Цепи кинематические. Методы расчета точностиГОСТ 21098-82
РАЗРАБОТАН Министерством высшего и среднего специального образования РСФСР В.А.Вышлов, канд. техн. наук (руководитель темы); С.С.Воронов, канд. техн. наук; Л.В.Гусакова Зам. министра Э.К.Калинин 1. ЦЕЛИ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА ТОЧНОСТИ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ1. ЦЕЛИ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА ТОЧНОСТИ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ 1.1. Устанавливаемые настоящим стандартом методы расчета предназначены для проведения анализа точности кинематических цепей с использованием вероятностного метода и метода максимума-минимума. 1.2. Анализ точности имеет своей целью определение значений показателей точности кинематических цепей, исходя из известных значений показателей точности составляющих звеньев. 1.3. Анализ точности кинематических цепей может проводиться на ЭВМ по алгоритму, приведенному в приложении 3. 1.4. При расчете точности кинематических цепей следует применять: 1.5. При проведении анализа точности кинематических цепей вероятностным методом процент риска должен выбираться из соображений экономической целесообразности с учетом технических требований к кинематическим цепям. При расчете практически предельного значения кинематической погрешности и мертвого хода процент риска равен 0,27%. 2. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ2.1. Передаточный коэффициент погрешности передач , (1)
1. Формула (1) справедлива для расчета передаточных коэффициентов передач при задании погрешностей звеньев в угловых единицах. 2. Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их пояснения приведены в рекомендуемом приложении 1. 2.2. Минимальное значение кинематической погрешности передач, мкм. (2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
2.3. Максимальное значение кинематической погрешности передач, мкм. (10)
(11)
(12)
(13)
(14)
1. Значения коэффициентов фазовой компенсации выбираются из табл.1 и 3 в зависимости от видов передач. 2. Значения рассчитываются в соответствии с рекомендуемым приложением 2. 2.4. Минимальное значение мертвого хода передач, мкм. (15)
(16) 2.5. Максимальное значение мертвого хода передач, мкм. (17)
(18)
(19)
(20)
(21)
2.6. Значение кинематической погрешности и мертвого хода передач в угловых единицах, (...). , (22)
(23)
, (24)
(25) 2.7. Координата середины поля рассеяния кинематической погрешности и мертвого хода передач, (...). ; (26) где - порядковый номер передачи. 2.8. Поле рассеяния кинематической погрешности и мертвого хода передач, (...). ; (28) 2.9. Координата середины поля рассеяния кинематической погрешности и мертвого хода кинематической цепи, (...). (30) 2.10. Значение кинематической погрешности и мертвого хода кинематической цепи, (...). ; (31)
(33)
(34)
(35)
2.11. В том случае, если выходное колесо одной или нескольких передач совершает неполный оборот, соответствующие значения кинематических погрешностей, рассчитанных по формулам (2-8, 10-13), умножаются на коэффициент , значение которого в зависимости от угла поворота выходного колеса выбирается из следующего ряда.
3. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАСЧЕТОВ
3.1. По соответствующей нормативно-технической документации и рабочим чертежам устанавливаются значения величин, необходимые для расчета кинематической погрешности и мертвого хода. 3.2. Рассчитываются значения передаточных коэффициентов (1). 3.3. Расчет кинематической погрешности 3.3.1. Рассчитываются максимальные и минимальные значения кинематической погрешности передач, составляющих кинематическую цепь (2-14). 3.3.2. Максимальные и минимальные значения кинематических погрешностей передач переводятся из линейных единиц в угловые (22, 24). 3.3.3. Рассчитываются координаты середин полей рассеяния и поля рассеяния кинематических погрешностей передач (26, 28). 3.3.4. Рассчитывается координата середины поля рассеяния кинематической погрешности цепи (30). 3.3.5. При вероятностном расчете выбирается процент риска. 3.3.6. Рассчитывается значение кинематической погрешности цепи: 3.4. Расчет мертвого хода 3.4.1. Рассчитываются максимальные и минимальные значения мертвого хода передач, составляющих кинематическую цепь (15-21). 3.4.2. Максимальные и минимальные значения мертвого хода передач переводятся из линейных единиц в угловые (23, 25). 3.4.3. Рассчитываются координаты середин полей рассеяния и поля рассеяния мертвого хода передач (27, 29). 3.4.4. Рассчитывается координата середины поля рассеяния мертвого хода кинематической цепи (30). 3.4.5. При вероятностном расчете выбирается процент риска. 3.4.6. Рассчитывается значение мертвого хода кинематической цепи: Таблица 1
