатого колеса - радиальное биение зубчатого венца F rr - разность действительных предельных положений исходного контура в пределах зубчатого колеса от его рабочей оси - колебание измерительного межосевого расстояния за один оборот колеса F ir – разность между наибольшими наименьшим действительными межосе- выми расстояниями при двойном профильном зацеплении измерительного зубчатого колеса с проверяемым зубчатым колесом при повороте последнего на полный оборот. Подробнее о показателях норм кинематической точности изложено в [2,3,4,11]. Основанием для определения большинства параметров кинематической точности является измерение, при котором контролируемое зубчатое колесо находится в зацеплении с измерительным зубчатым колесом, осуществляющим равномерное вращение. 12.3. Нормы плавности работы Нормы плавности работы нормируют погрешности, которые многократно циклически) проявляются за один оборот зубчатого колеса (например, отклонение шага зацепления вызывает кинематическую погрешность, равную частоте входа в зацепление зубьев. Как правило, количество проявлений соответствует количеству зубьев колеса (зубцовая частота. Несоблюдение этих норм приводит к возникновению вибраций и шумов для быстроходных передач. ГОСТом установлены 12 степеней точности зубчатых колес по нормам плавности. При этом нормы кинематической точности и нормы плавности формально не связаны, хотя нормы плавности не могут быть на 2 степени точнее и одну степень грубее норм кинематической точности. К основным показателям плавности относятся - местная кинематическая погрешность зубчатого колеса f ir ´ - наибольшая разность между местными соседними минимальными и максимальными значениями кинематической погрешности колеса за один оборот - циклическая погрешность зубчатого колеса f zkr - удвоенная амплитуда гармонической составляющей кинематической погрешности зубчатого колеса. Циклическая погрешность выявляется по результатам гармонического анализа данных, полученных при измерении кинематической погрешности. - отклонение шага зацепления f pbr - разность между действительными номинальным шагами зацепления - погрешность профиля зуба f fr - расстояние по нормали между двумя соседними номинальными торцовыми профилями зуба, между которыми размещается действительный торцевой активный профиль зуба зубчатого колеса. Подробнее о показателях норм плавности работы изложено в [2,3,4,11]. 12.4. Нормы контакта зубьев Нормы контакта зубьев определяют величину, связанную с поверхностью контактирования зубьев по рабочим поверхностям. Точность контактирования зубьев зависит от множества факторов близости поверхности зуба к образцовой эвольвентной, шероховатости рабочих поверхностей, точности монтажа колеса в передаче и т.д. Эти нормы важны для нагруженных передач. ГОСТ устанавливает 12 степеней точности зубчатых колес по нормам контакта. Степень точности по нормам контакта не может быть более чем насте- пень точности грубее степени точности по нормам плавности. К основным показателям плавности относятся - суммарное пятно контакта – часть активной боковой поверхности зуба, на котором располагаются следы прилегания зубьев парного зубчатого колеса в собранной передаче после вращения под нагрузкой - мгновенное пятно контакта – часть активной боковой поверхности зуба большего зубчатого колеса передачи, на котором располагаются следы его при- легания к зубьям меньшего зубчатого колеса, покрытого красителем, после поворота большего колеса собранной передачи на полный оборот при легком торможении, обеспечивающим непрерывное контактирование обоих зубчатых колес - погрешность направления зуба F βr – расстояние между двумя ближайшими друг к другу номинальными делительными линиями зуба в торцевом сечении, между которыми размещается действительная делительная линия зуба, соответствующая рабочей ширине зубчатого колеса. Подробнее о показателях норм контакта зубьев изложено в [2,3,4,11,14]. 