Chương 2. Các nguyên lý chuyển đổi vμ khuếch đại
3.9. Ph−ơng pháp đo các thông số bánh răng
3.9.1. Ph−ơng pháp kiểm tra tổng hợp loại ăn khớp một bên
Phương pháp kiểm tra tổng hợp là phương pháp kiểm tra sai số động học của bánh răng trong điều kiện làm việc thực của nó. Trong ph−ơng pháp này bánh răng thực hiện ăn khớp một bên, giống điều kiện làm việc thực của bánh răng.
Sai số động học đ−ợc qui định là sai số góc lớn nhất sau một vòng quay của bánh răng, khi nó ăn khớp một bên với bánh răng mẫu và đ−ợc tính ra độ dài cung.
Hình 3-64. Kiểm tra tổng hợp loại ăn khớp một bên.
Hình 3-64a là sơ đồ nguyên tắc đo sai số động học: bánh răng mẫu 1 và bánh răng kiểm tra 2 có cùng thông số thiết kế. Khi bánh răng 1 quay một góc α,
2 1
1 2
4 5 6 3
a) b)
4 5 3
1 2
nếu bánh răng 2 không có sai số thì nó cũng quay đi một góc α' = α. Khi bánh r¨ng 2 cã sai sè th× α' ≠ α.
Δα = α' - α
Sai số động học đ−ợc tính bằng:
F'ir = R . ΔαΣ
Trong đó ΔαΣ là sai lệch góc của bánh răng kiểm tra so với bánh răng mẫu khi bánh răng này quay một vòng.
Trong thực tế việc đo F'ir theo sơ đồ đo trên không thể thực hiện đ−ợc. Để
đo được thuận lợi và chính xác người ta tiến hành khuếch đại tín hiện đo qua các bộ truyền, tạo ra hai chuyển động: Chuyển động mẫu và chuyển động đo. Trong
đó chuyển động mẫu gồm các chi tiết mẫu ăn khớp với nhau; chuyển động đo là chuyển động gồm các chi tiết ăn khớp mẫu với bánh răng đo. Sai lệch của hai chuyển động đánh giá mức độ sai lệch truyền động của bánh răng đo khi sai số của chi tiết mẫu không đáng kể so với chi tiết đo.
Có thể thực hiện các chuyển động mẫu bằng các phương pháp khác nhau.
Hình 3-64b là sơ đồ nguyên tắc của máy kiểm tra tổng hợp kiểu ăn khớp một bên, khi mà chuyển động mẫu đ−ợc thực hiện bằng cặp truyền động ma sát. Trong đó cặp đĩa ma sát đượt thiết kế theo đường kính vòng ăn khớp của bánh răng mẫu 4 và bánh răng kiểm tra 3.
Khi bánh răng 3 không có sai số, trục 1 mang kim chỉ 6 và bảng chia 5 chuyển động đồng bộ. Sai lệch của hai chuyển động chỉ ra trên bảng chia 5 mô tả
sai số truyền động của bánh răng 3.
Hình 3-65. Sơ đồ nguyên tắc của máy đo sai số tổng hợp kiểu ăn khớp một bên.
Máy đo dùng chuyển động ma sát làm chuyển động mẫu đơn giản, xích truyền A
II 4 I
4 3
1 2
5 a) b)
động ngắn, rẻ tiền nh−ng có nh−ợc điểm lớn là có tồn tại sai số do tr−ợt, ngoài ra phải có lực ép giữa hai trục, lực này gây ra sai số tỷ số truyền khi trục bị cong.
Hình 3-65a là sơ đồ nguyên tắc của máy đo sai số tổng hợp kiểu ăn khớp một bên mà chuyển động mẫu đ−ợc thực hiện nhờ truyền động ăn khớp bánh răng mẫu 3 với bánh răng trung gian 2; còn chuyển động đo là truyền động ăn khớp giữa bánh răng kiểm tra 1 và bánh răng trung gian 2. Bánh răng mẫu cùng thông số thiết kế với bánh răng kiểm tra. Sai lệch giữa hai chuyển động đ−ợc chỉ tra trên bảng chia 4.
