��Instrukcja
do wiczenia laboratoryjnego
pt.
Pomiary odchyBek ksztaBtu
i poBo|enia, gwint�w
oraz k�B zbatych.
/POMIARY K�A ZBATYCH I GWINT�W/
OpracowaB:
mjr rez. mgr in|. Jacek Bo|ejko
CEL WICZENIA
Celem wiczenia jest zapoznanie student�w ze sposobami pomiar�w wybranych wielko[ci
geometrycznych charakteryzujcych koBa zbate i gwinty oraz z narzdziami niezbdnymi do
przeprowadzenia tych pomiar�w. Na podstawie uzyskanych wynik�w mierzcy maj
przeprowadzi wnioskowanie co do mo|liwo[ci dalszego wykorzystania obiekt�w pomiarowych
w urzdzeniach technicznych, ewentualnych przyczyn uszkodzeD powierzchni roboczych oraz
dokona identyfikacji badanego gwintu.
1. POMIARY K�A ZBATYCH
1.1. Wyznaczenie podstawowych parametr�w koBa zbatego
Podstawowymi wielko[ciami charakteryzujcymi koBo zbate s:
z liczba zb�w; h wysoko[ zba;
da [rednica wierzchoBk�w (gB�w); ha wysoko[ gBowy zba;
df [rednica st�p; pb podziaBka zasadnicza;
dp [rednica podziaBowa; � nominalny kt przyporu;
do [rednica piasty; e szeroko[ wrbu;
m moduB koBa zbatego; x wsp�Bczynnik korekcji;
Sc - grubo[ zba; y wsp�Bczynnik wysoko[ci zba;
Rys. 1. Podstawowe elementy geometrii koBa zbatego
walcowego o zbach prostych
W przypadku parzystej liczby zb�w [rednice wierzchoBk�w i st�p nale|y zmierzy
bezpo[rednio na kole zbatym, mierzc odlegBo[ pomidzy wierzchoBkami przeciwlegBych zb�w
(da) i dnami przeciwlegBych wrb�w (df). Dla koBa o nieparzystej liczbie zb�w nale|y zmierzy
[rednic otworu piasty (do) i doda do niej odpowiednio podwojone wielko[ci wymiar�w aa
(da = d0 + 2�aa) lub af (df = d0 + 2�af). W celu udokBadnienia wynik�w pomiar ka|dej wielko[ci
wykona co najmniej kilka razy i do dalszych obliczeD przyj warto[ [redni.
Je|eli przyjmiemy, |e wysoko[ gBowy zba ha (odlegBo[ od [rednicy podziaBowej do
wierzchoBka zba) wynosi m, mo|emy oszacowa warto[ moduBu koBa zbatego. Po podstawieniu
do wzoru i wykonaniu obliczeD:
da
m =
z + 2
sprawdzamy w tabeli 1, kt�ry znormalizowany moduB nominalny jest najbardziej zbli|ony do
uzyskanego z obliczeD. Jako moduB koBa przyjmujemy odczytan z tablicy warto[, kt�ra byBa
najbli|sza tej, uzyskanej z obliczeD, przy czym moduB obliczony por�wnujemy w pierwszej
kolejno[ci z moduBami uprzywilejowanymi.
Tabela 1. Cig znormalizowanych moduB�w nominalnych dla k�B zbatych w [mm]
0,05 0,055
0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0,11
0,12 0,14 0,15 0,18 0,2 0,22
0,25 0,28 0,3 0,35 0,4 0,45
0,5 0,55 0,6 0,7 0,8 0,9
1 1,125 1,25 1,357 1,5 1,75
2 2,25 2,5 2,75 3 3,5
4 4,5 5 5,5 6 7
8 9 10 11 12 14
16 18 20 22 25 28
32 36 40 45 50 55
60 70 80 90
W kratkach pogrubionych podano moduBy uprzywilejowane (zalecane do stosowania)
Korzystajc z uzyskanych danych, obliczamy [rednic podziaBow dp koBa zbatego:
dp = m�"
�"z
�"
�"
Wysoko[ zba h okre[lamy ze wzoru:
da - d
f
h =
2
a wysoko[ gBowy ha zba z zale|no[ci:
da - d
p
ha =
2
Warto[ wsp�Bczynnika wysoko[ci zba y okre[lamy ze wzoru:
h - 0,25m
y =
2m
natomiast wsp�Bczynnik korekcji zazbienia x wyznaczamy z zale|no[ci:
ha
x = - y
m
Warto[ nominaln podziaBki zasadniczej pb okre[la si ze wzoru:
pb = m�""�"
�""�"cos�
�""�"
�""�"
przy czym, wstpnie mo|emy przyj kt przyporu �=20�.