12.5. Нормы бокового зазора В этих нормах определяются параметры зубчатых колеси передач, влияющих на зазор между нерабочими профилями зубчатых колес при соприкасании их по рабочим профилям. Величина бокового зазора зависит от условий работы передачи (в первую очередь от температуры и смазки) и влияет на коэффициент полезного действия передачи, возникающие в ней шумы и мертвый ход. Основным показателем бокового зазора является гарантированный боковой зазор, обозначаемый как j nmin , - это наименьший зазор, который получается при выполнении требований к колесу, нормируемых в стандарте. Гарантированный боковой зазор является исходной величиной при изготовлении передач. Для нормирования j nmin в стандарте предусмотрены три типа рядов точности 1) первый тип состоит из шести видов сопряжений зубчатых колес, которые обозначаются буквами H, E, D, C, B, A (при Н - j nmin равен 0, при А - j nmin максимален) второй тип состоит из шести классов отклонений межосевых расстояний, которые обозначаются римскими цифрами с I по VI в порядке убывания точности) третий тип предназначен для нормирования наибольшего бокового зазора, называемый допуском на боковой зазор и обозначаемый буквами h, d, c, b, a, z, у, x в порядке возрастания допуска. Между типами рядов точности существуют рекомендуемые соотношения. Гарантированный боковой зазор обеспечивается при соблюдении предусмотренных соотношений между видом сопряжения и классом отклонений ме- 126 жосевого расстояния. Соответствие классов отклонения и видов сопряжения по боковому зазору представлены в табл. 12.1 и 12.2. Допускается изменять соответствие между видом сопряжения и классом отклонения межосевого расстояния в сторону более грубого класса. Таблица 12.1. Соответствие между классами отклонения межосевого расстояния и видами сопряжения по боковому зазору для колес с мм Класс отклонения межосевого расстояния II III IV V VI Вид сопряжения по боковому зазору Таблица 12.2. Соответствие между классами отклонения межосевого расстояния и видами сопряжения по боковому зазору для колес с мм Класс отклонения межосевого расстояния II III IV V VI Вид сопряжения по боковому зазору Стандартом допускается сочетание различных видов сопряжения и видов допуска на боковой зазор. Если не оговорено особо, предполагаются следующие соответствия вида сопряжения и вида допуска, представленные в табл. 12.3 и 12.4. Таблица 12.3. Соответствие вида сопряжения и вида допуска на боковой зазор для колес с мм Вид сопряжения D E F G H Модуль, мм Вид допуска на боковой зазор e f g h От 0,1 до 0,5 3-10 3-10 Св. 0,5 до 1 Степень точности по нормам плавности Таблица 12.4. Соответствие вида сопряжения и вида допуска на боковой зазор для колес с мм Вид сопряжения A B C D E H Вид допуска на боковой зазор a b c d h Степень точности по нормам плавности Особенностью нормирования параметров, характеризующих боковой зазор, заключается в том, что и основное отклонение и допуски задаются в тело колеса, те. в сторону уменьшения толщины зуба. Основными показателями норм бокового зазора являются дополнительное смещение исходного контура E Hr , отклонение длины общей нормали E wr , наименьшее отклонение толщины зуба E cr и другие. Подробнее о показателях норм бокового зазора изложено в [2,3,4,11,14]. 12.6. Условные обозначения точности зубчатых колес Пример полного условного обозначения точности 8 – 7 – 7 – Са/V – 128 ГОСТ 1643-81, здесь 8 – восьмая степень точности по нормам кинематической точности, 7 – седьмая степень точности по нормам плавности работы, 7 – седьмая степень точности по нормам контакта зубьев, С – вид сопряжения, а – вид допуска, V – класс отклонения межосевого расстояния, 128 – величина бокового зазора в мкм (не более) при заданном межосевом расстоянии на чертеже. Значение бокового зазора указывается, если нарушены рекомендации стандарта (по стандарту рекомендован IV класс. Наиболее короткая запись 8 – В ГОСТ 1643-81, здесь 8 – степень точности по нормам кинематической точности, плавности и контакта, В – вид сопряжения на боковой зазор, при этом класс отклонения ме- жосевого расстояния и вид допуска на боковой зазор соответствуют рекомендациям стандарта Bb/V. Наиболее часто используемое обозначение 8 – 8 – 9 – Ва ГОСТ 1643 – 81, здесь класс отклонения межосевого расстояния соответствуют рекомендациям стандарта V. Если конструктору непринципиальна какая-то норма точности, вместо ее ставится буква N, например 8 – N – 7 – В ГОСТ 1643-81 (здесь требования к плавности работы неважны. Требования к точности зубчатых передачи зубчатых колес обозначаются одинаково, для различия необходима запись в технических требованиях к чертежу (указывается в рамке в правом верхнем углу чертежа. 