Шпаргалка по "Метрологии"

 
27. Волнистость поверхности 
Волнистость поверхности – совокупность периодически повторяющихся неровностей, у которых расстояние между соседними вершинами или впадинами превышает базовую длину l для имеющейся шероховатости поверхности. Волнистость измеряется на длине LW по профилограмме контролируемой поверхности . 
При этом профилограмму фильтруют, исключая присутствие шероховатости и отклонения формы поверхности. Эта фильтрация может осуществляться механическим путем (использование щупа первичного преобразователя профилографа-профилометра соответствующего радиуса), либо электрическим путем с использованием набора соответствующих фильтров, пропускающих синусоидальные сигналы определенных частот и амплитуд. 
Волнистость нормируется тремя параметрами Wz, Wmax и SW. За базовую линию при их оценке принята средняя линия mW, которая определяется аналогично средней линии профиля шероховатости m. 
Длина линии измерения LW  должна быть не менее пяти значений шага самой большой волны. 
Высота волнистости Wz – среднее арифметическое значение пяти наибольших высот волн

 где Wi – высота волны. 
Высоту волнистости определяют либо на длине линии измерения волнистости LW, либо на пяти отдельных участках lWi. Если измерения высот волн выполняют на «разорванных» участках, сумма длин этих пяти участков должна быть равна полной длине линии измерения волнистости LW. 
Предельные значения Wz должны выбираться из ряда 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5; 25, 50, 50, 100, 200 мкм. 
Наибольшая высота волнистости Wmax – самая высокая волна из пяти рассматриваемых. 
Средний шаг волнистости SW – среднее арифметическое значение длин отрезков средней линии, отсекаемых однотипными (четными или нечетными) точками  пересечения профиля волнистости со средней линией в пределах полной длины линии измерения волнистости LW 

28. Знаки, указывающие  возможные виды обработки 
Для указания на чертежах требований к поверхностным неровностям используют условные обозначения, так как они занимают мало места на чертеже, а также могут быть прочитаны без знания языка страны разработчика. Эти обозначения приняты практически во всех странах мира. 
В основу различия используемых знаков положен признак, характеризующий вид обработки. Различают два вида обработки. Понятие «вид обработки» не надо путать со способом обработки. 
При обработке со снятием материала каким-либо режущим инструментом удаляется часть материала заготовки. Особенность поверхности при этом виде обработки заключается в том, что структуры материала оказываются перерезанными и поверхность имеет определенный вид, как след режущего инструмента. Способов обработки существует очень много - точение, шлифование, сверление и т.д., но вид обработки один - снятие «лишнего» материала. 
При обработке без снятия материала обычно под действием давления происходит перемещение материала, его деформация и структура поверхностных слоев оказывается часто в виде «гладко расположенных волокон». Способов обработки без снятия материала также много - литье, штамповка, прокат и т.д., но вид обработки один - без снятия слоя материала.Поскольку поверхности, обработанные разными видами, отличаются не только по своему внешнему виду, но и по своим свойствам, разработчику чертежей представляется возможным указать изготовителю, какой вид обработки должен быть применен при изготовлении разработанной им конструкции детали. В некоторых случаях разработчик считает, что ему безразличен вид обработки детали, которую он разработал. Поэтому при обозначении требований к поверхностным неровностям предусмотрено использовать три знака. 
Знак означает, что разработчиком не установлены требования к виду обработки. Для разработанной им детали можно применить любой вид обработки - со снятием или без снятия материала. 
Знак используется в том случае, когда разработчик требует, чтобы деталь или элемент детали, изображенной на чертеже, были изготовлены с удалением слоя материала, без указания способа обработки. 
Этот же знак, но с дополнительной «полочкой» используется, когда разработчик считает необходимым указать не только вид, но и способ обработки. Но это должно делаться только в том случае, если данный способ является единственным, с помощью которого можно получить поверхность требуемого качества. Это относится к ограниченному числу способов обработки. Обычно на практике встречаются два вида таких указаний для поверхностей: «полировать» или «шабрить». 
Знак v используется в двух случаях: 
1) разработчик требует, чтобы поверхность, на которой находится этот знак, была образована без удаления слоя материала; 
2) разработчик указывает, что поверхность, на которой находится этот знак, при изготовлении по данному чертежу вообще не должна обрабатываться. Иногда говорят, что поверхность находится «в состояниипоставки». Практически это означает, что в качестве заготовки взята литая деталь или деталь должна быть изготовлена из проката и часть поверхностей не будет вообще обрабатываться. 
Дальше будет сказано, как различать смысловое содержание этого знака. Опережая, отметим, что если при знаке указано числовое значение параметра шероховатости, то это означает, что поверхность должна быть обработана без снятия слоя материала. А если у знака не указано числовое значение параметра шероховатости, то эта поверхность не должна обрабатываться. 
Практически эти знаки используются очень редко, видимо, из-за незнания того, как эти направления могут влиять на эксплуатационные свойства поверхности элементов детали. Но возможность указать направление неровностей имеется.