Wielko[ci kt�w przyporu s znormalizowane przedstawiono je w tabeli 2.
Tabela 2. Znormalizowane warto[ci nominalne kta przyporu
Warto[ kta Zastosowanie
20� Kt stosowany wsp�Bcze[nie najcz[ciej.
14� 30 Kt spotykany w starszych konstrukcjach angielskich i amerykaDskich oraz w
sto|kowych koBach zbatych.
15� Kt spotykany w starszych konstrukcjach europejskich oraz w sto|kowych
koBach zbatych.
17� 30 Kt spotykany w sto|kowych koBach zbatych.
22� 30 Kt spotykany w starszych konstrukcjach.
25� Kt wystpujcy w rozrusznikach do motocykli i samochod�w.
30� Kt wystpujcy w rozrusznikach do motocykli i samochod�w.
1.2. Pomiary wybranych wielko[ci charakteryzujcych koBa zbate
1.2.1. Pomiar nier�wnomierno[ci podziaBki zasadniczej
Dla wybranego koBa zbatego, korzystajc z mikromierza talerzykowego zmierzy warto[
podziaBki zasadniczej rzeczywistej. W tym celu, korzystajc z tabeli 3 dla og�lnej liczby zb�w (z),
okre[lamy wymagan do pomiaru wielko[ci Wn i Wn+1 liczb zb�w, kt�r bdziemy musieli
umie[ci pomidzy talerzykami mikrometru talerzykowego.
Tabela 3. Tabela doboru liczby zb�w n do pomiaru wielko[ci Wn koBa zbatego o zbach
normalnych, niekorygowanych (x=0, y=1)
Liczba zb�w koBa z 6-15 16-24 25-33 34-42 43-50 51-59 60-68 69-77
Liczba zb�w do pomiaru n 2 3 4 5 6 7 8 9
Dla wszystkich kolejnych zb�w nale|y wyznaczy warto[ci pomiarowe Wn (dla liczby zb�w
n) i Wn+1 (dla liczby zb�w n+1). Nastpnie, znajc warto[ci Wn+1 i Wn, dla poszczeg�lnych zb�w
obliczy rzeczywiste warto[ci podziaBki:
pb rzeczywista = Wn+1 Wn
Spos�b pomiaru przez n zb�w z wykorzystaniem mikromierza talerzykowego przedstawiono na
rys. 2.
Rys. 2. Spos�b wykonania pomiaru Wn
z wykorzystaniem mikrometru talerzykowego
dla n=4 i z=28
Otrzymane wynik�w pomiar�w podda analizie statystycznej, nanie[ na wykres uzyskane
rezultaty pomiar�w i odnie[ je do warto[ci nominalnej podziaBki. We wnioskach zwr�ci uwag na
r�|nice pomidzy warto[ciami rzeczywistymi podziaBki, w stosunku do jej wielko[ci nominalnej,
oraz na przyczyny takiego, a nie innego rozBo|enia warto[ci poszczeg�lnych podziaBek wzgldem
podziaBki [redniej/nominalnej.
Znajc [rednie warto[ci Wn+1 i Wn, mo|emy wyznaczy rzeczywisty kt przyporu:
Wn+1-Wn
�=arccos
� �"m
1.2.2. Pomiar grubo[ci zba koBa zbatego
Pomiaru grubo[ci zba, podobnie jak i podziaBki zasadniczej, dokonujemy w celu okre[lenia
jako[ci wykonania (wpByw na wytrzymaBo[, cichobie|no[, r�wnomierne zazbienie i obroty itp.)