13. Допуски в оптическом приборостроении Идеальная оптическая система визуально разрешает 400-700 лин/мм. Отклонения характеристик стекла и погрешности изготовления оптических деталей снижают предел разрешения и, соответственно, качество оптической системы в целом. 128 Задание обоснованных допусков на оптические детали и их сопряжения является обязательными важнейшим этапом проектирования. От рационально выбранных допусков на отклонения показателей преломления, формы рабочих поверхностей и их расположения при сборке зависит и точность оптических и оптико-электронных приборов. Завышенные допуски не дают заметного улучшения характеристик прибора, но они всегда ведут к его значительному удорожанию, сужают производственные возможности предприятия и т.д. [10, 16]. Поэтому при расчете допусков на оптические детали и их сопряжения устанавливают связь между погрешностями изготовления и сборки и волновыми аберрациями исходя из назначения прибора и выбранного критерия оценки качества изображения, находят суммарное отклонение соответствующего параметра на всю оптическую систему и распределяют его по отдельным составляющим элементам, полагая, что первичные погрешности суммируются как случайные величины [15]. Расчеты по установлению требуемых допусков на отклонения размеров, формы и расположения детали, исходя из современной теории аберраций, достаточно глубоко описаны в работах Тудоровского АИ, Слюсарева Г.Г., Свеш- никовой И.С., Запрягаевой Л.А., Сокольского МН. и др. 13.1. Нормируемые параметры При выполнении чертежей оптических схем необходимо пользоваться рекомендациями ГОСТ 2.412-81 “ЕСКД. Правила выполнения чертежей и схем оптических изделий. На чертежах оптических деталей в правом верхнем углу указывают три группы параметров 1) требования к материалу, 2) требования к изготовлению, 3) расчетные данные. Впервой части таблицы указывают е, ∆(n F – n C ), однородность, двойное лучепреломление, светопоглощение, бессвильность и пузырность. 1. е – категория и класс по показателю преломления. Поэтому показателю ГОСТ 23136-93 устанавливает 5 категорий (1-5) (см. табл. 13.1) и 4 класса (А. Б, В, Г) (табл. 13.2). Таблица 13.1 Категория по показателю преломления Предельное отклонение показателя преломления Таблица 13.2 Класс однородности партии по показателю преломления Наибольшая разность показателей преломления в партии заготовок А Б В Г 0,2 ⋅10 -4 0,5 ⋅10 -4 1,0 ⋅10 -4 В пределах категории, указанной при заказе Для объективов микроскопов устанавливают е равным 1А-3В, для интерферометров – 2А-3Б, для аэрофотосъемочной аппаратуры – 1А-3Б, для астрономической оптики – 1А-3В, для окуляров – 4Г-2Г, для конденсоров – Г [17]. 2. ∆(n F – n C ) – категория и класс по средней дисперсии. Согласно критерию Рэлея два точечных объекта дают раздельное изображение, если центр одного из них совпадает с первым темным кольцом другого, те. линейная разрешающая способность ψ равна радиусу первого темного кольца. Предельная частота оптической системы ) / ( 1 мм лин пред ψ μ = соответствует пороговому контрасту приемника излучения. Известно [15], что отклонения средней дисперсии для приборов вычисляются как для фотографических - ∆(n F – n C ) = ) ' ( 2 , 0 f пред μ для телевизионных – ∆(n F – n C ) = ) ' ( 23 , 0 f пред μ для визуальных - ∆(n F – n C ) = D 10 5 , 22 5 * − Поэтому показателю ГОСТ 23136-93 устанавливает пять категорий (1-5) и два класса (В и Г) (табл. 13.3 и 13.4). Таблица 13.3 Категория по коэффициенту дисперсии Предельное относительное отклонение коэффициента дисперсии ( λ λ ν ν Δ ) 1 2 3 4 5 ±2⋅10 -5 ±3⋅10 -5 ±5⋅10 -5 ±10⋅10 -5 ±20⋅10 -5 Таблица 13.4 Класс однородности партии по средней дисперсии Наибольшая разность средних дисперсий в партии заготовок В Г 1 ⋅10 -5 В пределах категории, указанной при заказе 3. Однородность – для