Продолжение табл.1
1. По известному отношению чисел зубьев колес ; () выбираются коэффициенты . 2. Для передаточных отношений, не выражаемых целым числом, в случае работы передачи в пределах больше одного оборота колеса =0,98. Таблица 2
Таблица 3
Таблица 4
Таблица 5
Таблица 6
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (рекомендуемое). ТЕРМИНЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В НАСТОЯЩЕМ СТАНДАРТЕ, ИХ ОБОЗНАЧЕНИЯ И ПОЯСНЕНИЯПРИЛОЖЕНИЕ 1 1. Кинематическая цепь - совокупность звеньев или механизмов, предназначенных для передачи движения. 2. Теоретическая кинематическая цепь - кинематическая цепь, составленная из звеньев с абсолютно точными размерами. 3. Реальная кинематическая цепь - кинематическая цепь, составленная из звеньев, которые имеют отклонения от заданных размеров и форм. 4. Ведущее звено - звено передачи, которое сообщает движение парному звену передачи. 5. Ведомое звено - звено передачи, которому сообщает движение парное звено передачи. 6. Погрешность положения - разность положений ведомого звена реальной и теоретической кинематических цепей для одинаковых положений ведущего звена. 7. Кинематическая погрешность кинематической цепи - алгебраическая разность между погрешностями положений ведомого звена кинематической цепи (черт.1)
8. Максимальная кинематическая погрешность кинематической цепи - наибольшее возможное значение кинематической погрешности кинематической цепи. 9. Минимальная кинематическая погрешность кинематической цепи - наименьшее возможное значение кинематической погрешности кинематической цепи, рассчитанное с учетом возможных компенсаций. 10. Прямой ход - выбранное направление движения звеньев кинематической цепи. 11. Обратный ход - направление движения звеньев кинематической цепи, противоположное прямому ходу. 12. Мертвый ход кинематической цепи - разность положений ведомого звена для одинаковых положений ведущего звена при прямом и обратном ходах кинематической цепи (черт.2).
2 - погрешность положения при обратном ходе; 3 - мертвый ход 13. Передаточный коэффициент погрешности - коэффициент влияния, учитывающий изменение кинематической погрешности передачи при приведении ее к выходному звену кинематической цепи. 14. Передаточное отношение кинематической цепи - произведение передаточных отношений передач, составляющих кинематическую цепь. 15. Допуск на кинематическую погрешность колеса - по ГОСТ 1643-81, ГОСТ 1758-81, ГОСТ 3675-81, ГОСТ 9178-81, ГОСТ 9368-81, ГОСТ 9774-81. 16. Допуск на кинематическую погрешность зубчатой рейки - по ГОСТ 10242-81, ГОСТ 13506-81. 17. Допуск на погрешность винтовой линии на длине нарезанной части червяка - по ГОСТ 9774-81, ГОСТ 3675-81. 18. Допуск на погрешность профиля витка червяка - по ГОСТ 9774-81, ГОСТ 3675-81. 19. Наименьшее смещение исходного контура - по ГОСТ 1643-81, ГОСТ 9178-81, ГОСТ 10242-81, ГОСТ 13506-81. 20. Наименьшее отклонение толщины витка червяка по хорде - по ГОСТ 9774-81, ГОСТ 3675-81. 21. Наименьшее отклонение средней делительной толщины зуба по хорде - по ГОСТ 1758-81, ГОСТ 9368-81. 22. Допуск на смещение исходного контура - по ГОСТ 1643-81, ГОСТ 9178-81, ГОСТ 10242-81, ГОСТ 13506-81. 23. Допуск на толщину витка червяка по хорде - по ГОСТ 3675-81, ГОСТ 9774-81. 24. Допуск на среднюю делительную толщину зуба по хорде - по ГОСТ 1758-81, ГОСТ 9368-81. 25. Накопленная погрешность шага резьбы - разность между действительным и номинальным расстояниями между любыми несоседними профилями витков по образующим среднего диаметра. 26. Предельное отклонение среднего диаметра винта: 27. Верхнее отклонение среднего диаметра гайки - по ГОСТ 9562-60. 28. Предельные отклонения межосевого расстояния - по ГОСТ 1643-81, ГОСТ 9178-81, ГОСТ 10242-81, ГОСТ 13506-81. 29. Предельные отклонения межосевого расстояния в передаче - по ГОСТ 9774-81, ГОСТ 3675-81. 