прилеганию витков по воришкам резьбы. Коническая резьба наи более распространена для соединения топливных, водяных, мас ляных п воздушных трубопроводов. Ее применяют также в нефтя ной промышленности, где кроме герметичности она обеспечивает более высокую прочность и износостойкость соединения.
Коническая резьба имеет профиль, в котором биссектриса угла перпендикулярна оси конуса (рис. 135). Такой профиль обеспе чивает хорошее взаимное прилегание витков конической резьбы
а — трубная с |
углом профиля 55°, Я — 0.96024S. |
h = |
0,64033s, |
г = 0.13728S, |
ф = 1°47'29"; б — дюймовая с углом |
профиля 60°; |
« — расположение полей допусков на расстояния вершин |
и впадин |
|
резьбы от линии среднего диаметра |
|
|
при свинчивании ее с цилиндрической, а также упрощает технику измерения. Диаметры конической резьбы измеряют в так называе мой основной плоскости, которой называется плоскость сечения, расположенная на заданном расстоянии от базы конуса. При свинчивании без натяга конической резьбы, имеющей номиналь ные размеры, основная плоскость совпадает с торцом муфты.
Наибольшее распространение из конических резьб получили трубная с углом профиля 55° по ГОСТ 6211—G9 (рис. 135, а) и дюймовая с углом профиля 60° по ГОСТ 6111—52 (рис. 135, б).
Конусность обеих резьб
_1
К —2 tg ср = 16»
где ф = 1°47'24" — угол уклона.
Коническая резьба по ГОСТ 6211—69 имеет эксплуатационные преимущества перед резьбой по ГОСТ 6111—52, так как закруг ленные вершины и впадины повышают стойкость резьбонарезного инструмента, а также прочность резьбовых деталей, особенно при переменных нагрузках.
В отличие от цилиндрических в конических резьбах допуск среднего диаметра dcv не устанавливается. Отклонения среднего диаметра конической резьбы ограничиваются косвенно предель ными отклонениями ± б /2 базорасстояния 12. Кроме того, для ко нической резьбы установлен допуск на высоту профиля резьбы в виде предельных отклонений расстояний бhx и 6/ц вершин и впадин резьбы от линии среднего диаметра и допуски на половину
угла профиля б -g, угол наклона бф и шаг резьбы бS, которые яв
ляются исходными для проектирования и контроля износа резь бообразующего инструмента и факультативными при приемке деталей (рис. 135, в).
Примеры обозначения конической резьбы приведены в табл. 26. Основным средством контроля конической резьбы являются калибры. Годность изделий определяют по осевому положению торца калибра относительно торца трубы или муфты. При измере нии элементов конической резьбы используют те же методы и
средства, что и для цилиндрической резьбы.
ГЛАВА X
ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ЗУБЧАТЫХ II ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ
§ 49. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ, ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ И ТОЧНОСТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
В зависимости от расположения осей сопряженных колес зуб чатые передачи делятся на цилиндрические (оси параллельны), конические (оси пересекаются), винтовые, гипоидные и червячные (оси перекрещиваются). Для получения больших передаточных чисел, передачи движения через герметичную стенку и в ряде дру гих случаев применяют волновые зубчатые передачи. В них одно из колес выполняется в виде тонкостенной детали, упругие (вол новые) деформации которой используются для передачи движения от ведущего вала к ведомому.
По расположению зубьев различают прямозубые, косозубые, шевронные зубчатые колеса и с криволинейными зубьями. Профиль зубьев может быть очерчен эвольвентой, циклоидой и другими кривыми. Наибольшее распространение получили передачи с эвольвентным зацеплением. В последнее время в промышленности все шире начинают применять передачи с зацеплением Новикова, обладающие высокой несущей способностью. Профиль зубьев колес этих передач очерчен дугами окружностей.
Эвольвентный профиль зуба обычно получается в результате обкатывания нарезаемого колеса без скольжения зуборезным инструментом. При этом профиль и геометрические параметры зубьев зубчатых колес должны соответствовать стандартизован ному профилю и параметрам исходного контура зубчатой рейки
(рис. 136).
Параметры эвольвентного зацепления (рис. 137) рассматри ваются в курсе «Теория механизмов и машин». Здесь укажем только, что теоретическая зубчатая эвольвентная передача яв ляется беззазорной (контакт зубьев колес происходит одновременно по правым и левым боковым профилям) и имеет постоянное пере
даточное отношение |
0\Р __ _£i_ |
(Og |
(158) |
i |
|
0 2Р |
z 2 |
&V |
|
где ОгР, 0.2Р — радиусы |
начальных |
окружностей |
колес; |
zu z2 — число зубьев колес; |
|
|
со1, со2 — угловые |
скорости |
колес. |
|
Реальная зубчатая передача из-за необходимого эксплуата ционного бокового зазора, а также из-за погрешностей изготовле ния колес и монтажа передачи является однопрофильной (контакт зубьев колес происходит только по одним рабочим профилям) с колеблющилюя за оборот передаточным отношением.
