Обзор и анализ существующих конструкций

1.3.1.1. Межцентромер модели МЦМ – 160МP

Межцентромер предназначен для контроля зубчатых колес в двухпрофильном зацеплении, основные технические требования представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3. Технические данные межцентромера модели МЦМ – 160МP

Рисунок 1.6. - Межцентромер модели МЦМ – 160МP.

Прибор имеет основание 1(см.рис.1.6), плавающий суппорт 2, смонтируемый на шариковых направляющих качения, жесткий суппорт 5, устанавливаемый в требуемое положение по шкале 4 и нониусу 5 при помощи винта с маховичком 6, и стопора 7. Оправки 8 и 9 жестко связаны с суппортами 2 и 3; на оправку 8 сажается измерительное колесо, на оправку 9 - проверяемое колесо. Суппорт 2 под действием пружины, находящейся внутри него, прижимает измерительное колесо к поверяемому колесу, создавая плотное беззазорное зацепление. Индикатор 10, закрепленный в державке 11, регистрирует отклонения и колебание измерительного межцентрового расстояния при проворачивании колес относительно друг друга. Измерительный наконечник индикатора 10, упирается в регулируемую пятку 13, выполненную в виде винта.

Регулировкой пятки можно обеспечить настройку индикатора в диапазоне его преобразования.

Измерительная каретка имеет ограничитель хода 14, дающий возможность устанавливать ее в строго фиксированное положение.

Простота конструкции является основным достоинством конструкции.

К недостаткам можно отнести длительное время настройки, ручной привод, измерение небольших диаметров с мелким модулем.

1.3.1.2 Межцентромер модели МЦМ – 400.

Межцентромер предназначен для контроля зубчатых колес в двухпрофильном зацеплении, основные технические требования представлены в таблице 1.4.

Таблица 1.4. Технические данные межцентромера модели МЦМ – 400

Межцентромер состоит из станины 1 (см.рис. 1.7), на которой расположены кронштейн 6 с вертикальными центрами и суппорт 2, несущий измерительную каретку. Суппорт 2 можно перемещать вдоль станины прибора и устанавливать на нужном расстоянии от кронштейна. Измерительная каретка смонтирована на шариковых направляющих, с помощью вертикального суппорта 3 она может перемещаться вдоль оси центров кронштейна. Контролируемое зубчатое колесо 5 (если оно насадное, - с помощью оправки, если валковое - непосредственно) закрепляется в центрах кронштейна. Измерительное колесо 4 с помощью оправки устанавливается на измерительную каретку.

Дальнейшее содержание операции проверки зубчатых колес на межцентромерах зависит от того, какой показатель подлежит контролю. При контроле колебания измерительного межосевого расстояния за оборот колеса F^’’_ir и на одном зубе f"_ir вводят проверяемое колесо в плотное зацепление с измерительным колесом и, поворачивая колесо, обкатывая его относительно измерительного колеса, фиксируют разность между наибольшим и наименьшим действительными межосевыми расстояниями при повороте контролируемого колеса на полный оборот или соответственно на один угловой шаг.

При определении предельных отклонений измерительного межосевого расстояния А_ае и А_аi передвижением суппорта зубчатые колеса устанавливаются на номинальное межосевое расстояние. Это производится с помощью концевых мер длины или по предназначенным для этой цели масштабной шкале и нониусу. После установки суппортов в нужное положение плавающий суппорт должен иметь в небольших пределах возвратно-поступательное движение. Для этого его предварительно устанавливают в среднее положение, затем между оправками помещают блок концевых мер, размер которого определяется по формуле В_бл = а_ωm - (D₁ + + D₂)/2, где а_ωm — измерительное межосевое расстояние; D₁ и D₂ — диаметры оправок. Очевидно, что после того как блок концевых мер будет снят, плавающий суппорт передвинется и зацепление станет беззазорным.