деталей размером до 150 мм установлено пять категорий категория 1 – назначают для объективов высокоточных интерференционных, астрономических и геодезических приборов, микроскопов и коллиматоров, где не допускаются даже незначительные искажения дифракционного изображения, категория 2 – назначают для объективов зрительных труби прицелов, имеющих высокое качество изображения, категория 3 - назначают для обычных фотообъективов с пределом разрешения 70-80 линий/мм, категории 4 и 5 – назначают для линз окуляров, деталей, близко расположенных к плоскости изображения, для сеток и выравнивающих стекол однородность не нормируется Категории оптической однородности определяют через разрешающую способность оптического материала отношением угла разрешения ϕ коллиматор- ной установки, в параллельный пучок лучей которой введена заготовка, к углу разрешения ϕ 0 самой коллиматорной установки. Допуски на оптическую однородность приведены в табл. 13.5. Таблица 13.5 Категория Отношение ϕ/ϕ 0 , не более 1 2 3 4 5 1,0 Дифракционное изображение точечной меры должно состоять из круглого пятна, окруженного концентрическими кольцами, и не должно иметь разрывов, хвостов и заметного на глаз отклонения от круглости 1,0 1,1 1,2 1,5 4. Двойное лучепреломление – возникает после механической обработки стекла, из-за неравномерного нагрева и т.д., нормируют по пяти категориям категория для деталей интерференционных и астрономических приборов, где разность хода не должна превосходить предела разрешения Рэлея, те. ¼ длины волны, категория 2 – для деталей микроскопов и коллиматоров, категории 3 и 4 – для деталей фотообъективов, категория 5 – для деталей конденсоров, окуляров и луп (разность хода обыкновенного и необыкновенного лучей более 50 нм на 1 см хода лучей в стекле в табл. 13.6 двулучепреломление показано в зависимости от коэффициента напряжения. 131 Таблица 13.6 Двулучепреломление, Нм/см, не более при оптическом коэффициенте напряжения В Па Категория до 2,0 от 2,0 до 2,8 св. 2,8 1 2 3 4 5 6 1,5 4 7 10 35 80 2 6 10 15 20 80 3 8 13 20 65 80 5. Светопоглощение – стекла категории применяют в деталях с большой длиной хода лучей в стекле при коэффициенте светопоглощения 0,2-0,8% (призмы, линзы астрономических объективов и т.д.), в сложных системах с большим количеством поверхностей, граничащих с воздухом, и небольшой длине хода луча в стекле (20-50 мм) применяют стекла 2 и ей категорий с коэффициентом поглощения Потери света в стекле нормируют по изменению показателя ослабления А. В табл. 13.7 приведены показатели ослабления А Таблица 13.7 6. Бессвильность – свили представляют собой включения, отличающиеся по показателю преломления ГОСТ 23136-93 устанавливает две категории 1 – используют для интерференционных и астрономических приборов, 2 – используют для окуляров, конденсоров и т.д.; в зависимости от количества направлений просмотра установлены два класса А – два взаимно перпендикулярных направления, Б – одно направление. 7. Пузырность – качество по пузырности определяется группами, классами и категориями категория 1 имеет самые строгие требования к беспузырности, их назначают для сеток, лимбов и мир коллиматоров, категории 2 и 3 назначают Категория по показателю ослабления излучения источника типа А Показатель ослабления μ А Коэффициент внутреннего пропускания для толщины 10 см, τ iA , не менее 1 2 3 4 5 6 7 8 0,0002 - 0,0004 0,0005 - 0,0009 0,0010 - 0,0017 0,0018 - 0,0025 0,0026 - 0,0035 0,0036 - 0,0045 0,0046 - 0,0065 0,0066 - 0,0130 0,991 0,980 0,962 0,944 0,925 0,902 0,861 0,741 для призм, расположенных вблизи плоскости изображений, пузыри в объективах почти всех геодезических приборов практически не оказывают влияния на качество изображения, поэтому в них назначают пузырность 5-7 категорий (диаметр наибольшего пузыря 0,5-1,0 мм, в объективах зрительных труб допускается пузырность 7-9 категорий (диаметр пузырей 2-3 мм ГОСТ 23136-93 рекомендует допуски, указанные в табл. 13.8-13.10. Таблица 13.8 Таблица 13.9 Пузыри диаметром менее 0,03 мм не учитываются. Во второй части таблицы чертежа указывают в зависимости от вида детали N, ∆N, Р, Θ, π, δ, ε, f min , ∆R. 1. |