30. Предельные осевые смещения зубчатого венца - по ГОСТ 1758-81, ГОСТ 9368-81. 31. Предельные отклонения межосевого угла - по ГОСТ 1758-81, ГОСТ 9368-81. 32. Предельные отклонения межосевого расстояния в обработке - по ГОСТ 3675-81, ГОСТ 9774-81. 33. Гарантированный боковой зазор - по ГОСТ 1643-81, ГОСТ 1758-81, ГОСТ 9368-81, ГОСТ 3675-81, ГОСТ 9774-81, ГОСТ 10242-81, ГОСТ 13506-81, ГОСТ 9178-81. 34. Номинальный межосевой угол в передаче - по ГОСТ 16530-70*. 35. Угол наклона винтовой линии - по ГОСТ 11703-66 36. Поле рассеяния - по ГОСТ 16319-80. 37. Координата середины поля рассеяния - по ГОСТ 16319-80. 38. Коэффициент риска - по ГОСТ 16319-80. 39. Фазовая компенсация - уменьшение кинематической погрешности передачи в зависимости от начального относительного положения звеньев. 40. Коэффициент фазовой компенсации , - коэффициент, учитывающий степень изменения кинематической погрешности от начального положения звеньев. 41. Монтажное радиальное биение зубчатого колеса - составляющая радиального биения зубчатого венца колеса, вращающегося на рабочей оси, определяемая радиальным биением поверхности, сопряженной с посадочным местом колеса. 42. Монтажное осевое биение зубчатого колеса - составляющая осевого биения зубчатого венца колеса, вращающегося на рабочей оси, определяемая осевым биением поверхности, сопряженной с посадочным местом колеса. 43. Первичные радиальные биения колеса - погрешности, создающие радиальные биения поверхности, сопрягаемой с посадочным местом колеса. 44. Первичные осевые биения колеса - погрешности, создающие осевые биения поверхности, сопрягаемой с посадочным местом колеса. ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (рекомендуемое). РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ МОНТАЖАПРИЛОЖЕНИЕ 2 1. Колеса зубчатые цилиндрические, конические и червячные 1.1. Показателями точности монтажа зубчатых колес являются: а) - монтажное радиальное биение зубчатого колеса; б) - монтажное осевое биение зубчатого колеса. 1.2. Суммарная приведенная погрешность монтажа вычисляется на основании зависимости , (1)
1.3. В том случае, если не заданы допуски на монтажные радиальные и осевые биения зубчатых колес, их следует принимать равными: , (2)
1.4. Допуски на погрешности, создающие первичные радиальные и осевые биения колеса, определяются на основании рабочих чертежей или другой технической документации. 2. Цилиндрические червяки 2.1. Показателями точности монтажа червяка являются радиальное биение витков и осевое биение . 2.2. Суммарная приведенная погрешность монтажа вычисляется на основании зависимости ,* (3)
3. Винты 3.1. Показателями точности монтажа винта являются радиальное биение витков и осевое биение . 3.2. Суммарная приведенная погрешность монтажа вычисляется на основании зависимости (4) ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (рекомендуемое). РАСЧЕТ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ ЦЕПЕЙ НА ЭЦВМ
1. Рекомендуемый алгоритм расчета кинематической погрешности и мертвого хода согласно черт.1. 2. Исходные данные для расчета подготавливаются согласно таблице рекомендуемого приложения 5. 3. Алгоритм выводит на печать значения кинематической погрешности и мертвого хода каждой ступени цепи, суммарное значение кинематической погрешности и мертвого хода, рассчитанные по формулам (31, 33) и (32, 35) соответственно методами максимума-минимума и вероятностным. 4. В том случае, если алгоритм преимущественно используется для определения кинематической точности одних типов передач, он может быть упрощен путем исключения блоков расчета неиспользуемых видов передач. 5. При необходимости алгоритм может быть приращен путем включения блоков расчета дополнительных видов передач. 6. При использовании ЭВМ малой мощности (Электроника 100, ЭКВМ ТЗ-16 и т.п.) рекомендуется вместе с числом передач последовательно вводить исходные данные. 1 - зубчатая цилиндрическая; 2 - зубчатая коническая; 3 - червячная цилиндрическая; 4 - зубчатая реечная; 5 - винт-гайка. Черт.1. Рекомендуемый алгоритм расчета кинематической точности цепиРекомендуемый алгоритм расчета кинематической точности цепи
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 (рекомендуемое). ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ
а) метод максимума-минимума (10) ; б) вероятностный метод (34) .