Hình 3-65b là sơ đồ máy đo dùng bánh răng trung gian. Tín hiệu đo đ−ợc
đ−a vào bộ chuyển đổi điện cảm, đ−a vào máy ghi và bộ chỉ thị. Kiểu máy dùng bánh răng trung gian có ưu điểm là kích thước nhỏ gọn, đảm bảo truyền động không có tr−ợt, không có lực ép giữa hai trục làm cong trục, không đòi hỏi điều kiệm làm việc cao (chống rung, bụi...) nh− dùng bộ truyền ma sát. Tuy nhiên do khoảng cách trục không điều chỉnh đ−ợc nên không điểu chỉnh đ−ợc tỷ số truyền; máy vẫn cần nhiều chi tiết mẫu. Máy kiểu này th−ờng dùng kiểm tra loại sản phẩm hàng khối, hàng loạt. Máy kiểu này th−ờng dùng đo bánh răng có môđun m = 1ữ 10mm, khoảng cách trục A = 100 ữ 400mm.
Hình 3-66. Sai số động học của quá trình đo thuận nghịch.
Với các sơ đồ nguyên tắc đã nêu, phương pháp kiểm tra tổng hợp kiểu ăn khớp một bên cho ta kết luận về chất l−ợng sản phẩm sát với chất l−ợng khi làm việc của chi tiết vì nó đ−ợc kiểm tra nh− điều kiện làm việc thực. Kết quả đo cho phép kết luận về các chỉ tiêu chất l−ợng của bánh răng nh−:
• Mức chính xác động học: đ−ợc đánh giá qua sai số động học F’1. Đó là sai số chuyển vị góc lớn nhất xuất hiện sau một vòng quay, tính ra
2 F
F J
J -
+
+ -
F' ,f'i i
ϕ k π
ing
ith nk
no
độ dài cung.
• Mức làm việc êm: đ−ợc đánh giá qua sai số động học cục bộ f'1, đó là giá trị trung bình của sai số chuyển vị góc sau mỗi răng, tính ra độ dài cung.
• Nếu bôi bột màu lên mặt răng, sau khi ăn khớp sẽ xuất hiện các vết tiếp xúc trên mặt răng. Đo chiều dài vết tiếp xúc có thế đánh giá
đ−ợc mức tiếp xúc Fpxn, Fk.
• Khi thực hiện quá trình đo thuận nghịch, kết quả hai lần đo cho phép xác định đ−ợc khe hở mặt bên tối thiểu cũng nh− khe hở tại vị trí bất kú.
Jn = Jno - (F'ith + F'ing) trong đó:
Jn- khe hở mặt bên tại vị trí khảo sát;
Jno- khe hở mặt bên tại thời điểm thực hiện quay ng−ợc khi thực hiện quá trình đo nghịch;
F'ith và F'ing- sai số động học ở hai quá trình đo thuận và đo nghịch tại vị trí nghiên cứu.
Trị số Jmin sẽ quyết định dạng đối tiếp của cặp bánh răng ăn khớp theo tiêu chuÈn TCVN 1067 - 84.
Phương pháp kiểm tra tổng hợp kiểu ăn khớp một bên cho phép ta đánh giá
chính xác chất l−ợng làm việc thực của bánh răng một cách nhanh chóng. Tuy nhiên do phải sử dụng các chi tiết mẫu có độ chính xác cao nên nó chỉ thích hợp với việc kiểm tra trong sản xuất mặt hàng ổn định, khối l−ợng sản phẩm lớn và dùng khi kiểm tra thu nhận. Ph−ơng pháp kiểm tra này không chỉ rõ đ−ợc nguyên nhân sai hỏng sản phẩm nên không dùng khi nghiên cứu độ chính xác gia công bánh răng.