Зубчатые передачи, широко применяют как в машинах, так и приборах. По эксплуатационному назначению их можно разделить на четыре основные группы: отсчетные, скоростные, силовые и общего назначения.
К отсчетиым относятся зубчатые передачи измерительных при боров, делительных механизмов металлорежущих станков и дели тельных машин, счетно-решающих механизмов и т. п. В боль шинстве случаев колеса этих передач плюют малый модуль, не-
Рис. 136. Исходный контур эвольвентных зубчатых колес
(ГОСТ 13755—68):
а — без среза; б — ео срезом
большую длину зуба и работают при малых нагрузках и скоро стях. Основным эксплуатационным показателем огечетпых передач является высокая кинематическая точность, т. е. точная согла сованность углов поворота ведущего и ведомого колес передачи.
Скоростными являются зубчатые передачи турбинных редук торов, двигателей турбовинтовых самолетов и др. Окружные скорости зубчатых колес таких передач могут достигать 120 м/с при сравнительно большой передаваемой мощности (40 000 кВт и более). Их основной эксплуатационный показатель — плавность работы, т. о. отсутствие циклических погрешностей, многократно повторяющихся за оборот колеса. С ростом скорости вращения требования к плавности работы повышаются. Передача должна работать бесшумно и без вибраций, что может быть достигнуто при .минимальных погрешностях формы и взаимного расположения зубьев. Для тяжелонагруженных скоростных зубчатых передач имеет значение также полнота контакта зубьев. Колеса таких передач обычно имеют средней величины модули и значительную длину зуба. Для них часто ограничивают также интенсивность шума работающей передачи, вибрацию, статическую и динамиче скую неуравновешенность вращающихся масс и т. н.
К силовым относятся зубчатые передачи, передающие значи тельные крутящие моменты и работающие при малых числах оборотов (зубчатые передачи шестеренных клетей прокатных ста нов, подъемно-транспортных механизмов и др.). Колеса для таких передач изготовляют с большим модулем и большой длиной зуба. Основное точностное требование к ним — обеспечение более пол-
|
: Высота |
|
' головки |
|
чзуба |
ь А |
Высота |
зуда |
J w |
V |
Высота |
|
ножки зуба |
Рпс. 137. Основные геометрические параметры эвольвентного зацепления
ного использования активных боковых поверхностей зубьев, т. е. получение наибольшего пятна контакта зубьев.
К передачам общего назначения не предъявляются повышен ные требования по точности.
Зубчатые передачи должны обладать большой долговечностью (5—10 тыс. ч работы и более).
§ 50. СИСТЕМА ДОПУСКОВ ДЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ
II. А. Калашниковым, Б. А. Тайцем, Л. А. Архангельским и другими исследователями установлено, что при разработке си стемы допусков для зубчатых передач необходимо рассматривать
зубчатое колесо как звено механизма, погрешности которого определяют характер нарушения кинематических функции этого механизма. Погрешность передачи в таком случае представляет собой отклонение действительного закона относительного движе ния колес реальной передачи от закона относительного движения колес идеально точной передачи, т. е.
//(ф) = / ( ф)-/о(ср), |
(159) |
где F (ср) — функция кинематической погрешности реаль ной передачи;
Ф— координата, определяющая мгновенное поло жение ведущего колеса передачи;
/(ф) и / 0 (ф) — соответственно законы относительного движе
ния колес реальной и идеальной передач. Для представления и анализа функции кинематической по
грешности рекомендуется-использовать ряды Фурье, наилучшим образом соответствующие природе происхождения погрешностей и формам их проявления в работающей передаче. Функция кине матической погрешности зубчатого колеса может быть представ лена, например, формулой
к = п |
|
^ ( ф )= 2 + ^ cftsin(Axp4- 9fc). |
(160) |
fc = i |
|
Функция F (ф) = F (ф + 2л), т. е. является периодической, так как после каждого оборота колеса она принимает первоначаль ное значение.
Показатели точности должны не только регламентировать точ ность отдельного колеса, но и определять эксплуатационные пара метры всей передачи, характер которых зависит от их служебного назначения. Следовательно, точностные требования к передачам нужно устанавливать исходя из их служебного назначения.
Указанные исходные положения были в значительной степени использованы при разработке ГОСТ 1643—56 и полностью исполь зованы в ГОСТ 1643—72. Последний стандарт соответствует реко мендации ISO № 1328 «Точность цилиндрических зубчатых передач эвольвентного зацепления» и рекомендациям СЭВ по стандартиза ции PC 3352—71. Эвольвентные цилиндрические зубчатые пере дачи регламентированы ГОСТ 1643—72, который распространяется на колеса внешнего и внутреннего зацепления с прямыми, косыми и шевронными зубьями с диаметром делительной окружности до 6300 мм, модулем от 1 до 56 мм, шириной венца или полушеврона до 1250 мм.
Установлено 12 степеней точности зубчатых колес и передач, обозначаемых в порядке убывания с 1-й по 12-ю. Для 1 и 2-й сте пеней отклонения в стандарте не даны (они предусмотрены для будущего развития). Приведенные нормы относятся к окончательно изготовленным зубчатым колесам и передачам (точность заготовок