 

29. Резьбовые  соединения, используемые в машиностроении

Классификация: - по эксплуатационному признаку резьбы делят на: резьбы общего назначения и специальные резьбы.

Резьбы общего назначения:

- крепёжная (метрическая  и дюймовая)

Полная взаимозаменяемость и прочность.

Резьбы специального назначения

По расположению на поверхности  резьбы делят на наружную и внутреннюю.

По числу заходов резьбы делят  на: 1,2,3-х и т.д. заходные.

По единице измерения делят  на: метрическую, дюймовую, модульную  и питчевую.

По виду образующей поверхности  на которой расположена резьба: цилиндрическая, коническая.

По профилю: треугольная, трапецеидальная, упорную (пилообразная), круглая, прямоугольная.

По направлению движения: левая  и правая.

30. Основные параметры  резьбы

Схема цилиндрической резьбы.

 

Схема конической резьбы.

Метрическая резьба — с шагом и основными параметрами резьбы в долях метра.

Дюймовая резьба — все параметры резьбы выражены в дюймах (чаще всего обозначается двойным штрихом, ставящимся сразу за числовым значением, например, 3" = 3 дюйма), шаг резьбы в доляхдюйма (дюйм = 2,54 см). Для трубной дюймовой резьбы размер в дюймах характеризует условно просвет в трубе, а наружный диаметр, на самом деле, существенно больше.

Метрическая и дюймовая резьба применяется  в резьбовых соединениях и  винтовых передачах.

Модульная резьба — шаг резьбы измеряется модулем (m). Чтобы получить размер в миллиметрах достаточно модуль умножить на число пи (π).

Питчевая резьба — шаг резьбы измеряется в питчах (p"). Для получения числового значения (в дюймах) достаточно число пи (π) разделить на питч.

Модульная и питчевая резьба применяется при нарезании  червяка червячной передачи. Профиль  витка модульного червяка может  иметь вид архимедовой спирали, эвольвенты окружности,удлинённой или укороченной эвольвенты и трапеции.

шаг (P) — расстояние между одноимёнными боковыми сторонами профиля, измеряется в доляхметра, в долях дюйма или числом ниток на дюйм — это знаменатель обыкновенной дроби, числитель которой является дюймом. Выражается натуральным числом (например; 28, 19, 14, 11); 
наружный диаметр (D, d), диаметр цилиндра, описанного вокруг вершин наружной (d) или впадин внутренней резьбы (D); 
средний диаметр (D₂, d₂), диаметр цилиндра, образующая которого пересекает профиль резьбы таким образом, что её отрезки, образованные при пересечении с канавкой, равны половине номинального шага резьбы; 
внутренний диаметр (D₁, d₁), диаметр цилиндра, вписанного во впадины наружной (d₁) или вершины внутренней резьбы (D₁); 
ход (P_h) величина относительного перемещения исходной средней точки по винтовой линии резьбы на угол 360°