Для нахождения предельных отклонений А_a"_е и А_а^’’_i при вращении колес определяют разность между наибольшим (или соответственно наименьшим) измерительным расстоянием и номинальным межосевым расстоянием, на которое были предварительно установлены сопрягаемые колеса.

Рисунок 1.7. Межцентромер модели МЦМ – 400М.

Основные достоинства рассматриваемого межцентромера измерение крупногабаритных зубчатых колес с крупным модулем. Основные недостатки ручной привод, длительное время настройки и измерения.

При обработки результатов измерения оператор руководствуется следующим:

Таблица 1.5.Контроль параметров при измерении зубчатого колеса на межцентромере.

	Разность между наибольшим и наименьшим действительными межосевыми расстояниями при беззазорном зацеплении измерительного зубчатого колеса 1 с контролируемым 2 при повороте последнего на полный оборот
	Разность между наибольшим и наименьшим действительными межосевыми расстояниями aWM при беззазорном зацеплении измерительного зубчатого колеса 1 с контролируемым 2 при повороте последнего на один угловой шаг.
	Часть активной боковой поверхности зуба колеса, на которой располагаются следы прилегания его к зубьям парного зубчатого колеса после вращения собранной передачи, определяется относительными размерами пятна контакта в процентах: по длине зуба – отношением расстоянием a между крайними точками следами прилегания за вычетом разрывов с, превосходящих величину модуля в мм, к длине зуба ; по высоте зуба – отношением средней(по всей длине зуба) высоты следов прилегания hm к высоте зуба соответствующей активной боковой поверхности (hm/hp)*100%

1.3.1.3 Обоснование выбранных решений.

За основу разрабатываемого прибора взята конструкция межцентромера модели МЦМ -160М, приведенного на рис.3, но в связи с тем, что прибор применяется в условиях массового и крупносерийного производства, для удобства эксплуатации механизируем большинство операций выполняемых на этом приборе, что повысит производительность контроля. Для увеличения диаметров проверяемых колес плавающий суппорт целесообразней заменить на рычаг. В таком случае измерительное усилие будет обеспечивать не пружина плавающего суппорта, а пневмоцилиндр с пружиной на конце штока.

1.3.2 Описание разработанной конструкции

Прибор работает следующим образом. Включением цикла установки детали фиксируем деталь на ведущем шпинделе, в конусное отверстие которого установлена оправка 114. Закрепляется деталь с помощью вращающего пневмоцилиндра 2, закрепленного на заднем конце шпинделя.

В зависимости от величины детали необходимо настроить измерительную станцию на межосевое расстояние. Станция перемещается по направляющим корпуса 100, с помощью винта 166. Отсчет перемещений ведется по нониусу 163 на корпусе станции и линейной шкале 167. Окончательная настройка ведется по калибрам. В состав измерительной станции входит измерительный рычаг 155, на одном из концов которого расположена базовая втулка 169. В базовую втулку вставляется наладка 103 (палец с измерительным зубчатым колесом).

Второй конец измерительного рычага контактирует с наконечником отсчетного устройства 7.

В качестве отсчетного устройства используется, для визуального контроля, рычажно-зубчатая головка 2ИГМ с ценой деления 0,002 мм.

Конструкцией измерительной станции предусмотрена возможность параллельно с устройством визуального контроля применять другие отсчетные устройства.

Подвод измерительного рычага осуществляется пневмоциллиндром 4 через тарированную измерительную пружину 171. Вращением барабана устанавливается величина измерительного усилия от 2 до 12кгс.

Измерительная станция предназначена для измерения отклонений межосевого расстояния от номинального значения при вращении проверяемой детали в беззазорном зацеплении с измерительным зубчатым колесом.

Рычаг обката предназначен для обката измеряемого колеса и проверки пятна контакта.

