III Phương phỏp đo cỏc thụng số bỏnh răng
3.1. Phương phỏp kiểm tra tổng hợp loại ăn khớp một bờn
Phương phỏp kiểm tra tổng hợp là phương phỏp kiểm tra sai số động học của bỏnh răng trong điều kiện làm việc thực của nú.
Trong phương phỏp này bỏnh răng thực hiện ăn khớp một bờn, giống điều kiện làm thực của bỏnh răng. Sai số động học được qui đinh là sai số gúc lớn nhất sau
một vũng quay của bỏnh răng, khi nú ăn khớp một bờn với bỏnh răng mẫu và được tớnh ra độ dài cung.
Hỡnh 1-12 là sơ đồ nguyờn tắc đo sai số động học: Bỏnh răng mẫu 1 và bỏnh răng kiểm tra 2 cú cựng thụng số thiết kế. Khi bỏnh răng 1 quay một gúc α, nếu bỏnh răng 2 khụng cú sai số thỡ nú cũng quay đi một gúc α’= α. Khi bỏnh răng 2 cú sai số thỡ α’≠ α.
∆α= α’- α
Sai số động học được tớnh bằng: F’ir=R.∆αΣ
Trong đú ∆αΣ là sai lệch gúc của bỏnh răng kiểm tra so với bỏnh răng mẫu khi bỏnh răng này quay một vũng.
Trong thực tế việc đo F’ir theo sơ đũ đo trờn khụng dễ thực hiện đ ược. Để đo được thuận lợi và chớnh xỏc người ta tiến hành khuếch đại tớn hiệu đo qua cỏc bộ truyền, tạo ra hai chuyển động: Chuyển đ ộng mẫu và chuyển động đo. Trong đú chuyển động mẫu gồm cỏc chi tiết mẫu ăn khớp với nhau; chuyển động đo là chuyển động gồm cỏc chi tiết ăn khớp mẫu ăn khớp với bỏnh răng đo. Sai lệch của hai chuyển động được đỏnh giỏ mức độ sai lệch truyền động của bỏnh răng đo khi sai số của chi tiết mẫu khụng đỏng kể so với chi tiết đo.
Cú thể thực hiện cỏc chuyển động mẫu bằng cỏc phương phỏp khỏc nhau. Hỡnh 1-13 là sơ đồ nguyờn tắc của mỏy kiểm tra tổng hợp kiểu ăn khớp một bờn, mà
Hỡnh 1-12 Sơ đồ nguyờn tắc đo sai số
chuyển động mẫu được thực hiện bằng cặp truyền động ma sỏt. Trong đú cặp đĩa ma sỏt được thiết kế theo đường kớnh vũng ăn khớp của bỏnh răng mẫu 4 và bỏnh răng kiểm tra 3.
Khi bỏnh răng 3 khụng cú sai số, trục I mang kim chỉ 6 và bảng chia 5 chuyển động đồng bộ. Sai lệch của hai chuyển động chỉ ra trờn bảng chia 5 mụ tả sai số truyền động của bỏnh răng 3.
Mỏy đo dựng chuyển động ma sỏt là loại mỏy đơn giản, xớ ch truyền động ngắn, rẻ tiền nhưng cú nhược điểm lớn là cú tồn tại sai số do trượt, ngoài ra phải cú lực ộp giữa hai trục, lực này gõy ra sai số tỷ số truyền khi trục bị cong.
Hỡnh 1-14 a là sơ đồ nguyờn tắc của mỏy đo sai số tổng hợp kiểu ăn khớp một bờn mà chuyển động mẫu được thực hiện nhờ chuyển động ăn khớp bỏnh răng mẫu 3 với bỏnh răng trung gian 2. Bỏnh răng m ẫu cựng thụng số thiết kế với bỏnh răng kiểm tra. Sai lệch giữa hai chuyển động được chỉ ra trờn bảng chia 4.
Hỡnh 1-14 b là sơ đồ mỏy đo dựng bỏnh răng trung gian. Tớn hiệu đo được đưa vào bộ chuyển đổi điện cảm, đưa vào mỏy ghi vào bộ chỉ thị. Kiểu mỏy dựng bỏnh răng trung gian cú ưu điểm là kớch thước nhỏ gọn, đảm bảo truyền động khụng cú trượt, khụng cú lực ộp giữa hai trục làm cong trục, khụng đũi hỏi điều kiện làm việc cao (chống rung, bụi...) như dựng bộ truyền ma sỏt. Tuy nhiờn do khoảng cỏch trục khụng điều chỉnh được nờn khụng điều chỉnh được tỷ số truyền; mỏy vẫn cần nhiều
chi tiết mẫu. Mỏy chỉ thớch hợp khi dựng kiểm tra loại sản phẩm hàng khối, hàng loạt. Mỏy kiểu này thường dựng đo bỏnh răng cú mụđun m = 1 ữ10 mm, khoảng cỏch trục A = 100 ữ 400.
Hỡnh 1-15 là sơ đồ nguyờn tắc của mỏy đo sai số tổng hợp dựng đũn trung gian. Loại mỏy này khắc phục được nhược điểm của cỏc loại mỏy trờn là số chi tiết mẫu ớt hơn, cú thể thay đổi tỷ số truyền nhờ thay đổi đũn trung gian. Mỏy thớch hợp với bỏnh răng sản xuất loạt nhỏ.