где   — число заходов; 
высота исходного треугольника резьбы (H); 
срез резьбы (с); 
угол конуса конической резьбы (ϕ); 
угол подъёма резьбы ( ):

 

31. Приведенный  средний диаметр резьбы 
Приведенным средним диаметром резьбы называется средний диаметр воображаемой идеальной резьбы, которая имеет те же шаг и угол наклона боковых сторон, что и основной или номинальный профиль резьбы, и длину, равную заданной длине свинчивания, и которая плотно (без взаимного смещения или натяга) соприкасается с реальной резьбой по боковым сторонам резьбы. 
Коротко говоря, приведенный средний диаметр резьбы - это средний диаметр идеального резьбового элемента, который соединяется с реальной резьбой. Когда говорят о приведенном среднем диаметре резьбы, не надо представлять себе его как расстояние между двумя точками. 
Это диаметр условной идеальной резьбы, которой нет в действительности как материального объекта и которая могла бы свернуться с реальным резьбовым элементом при всех погрешностях его параметров. Этот средний диаметр невозможно измерить непосредственно. Его можно проконтролировать, т.е. узнать, находится ли он в допускаемых пределах. А для того чтобы узнать числовое значение приведенного среднего диаметра, необходимо отдельно измерить значения параметров резьбы, препятствующие свинчиванию и рассчитать этот диаметр. 
Препятствием для свинчивания могут быть как погрешности среднего диаметра, так и погрешности шага и профиля (угла наклона) резьбы. 
При изготовлении резьбы отклонения отдельных элементов резьбы зависят от погрешностей отдельных составляющих технологического Процесса. Так, погрешность шага резьбы, обработанной на резьбообрабатывающих станках, в основном, зависит от погрешности шага ходового винта станка, угол профиля - от неточности заправки угла инструмента и его установки относительно оси резьбы. 
Однако влияние ошибок шага и ошибок профиля у резьбы с прямолинейной образующей профиля можно устранить (компенсировать) уменьшением среднего диаметра болта или увеличением среднего диаметра гайки для того, чтобы обеспечить свинчивание деталей, т.е. для образования резьбового сопряжения (обеспечения сборки).