Подвод измерительного зубчатого колеса к измерительной позиции осуществляется гидроцилиндром 5. В зависимости от диапазона проверяемых колес выбирается положение гидроцилиндра перемещением штока в направляющей втулке 121 с помощью винта 124 и гайки 122. От проворота при перемещении шток 123 удерживает направляющий винт 30. Потенциометром и кнопками управления приводом выбираем величину скорости и направление вращения проверяемой детали. После операции двухпрофильного контроля рычаг 155 измерительной станции отводится гидроцилиндром 5, двигатель отключается. Контрольное колесо на шпинделе рычага покрывается тонким слоем краски. Кнопками управления рычаг обката подводится к проверяемой детали. В случае несовпадения зуба проверяемого колеса и контрольного, кнопкой “Толчок”, доворачиваем деталь до совпадения зуба и впадины.

Включаем двигатель, устанавливаем необходимую скорость вращения потенциометром на пульте управления и визуально оцениваем качества пятна контакта.

Съемник предназначен для приема деталей, транспортировки их на измерительную позицию и снятие после контроля. На верхний конец штока 153 устанавливается наладка, состоящая из вилки 172 с направляющими, служащая для приема деталей, упора, определяющего положение деталей относительно вилки, прихватов для установки деталей на измерительную позицию. Положение штока регулируется упорами 143. Установка и съем деталей осуществляется вращающимся пневмоцилиндром.

После завершения операции контроля деталь снимается с измерительной позиции и перемещается оператором в лоток “брака” или “годных” деталей.

1.4Расчеты, подтверждающие работоспособность

1.4.1 Кинематический расчет

1.4.1.1 Выбор электродвигателя

Электродвигатель предназначен для преобразования электрической энергии в механическую, так же служит для передачи вращающего момента.

Движение ведущего шпинделя при двухпрофильном контроле осуществляется от электродвигателя постоянного тока с регулируемым числом оборотов типа ЭП 110/250.

Исходные данные для расчета:

Число оборотов ведущего шпинделя 2…20об/мин

Мощность электродвигателя 250 Вт

Частота вращения выходного вала двигателя 360-3630 об/мин

Общее передаточное число редуктора i_общ =185

i_черв = 1/58 - передаточное число червячной пары

i_рем = 1/1,6 - передаточное число ременной передачи

i_гит = 1/2 - передаточное число гитары

Рисунок 1.8. Схема кинематическая.

Определим мощность двигателя:

,

Где - угловая скорость выходного вала двигателя (рад/с);

Tд- вращающий момент выходного вала двигателя (Н*мм);

-коэффициент полезного действия привода, равный произведению частных КПД передач, входящих в кинематическую схему:

Где

η₁ = 0,98 - КПД зубчатой передачи;

η₂ = 0,98 - КПД червячной передачи;

η₃ = 0,99 - КПД первой пары подшипников;

η₄ = 0,99 - КПД второй пары подшипников;

η₅ = 0,99 - КПД третей пары подшипников;

η₆ = 0,99 - КПД четвертой пары подшипников;

η₇ = 0,98 - КПД муфты;

η₈ = 0,96 - КПД ременной передачи;

Угловую скорость вала двигателя определим по следующей формуле:

Она передаётся через зубчатую передачу на второй вал-шестерню.

скорость вращения второго вала-шестерни:

Скорость вращения третьего вала:

Скорость вращения четвертого вала:

Тогда требуемая мощность:

Вт

Используемый двигатель подходит по мощности.

Определим вращательные моменты на валу двигателя:

Для 1-ого вала:T₁=P_дв/ω₁=250/379, 94=0, 64 Н*м;

Для 2-ого вала: , где = 0,87 - КПД редуктора

Для 3-ого вала:T₃=P_дв/ω₃=250/3,27=76,4 Н*м;

Для 4-ого вала:T₄=P_дв/ω₄=250/2=125 Н*м;

Определим число оборотов ведущего шпинделя:

n_шп = n_дв ∙ i_гит ∙ i_черв. ∙ i_рем

n_шп =3630∙0,5∙0,017∙0,626 = 20 об/мин

n_шп =360∙0,5∙0,017∙0,626 = 2 об/мин

Число оборотов соответствует техническим требованиям, значит выбранный двигатель подходит.