Trong sơ đồ, bỏnh răng mẫu 2 ăn khớp với bỏnh răng kiểm tra 3. Chuyển động quay của cỏc bỏnh răng được biến thành chuyển vị dài của cỏc khõu 6 và 9 nhờ hệ truyền đai cú mang khõu trượt. Để so sỏnh hai chuyển động người ta đựng đũn trung gian 7 để đưa chuyển vị về cựng phương. Tuỳ theo thụng số thiết kế của bỏnh răng mẫu và bỏnh răng cần kiểm tra, người ta xỏc định được kớch thước cần điều chỉnh b (a cố định), sao cho khi bỏnh răng đo khụng cú sai số thỡ khõu 8 và 9 chuyển động đồng bộ. b = a R R R R . . . 3 1 4 2
Kớch thước của b đọc được trờn kớnh hiển vi 10.
Hỡnh 1-15 Mỏy đo sai số tổng hợp dựng đũn trung gian
Hỡnh 1-16 Mỏy đo sai số tổng
Hỡnh 1-16 là sơ đồ nguyờn tắc của mỏy đo sai số tổng hợp dựng th ước sin. Trong mỏy, 4 là bỏnh răng kiểm tra, 3 là thanh răng mẫu. Thước sin số 1 được gỏ với gúc nghiờng ϕ thớch hợp để phối hợp chuyện động sao cho khi bỏnh răng quay một vũng, cần số 9 mang bàn trượt tịnh tiến một đoạn l = πD thỡ con trượt 7 mang đồng hồ 6 phải đi xuống đoạn h = πd4. Muốn vậy:
D mz arctg D d arctg = = π π ϕ 4 Trong đú: m - mụđun; z - số răng; D - đường kớnh bỏnh đai.
Chuyển động mẫu là chuyển vị rơi xuống con trượt; chuyện động đi xuống của thanh răng mẫu khi nú ăn khớp với bỏnh răng đo là chuyển động đo. Sai lệch hai chuyển động được chỉ ra trờn đồng hồ 6.
Loại mỏy này cú ưu điểm là cú thể điều chỉnh tỷ số truyền nhờ điều chỉnh gỏ
ϕ; số chi tiết mẫu ớt. Do đặc điểm của mỏy, nú chỉ thớch hợp dựng kiểm tra bỏnh răng cú mụđun nhỏ.
Mỏy đo cú đ ặc điểm là xớch truyền dài, ảnh hưởng đến độ chớnh xỏc khi đo.
Với cỏc sơ đồ nguyờn tắc đó nờu, phương phỏp kiểm tra tổng hợp kiểu ăn khớp một bờn cho ta kết luận về chất lượng sản phẩm sỏt với chất lượng khi làm việc của chi tiết vỡ nú được kiểm tra như điều kiện làm việc hiện thực. Kết quả đo cho phộp kết luận về cỏc chỉ tiờu chất lượng của bỏnh răng như:
+ Mức chớnh xỏc động học được đỏnh giỏ qua sai số động học F’i. Đú là sai số chuyển vị gúc lớn nhất xuất hiện sau một vũng quay, tớnh ra độ dài cung.
+ Mức làm việc ờm: được đỏnh giỏ qua sai số động học cục bộ f’i. Đú là giỏ trị trung bỡnh của sai số chuyển vị gúc sau mỗi răng, tớnh ra độ dài cung.
+ Nếu bụi bột màu lờn mặt răng, sau khi ăn khớp sẽ xuất hiện cỏc vết tiếp xỳc trờn mặt răng. Đo chi ều dài vết tiếp xỳc cú thể đỏnh giỏ được mức tiếp xỳc Fpxn, Fk.
+ Khi thực hiện quỏ trỡnh đo thuận nghịc h, kết quả hai lần đo cho phộp xỏc định được khe hở mặt bờn tối thiểu cũng như khe hở tại vị trớ bất kỳ.
Jn = Jno - (F’ith + F’ing) Trong đú:
Jn - khe hở mặt bờn tại vị trớ khảo sỏt;
Jno - Khe hở mặt bờn tại thời điểm thực hiện quay ngược khi thực hiện quỏ trỡnh đo nghịch;
F’ith và F’ing - sai số động học ở hai quỏ trỡnh đo thuận và đo nghịch tại vị trớ nghiờn cứu.
Trị số Jmin sẽ quyết định dạng đối tiếp của cặp bỏnh răng ăn khớp theo tiờu chuẩn TCVN - 1067 - 84.
Phương phỏp kiểm tra tổng hợp kiểu ăn khớp một bờn cho phộp ta đỏnh giỏ chớnh xỏc chất lượng làm việc thực của bỏnh răng một cỏch nhanh chúng. Tuy nhiờn do phải sử dụng cỏc chi tiết mẫu cú độ chớnh xỏc cao nờn nú chỉ thớch hợp với việc kiểm tra thu nhận. Phương phỏp kiểm tra này khụng chỉ rừ được nguyờn nhõn sai hỏng sản phẩm nờn khụng dựng khi nghiờn cứu độ chớnh xỏc gia cụng bỏnh răng.