koBa zbatego. Pomiar ten najcz[ciej dokonujemy na [rednicy podziaBowej. Z uwagi na fakt, i| zby
nacinane s na walcu, wysoko[ pomiarowa nie bdzie odpowiadaBa wysoko[ci gBowy zba ha
(rys. 3). Dlatego nale|y okre[li wysoko[ pomiarow hp. Dla zb�w zerowych (niekorygowanych)
mo|na j wyznaczy korzystajc z wzoru:
z �"m
hp = ha + 1- cos�
( )
2
gdzie: � = 90�/z kt [rodkowy, odpowiadajcy poBowie grubo[ci zba
Korzystajc z suwmiarki moduBowej na pionowej skali ustawiamy uzyskan z obliczeD warto[
wysoko[ci pomiarowej hp, natomiast poziomymi szczkami pomiarowymi mierzymy rzeczywist
grubo[ zba Sc na [rednicy podziaBowej (rys. 3). Nominaln warto[ grubo[ci zba mo|emy
obliczy z zale|no[ci:
Snominalna = z�" �"sin �
�"m�"
�" �"
�" �"
Rys. 3. Spos�b pomiaru grubo[ci zba z wykorzystaniem
suwmiarki moduBowej
Pomiaru grubo[ci ka|dego zba dokonujemy zwracajc uwag na uszkodzenia powierzchni zb�w,
mogcych mie wpByw na wynik pomiaru. Liczb punkt�w pomiarowych okre[la prowadzcy
w zale|no[ci od szeroko[ci wieDca badanego koBa zbatego. W dalszej cz[ci nale|y przeprowadzi
analiz otrzymanych wynik�w pomiar�w, nanie[ na wykres uzyskane rezultaty pomiar�w
i odnie[ je do warto[ci nominalnej grubo[ci zba. We wnioskach zwr�ci uwag na r�|nice
pomidzy warto[ciami rzeczywistymi grubo[ci zba na obwodzie koBa i na jego dBugo[ci wzgldem
jej wielko[ci nominalnej, oraz na przyczyny uzyskanego rozBo|enia warto[ci poszczeg�lnych
grubo[ci zba w stosunku do grubo[ci [redniej/nominalnej.
2. POMIARY GWINT�W
PoBczenie gwintowe stanowi gwint wewntrzny i zewntrzny, stykajce si ze sob [rubowymi
powierzchniami no[nymi. W budowie maszyn stosuje si wiele odmian gwint�w, lecz najcz[ciej
stosowane s gwinty walcowe o zarysie tr�jktnym, jednokrotne, prawe. W tej grupie gwint�w
wyr�|ni mo|na szereg dalszych odmian np. gwinty metryczne, Whitwortha, rurowe i inne.
Znajomo[ tych rodzaj�w i odmian gwint�w niezbdna jest przy identyfikacji gwintu polegajcej na
okre[leniu nastpujcych danych:
" rodzaju gwintu (np. metryczny zwykBy, trapezowy niesymetryczny, sto|kowy calowy itp.
stanowi o tym m.in. ksztaBt zarysu i opisujce go kty);
" kta zarysu zba �;
" [rednicy gwintu (zewntrzna d i rdzenia d3);
" skoku gwintu P (oraz wynikajcy z tego kt wzniosu linii [rubowej �).
Podstawowe elementy geometrii gwintu metrycznego przedstawiono na rys. 4.
Rys. 4. Podstawowe elementy geometrii gwintu metrycznego.
W niniejszym wiczeniu pomiary opisanych powy|ej wielko[ci wykonujemy na mikroskopie
warsztatowym. SkBada si on ze stoBu, na kt�rym umieszczamy obiekt pomiarowy oraz z kolumny
z obiektywem i okularami ([ruba z przekBadni zbat pozwala korygowa ostro[ widzenia
mierzonego przedmiotu). Przesuwny st�B ma mo|liwo[ przesuwania si wzdBu| dw�ch
prostopadBych do siebie osi. Ka|dorazowe jego poBo|enie mo|na okre[li dokonujc odczytu jego
poBo|enia z bbna znajdujcego si na pokrtle przesuwu stoBu. Naniesiona skala mikrometryczna
umo|liwia uzyskanie odczytu poBo|enia stoBu z dokBadno[ci 0,01 mm.