а) метод максимума-минимума (13) ; б) вероятностный метод (34) .
мкм.
а) метод максимума-минимума (12) ; б) вероятностный метод (34) .
Решение
а) метод максимума-минимума (14) ; б) вероятностный метод (34) . ПРИЛОЖЕНИЕ 5 (рекомендуемое). ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ И МЕРТВОГО ХОДА
=80; =74; =715; =82; =800; =30°. 2. Рассчитываются передаточные коэффициенты погрешностей передач (1) ; ; . 3. Рассчитываются максимальные значения кинематической погрешности и мертвого хода передач (10, 11, 14, 17, 18, 21), мкм: ; ; 4. Рассчитываются минимальные значения кинематической погрешности и мертвого хода передач (2, 4, 9, 15, 16), мкм: ; 5. Максимальные и минимальные значения кинематической погрешности передач переводятся из линейных единиц в угловые (22, 24), (...): ; 6. Максимальные и минимальные значения мертвого хода передач переводятся из линейных единиц в угловые (23, 25), (...): ; 7. Рассчитываются координаты середин полей рассеяния и поля рассеяния кинематической погрешности передач (26, 28), (...): ; 8. Рассчитываются координаты середин полей рассеяния и поля рассеяния мертвого хода передач (27, 29), (...): ; 9. Рассчитывается координата середины поля рассеяния кинематической погрешности цепи (30), (...): . 10. Рассчитывается кинематическая погрешность цепи, (...): а) метод максимума-минимума (31) ; б) вероятностный метод (33) . 11. Рассчитывается координата середины поля рассеяния мертвого хода цепи (30), (...): . 12. Рассчитывается мертвый ход цепи, (...): а) метод максимума-минимума (32) ; б) вероятностный метод (35) .
дены в таблицу. 2. Рассчитываются передаточные коэффициенты погрешности для каждой передачи (1). Передаточные коэффициенты погрешностей сведены в таблицу.
3. Рассчитываются максимальные значения кинематической погрешности и мертвого хода передач (10, 12, 17, 19), мкм: ; 4. Рассчитываются минимальные значения кинематической погрешности и мертвого хода передач (2,6), мкм: ; 5. Максимальные и минимальные значения кинематической погрешности передач переводятся из линейных единиц в угловые (22), (...): ; 6. Максимальные и минимальные значения мертвого хода передач переводятся из линейных единиц в угловые (23), (...): ;
7. Рассчитываются координаты середин полей рассеяния и поля рассеяния кинематической погрешности передач (26, 28), (...): ; 8. Рассчитываются координаты середин полей рассеяния и поля рассеяния мертвого хода передач (27, 29), (...): ; 9. Рассчитывается координата середины поля рассеяния кинематической погрешности цепи (30), (...): . 10. Рассчитываются значения кинематической погрешности цепи, (...): а) метод максимума-минимума (31) ; б) вероятностный метод (33) 11. Рассчитывается координата середины поля рассеяния мертвого хода цепи (31), (...): . 12. Рассчитывается значение мертвого хода цепи, (...): а) метод максимума-минимума (32) ; б) вероятностный метод
12. Рассчитываются углы поворота выходных зубчатых колес передач и выбираются коэффициенты : ; 13. Значения кинематических погрешностей передач умножаются на соответствующие значения коэффициентов , (...): . 14. Рассчитываются координаты середин полей рассеяния и поля рассеяния кинематических погрешностей передач (26, 28), (...): 15. Рассчитывается координата середины поля рассеяния кинематической погрешности цепи (30), (...): . 16. Рассчитываются значения кинематической погрешности цепи, (...): а) метод максимума-минимума (31) ; б) вероятностный метод (33)
|
|