32. Диаметральные  компенсации погрешностей шага  и половины угла профиля 
У всех цилиндрических резьб с прямолинейными боковыми сторонами профиля отклонения шага и угла профиля для обеспечения свинчивания могут быть скомпенсированы соответствующим изменением действительного среднего диаметра резьбы. 
Отклонением шага резьбы ΔР называют разность между действительным и номинальным расстоянием в осевом направлении между двумя средними точками 
Любых одноименных боковых сторон профиля в пределах длины свинчивания или заданной длины. Отклонение шага складывается из прогрессивных погрешностей шага, возрастающих пропорционально числу витков резьбы на длине свинчивания ℓ, периодических, изменяющихся по периодическому закону, и местных, не зависящих от числа витков резьбы на длине свинчивания. Прогрессивные погрешности шага возникают вследствие кинематической погрешности станка и неточности шага его ходового винта, износа по всей длине резьбы этого винта, температурных и силовых деформаций винта станка и обрабатываемых деталей и т.д. местные погрешности шага являются следствием местного износа резьбы ходовых винтов, погрешностей шага многопрофильных резьбобразующих инструментов, неоднородности материала заготовки и других причин. 
Свинчивание резьбовых деталей, имеющих погрешность шага резьбы, возможно только при наличии разности ℓр их средних диаметров, полученной за счет уменьшения среднего диаметра резьбы болта или увеличения среднего диаметра резьбы гайки. 
Диаметральную компенсацию погрешностей шага необходимо определять исходя из абсолютной величины наибольшего отклонения ΔРп, которая может быть как положительной, так и отрицательной. При анализе погрешностей угла профиля резьбы обычно измеряют не угол α, а половину угла профиля α2, которая для метрической резьбы равна 30˚. Измеряя α2, можно установить не только величину α, но и перенос резьбы. 
Отклонением полости угла профиля резьбы Δα/2 болта или гайки называют разность между действительным и номинальным значением α/2. Эта погрешность может быть вызнана погрешностью угла профиля. Погрешность половины угла профиля может явиться следствием ошибок профиля резьбообразуещего инструмента и неточности установки его, перекоса оси детали и т.п. 
При равенстве диаметров резьбы болта и гайки эти детали не будут свинчиваться вследствие перекрытия профилей резьбы. Свинчивание резьбовых деталей, имеющих погрешность Δα/2 , как и имеющих погрешность шага, возможно только при наличии необходимого зазора по средним диаметрам их резьбы, т.е. диаметральной компенсации ℓα этой погрешности, которая может быть осуществлена за счет уменьшения среднего диаметра резьбы болта или увеличения среднего диаметра гайки. 
Приведенный средний диаметр резьбы. Свинчиваемость будет обеспечена только в том случае, если разность средних диаметров резьб болта и гайки не меньше сумм диаметральных компенсаций шага и половины угла профиля обеих деталей. Для упрощения контроля резьбы и расчета допусков введено понятие приведенного среднего диаметра резьбы, учитывающего влияние на свинчиваемость величин d2 (D2), ℓр, ℓα. Значение среднего диаметра резьбы, увеличенное для наружной резьбы или уменьшенное для резьбы на суммарную диаметральную компенсацию отклонений шага и угла наклона боковой стороны профиля, называют приведенным средним диаметром. 
Для свинчивания болта с гайкой необходима диаметральная компенсация как положительных, так и отрицательных погрешностей шага и половины угла профиля болта и гайки. 
Суммарный допуск среднего диаметра резьбы. Средний диаметр, шаг и угол профиля являются основными параметрами резьбы, так как они определяют характер контакта резьбового соединения, его прочность, точность поступательного перемещения и другие эксплуатационные качества.

 

33. Поля допусков  метрической резьбы. Обозначение

Допуск на резьбу. 
Устанавливается допуски для двух диаметров резьбы – среднего диаметра и диаметра выступов (наружного диаметра наружной резьбы и внутреннего диаметра внутренней резьбы). 
Допуск среднего диаметра резьбы определяет допустимую степень отклонения номинального среднего диаметра наружной (d2) и внутренней резьбы (D2). 
Допуск на диаметр выступов устанавливает допустимую степень отклонения номинального наружного диаметра (d) крепежа с наружной резьбой (например, болты, винты) и номинального внутреннего диаметра (D) крепежа с внутренней резьбой (например, гайки). 
Значение допуска среднего диаметра и диаметра выступов всегда отрицательное для крепежа с наружной резьбой и положительное для крепежа с внутренней резьбой. 
Положительный допуск на внутреннюю резьбу и отрицательный на внешнюю позволяет оставлять необходимый допуск на возможную последующую обработку.Поле допуска 
Расстояние между максимальным и минимальным значением установленного ограничения (размер поля es-ei/EI-ES) определяет поле допуска.  

0        - нулевая отметка (h/H) - Номинальный диаметр 
+/-      - положительные/отрицательные зоны расположения допусков 
e/g/G - положение допуска относительно 0 (h/H) 
6/7/8 - степень точности допуска 
*        - стандартный размер допуска болта/гайки 
Es/ei - максимальный размер границы поля допуска 
Ei/es - минимальный размер границы поля допуска 
↨        - допуск зазора для антикоррозийного покрытия