W okularze goniometrycznym mikroskopu (wikszym) umieszczona jest siatka (rys. 5a),
kt�rej poBo|enie ktowe mo|e by regulowane za po[rednictwem pokrtBa poni|ej okularu. Osi
obrotu siatki jest punkt przecicia si linii znajdujcy si w centralnym punkcie okularu. Odczyt
ktowego poBo|enia siatki mo|liwy jest dziki skali, kt�ra widoczna jest w drugim (mniejszym)
okularze, tzw. lupie odczytowej (rys.5b). Ostro[ widzenia siatki mo|na regulowa pokrtBem przy
okularze.
a) b)
Rys. 5. Siatka pomiarowa widoczna w okularze mikroskopu (a) na tle obiektu pomiarowego i skala
ktowego poBo|enia siatki (b) wzgldem osi przesuwu stoBu.
2.1. Pomiar [rednicy zewntrznej d oraz [rednicy rdzenia (wewntrznej) d3
Przed przystpieniem do pomiar�w pierwsz czynno[ci konieczn do wykonania jest wBa[ciwe
uBo|enie obiektu pomiarowego na stole pomiarowym mikroskopu. Zrub nale|y poBo|y na
pryzmach stoBu tak, aby przy ustawieniu ktowym siatki na 0� 00 wszystkie wierzchoBki gwintu
widoczne w okularze, pokrywaBy si z poziom kresk siatki (rys. 5a). Przy nastawie 0� 00 o[
symetrii obiektu pomiarowego jest r�wnolegBa do osi przesuwu stoBu, tj. mamy do czynienia
z przesuniciami r�wnolegBym lub prostopadBym stoBu.
Pomiaru dokonujemy odczytujc kolejne poBo|enia stoBu na bbnie umieszczonym w dolnej
cz[ci stoBu (bben przesuwu wzdBu|nego), gdy linia pozioma siatki pokrywa si z wierzchoBkami
i wrbami po jednej oraz wrbami i wierzchoBkami po drugiej stronie gwintu (rys. 6a, b, c, d). ModuB
z r�|nicy odczyt�w poBo|enia stoBu 1 i 4 pozwala nam obliczy [rednic zewntrzn, za[ moduB
z r�|nicy odczyt�w 2 i 3 umo|liwia obliczenie [rednicy wewntrznej (rdzenia) mierzonego
gwintu. Pomiar�w [rednic dokonujemy w trzech miejscach na dBugo[ci [ruby, unikajc miejsc
uszkodzonych.
a) poBo|enie pocztkowe siatki b) poBo|enie siatki dla odczytu pierwszego
(warto[ci 0,00 [mm] na bbnach przesuwu (P1)
wzdBu|nego i poprzecznego)
c) poBo|enie siatki dla odczytu drugiego d) poBo|enie siatki dla odczytu trzeciego
(P2) (P3)
Rys. 6. Kolejne poBo|enia siatki pomiarowej na tle gwintu przy pomiarze [rednicy zewntrznej
i wewntrznej (rdzenia) gwintu
2.2. Pomiar skoku gwintu P
Warunki do pomiaru skoku gwintu P powinny by takie same jak do pomiaru [rednic, tj. przy
ustawieniu ktowym siatki na 0� 00 wierzchoBki gwintu powinny pokrywa si z poziom kresk
siatki (rys. 5a). Pomiar skoku gwintu dokonujemy w spos�b analogiczny jak pomiar [rednic z tym, |e
przesuw stoBu nastpuje wzdBu| poprzecznej osi stoBu pomiarowego tj. wzdBu| osi gwintu,
a odczyt�w poszczeg�lnych poBo|eD stoBu dokonujemy na bbnie umieszczonym po prawej stronie
stoBu. Skok mierzymy pomidzy dwoma kolejnymi wierzchoBkami zarysu zb�w (rys. 7a, 7b) lub
dwoma kolejnymi wrbami zarysu zb�w. Do pomiaru wybieramy nieuszkodzone zby, o najlepiej
zachowanym/wykonanym zarysie.
Pomiar�w skoku gwintu dokonujemy analogicznie jak w przypadku [rednic w trzech miejscach
na dBugo[ci [ruby.
a) poBo|enie P1(odczyt pocztkowy) i poBo|enie P2 b) szczeg�By sposobu pomiaru skoku gwintu
(odczyt koDcowy po przesuniciu)
Rys. 7. Kolejne poBo|enia siatki pomiarowej na tle gwintu przy pomiarze skoku gwintu
2.3. Pomiar kta zarysu zba �
Warunki pocztkowe do pomiaru kta zarysu zba � powinny by takie same jak do poprzednich
dw�ch pomiar�w, tj. przy ustawieniu ktowym siatki na 0� 00 wierzchoBki gwintu powinny
pokrywa si z poziom lini siatki pomiarowej (rys. 5a). W celu dokonania pomiaru nale|y ustawi
poBo|enie obiektu pomiarowego tak, aby punkt przecicia si linii siatki znalazB si na jednym
z wierzchoBk�w zarysu zba (rys. 8a). Nastpnie obracajc pokrtBem obrotu siatki d|ymy do
pokrycia si pionowej linii przerywanej z tym bokiem zba, na kt�rym le|y ww. wierzchoBek
(rys. 8b), po czym dokonujemy odczytu tego p�Bkta w lupie odczytowej kt�w (znajdujcej si
poni|ej zasadniczego okularu mikroskopu). Obracajc pokrtBem obrotu siatki doprowadzamy
ponownie do ustawienia ktowego siatki na 0� 00 . PokrtBem przesuwu poprzecznego znajdujcym
si po prawej stronie stoBu mikroskopu przesuwamy st�B z gwintem tak, aby punkt przecicia si linii
siatki znalazB si na przeciwlegBym wierzchoBku zarysu tego samego zba (rys. 8c). Ponownie
obracamy siatk d|c do pokrycia si jej z bokiem zba, na kt�rym le|y bie|cy wierzchoBek zba
(rys. 8d) i dokonujemy odczytu drugiego p�Bkta.
a) ustawienie siatki pomiarowej na lewym wierzchoBku b) ustawienie siatki pomiarowej na lewym wierzchoBku
zba, przed pomiarem zba, po obrocie i pokryciu pionowej linii przerywanej
z lewym bokiem zba
(kt obrotu siatki 0�00 ) (kt obrotu siatki >0�00 )
c) ustawienie siatki pomiarowej na prawym wierzchoBku d) ustawienie siatki pomiarowej na prawym wierzchoBku
zba, przed pomiarem zba, po obrocie i pokryciu pionowej linii przerywanej
z prawym bokiem zba
(kt obrotu siatki 0�00 ) (kt obrotu siatki >0�00 )
Rys. 8. Kolejne poBo|enia siatki pomiarowej przy pomiarze kta zarysu zba na lewym (a, b)
i prawym wierzchoBku zba (c i d)
Kt zarysu zba � okre[lamy sumujc dwa zmierzone p�Bkty, pamitajc, |e kt 0� i 360� to te
same kty. Dlatego w przypadku jednego z odczyt�w rzeczywista warto[ kta to bdzie r�|nica kta
360� i dokonanego odczytu!
Pomiar�w wielko[ci charakteryzujcych zarys gwintu dokonujemy w trzech miejscach na
dBugo[ci [ruby, wybierajc nieuszkodzone elementy gwintu.
PrzykBadowe poBo|enie skali pomiarowej kt�w przedstawiono na rys. 9.
a) przykBad odczytu kta o warto[ci 14�42 b) przykBad odczytu kta o warto[ci 345�14
Rys.9. PrzykBadowe poBo|enia skali pomiarowej kt�w przy pomiarze kta zarysu zba �
2.4. Pomiar kta wzniosu linii [rubowej �
Warunki pocztkowe do pomiaru kta wzniosu linii [rubowej � powinny by takie same jak na
rys. 5a. W celu pomiaru warto[ci tego kta nale|y ustawi siatk pomiarow na tle zarysu gwintu tak,
aby punkt przecicia si linii siatki znajdowaB si na krawdzi zarysu linii [rubowej (rys. 10a
poBo|enie 1), a nastpnie obracajc pokrtBem obrotu siatk nale|y d|y do pokrycia si linii
prostopadBej do osi symetrii gwintu z krawdzi zarysu linii [rubowej (rys. 10a - poBo|enie 2). Dla
takiego poBo|enia siatki dokonujemy odczytu z lupy odczytowej kt�w (rys. 10b tu kt 5� 09 ).
a) b)
Rys. 10. Kolejne poBo|enia siatki pomiarowej przy pomiarze kta wzniosu linii [rubowej � (a)
oraz przykBadowa warto[ odczytu tego kta (b)
Pomiar�w kta wzniosu linii [rubowej � dokonujemy trzech miejscach na dBugo[ci [ruby na
pocztku, w [rodku i na koDcu mierzonego gwintu.