Поле допуска резьбы образуется сочетанием полей допусков среднего диаметра и диаметра выступов. 
Положение поля допуска диаметра резьбы определяется основным отклонением (верхним для наружной резьбы и нижним для внутренней резьбы) и обозначается буквой латинского алфавита, строчной для наружной резьбы и прописной для внутренней. 
Обозначение поля допуска отдельного диаметра резьбы состоит из цифры, указывающей степень точности, и буквы, указывающей основное отклонение. Например, 4h; 6g; 6H. 
Обозначение поля допуска резьбы состоит из обозначения поля допуска среднего диаметра помещаемого на первом месте, и обозначения поля допуска диаметра выступов. 
7g 6g (поле допуска d2 и d). 
Если обозначение поля допуска диаметров выступов совпадает с обозначением поля среднего диаметра, то оно в обозначении поля допуска резьбы не повторяется.

34. Цилиндрические  зубчатые колеса и передачи

Зубчатые передачи делят  по назначению на 4 группы:

1. Отсчётные (кинематические) – измерительные приборы, часы, т.е. там где требуется высокая согласованность углов поворота ведомого и ведущего колёс, а следовательно кинематическая точность.

2. Силовые передачи  – передают большие усилия, при  небольших скоростях; при работе  таких колёс  основным эксплуатационным требованием является площадь контакта зубьев.

3. Скоростные передачи - используются в передачах окружными  скоростями, основное требование  – плавность работы.

4. Передачи общего  назначения – передают малые  нагрузки при невысоких окружных скоростях.

35. Ряды точности  для зубчатых колес и передач  по параметрам зацепления, по  параметрам бокового зазора

Классы точности: 3...12 (предпочтительные 6...9)

Для каждой степени точности установлены независимые нормы  допустимых отклонений различных параметров:

1. кинематич. точности

2. норма плавности

3. норма контакта зубьев;

Независимо от этих 3-х  норм устанавливается норма бокового зазора.

Нормами кинематич. точности  лимитируются степень несогласованности  поворота ведомого колеса, при его зацеплении с точно изготовленным ведущим колесом, эти нормы особенно важны в следящих системах, делительных механизмах и т.д.

Нормы плавности определяют равномерность хода зубчатого колеса, они применяются везде, где предъявляются  жёсткие требования к бесшумности и отсутствию вибраций; напр. в КПП авто.

Нормы контакта зубьев важны  в тяжело нагруженных передачах  например в прессах, прокатных станов, подъёмных механизмах.

Норма бокового зазора: I – A,B,C,D,E,U (min боковой зазор) – вид сопряжения.

II – x,y,z,a,b,c,d,h

III

IV ... – класс межосевого расстояния.

8-7-6-Са/V-128 (ГОСТ 1643-81)

8-по кин. точности

7-по нормам плавности

6-по полноте контакта  зубьев

С-вид сопряжения

а-допуск на бок.зазор

V-класс межосевого расстояния

128-предельный боковой  зазор указанный на чертеже.

36. Шпоночные  соединения, виды 
Шпо́ночное соедине́ние — соединение охватывающей и охватываемой детали для передачи крутящего момента с помощью шпонки. Шпоночное соединение позволяет обеспечить подвижное соединение вдоль продольной оси. Классификация соединений в зависимости от формы шпонки: соединения призматическими шпонками, соединения клиновыми шпонками, соединения тангенциальными шпонками, соединения сегментными шпонками, соединения цилиндрическими шпонками. Основной критерий работоспособности шпоночного соединения — прочность на смятие.

Шпонки делят на: призматические, сегментные, клиновые, тангенциальные.

Призматические и сегментные передают усилие боковыми сторонами  и по высоте между пазом втулки и шпонкой предусмотрен зазор.

Шпоночные соединения выполняют  в системе вала.

Для ширины шпонки (в) принято  поле допуска h9 на длину шпонки и глубины пазов h14.

Виды соединений:

1. Свободное соединение  – обеспечивает подвижность соединяемых деталей при условиях затруднённой сборки.