Po dokonaniu wszystkich pomiar�w dotyczcych gwint�w w oparciu o normy (np. zamieszczone
w Poradniku mechanika ) nale|y zidentyfikowa gwint, kt�ry byB przedmiotem pomiar�w. Dla
zidentyfikowanego gwintu nale|y zestawi nominalne warto[ci parametr�w podlegajcych
pomiarowi i por�wna z tymi uzyskanymi podczas pomiar�w. Przeprowadzi wnioskowanie
dotyczce ewentualnych przyczyn pojawiajcych si r�|nic pomidzy warto[ciami nominalnymi,
a rzeczywistymi, uzyskanymi podczas pomiar�w.
3. OPRACOWANIE SPRAWOZDANIA
Sprawozdanie (wg przesBanego wzoru) powinno si skBada z:
" strony tytuBowej z tematem wiczenia laboratoryjnego, dat zaj i nazwiskami os�b
wykonujcych wiczenie;
" wstpu, w kt�rym opisany bdzie cel wiczenia, zawarta zostanie charakterystyka k�B zbatych
oraz gwint�w (z rysunkami) i ich zastosowanie (podziaB, rodzaje, oznaczenia wg norm, materiaBy
stosowane do wytwarzania), przedstawiona zostan w spos�b syntetyczny metody pomiaru
i wykorzystane do nich narzdzia;
" zestawienia wynik�w pomiar�w (niezbdne doBczenie oryginalnej, podpisanej przez
prowadzcego karty pomiarowej z wynikami badaD) - nale|y przedstawi niezbdne obliczenia
i wykresy prezentujce uzyskane wyniki i ich odniesienie do warto[ci nominalnych,
zidentyfikowa gwint (przedstawi oznaczenie zgodne z PN);
" wniosk�w, kt�re w oparciu o analiz uzyskanych wynik�w, s komentarzem dotyczcym
przewidywanych przyczyn rozbie|no[ci z warto[ciami nominalnymi mierzonych parametr�w.
4. PRZYKAADOWE PYTANIA SPRAWDZAJCE:
1) Na rysunku koBa zbatego zaznaczy wielko[ci chrakteryzujce geometri koBa zbatego i jego
zb�w, posBugujc si symbolami przyjtymi w normach.
2) Na rysunku gwintu zaznaczy wielko[ci charakteryzujce geometri gwintu, posBugujc si
symbolami przyjtymi w normach.
3) Wymieni wzory dla koBa zbatego walcowego o zbach prostych: moduB, [rednica
podziaBowa, wysoko[ gBowy zba, wysoko[ zba, wysoko[ zba, podziaBka zasadnicza
nominalna i rzeczywista, grubo[ zba
4) Opisa spos�b wyznaczania moduBu koBa zbatego.
5) Opisa metodyk pomiaru grubo[ci zba koBa zbatego z wykorzystaniem suwmiarki
moduBowej.
6) Opisa metodyk pomiaru podziaBki zasadniczej koBa zbatego o zbach prostych
z wykorzystaniem mikromierza talerzykowego.
7) Opisa metodyk pomiaru kta zarysu zba gwintu metrycznego z wykorzystaniem
mikroskopu.
8) Opisa metodyk pomiaru kta wzniosu linii [rubowej gwintu metrycznego z wykorzystaniem
mikroskopu.
9) Opisa metodyk pomiaru skoku gwintu metrycznego z wykorzystaniem mikroskopu.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
instrukcja prezentacja2instrukcja bhp przy obsludze euro grillaDS1000PL InstrukcjaBlaupunkt CR5WH Alarm Clock Radio instrukcja EN i PLInstrukcja do cwiczenia 4 Pomiary oscyloskopoweInstrukcja F (2010)Instrukcja Programowania Zelio Logic 2 wersja polskaInstrukcja kociol MODERATOR 75 200kW plInstrukcje 2Instrukcja12 Wykonywanie sterylizacji instrumentów, materiałówwięcej podobnych podstron