Файл: Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения учебник.pdf

не более величины одностороннего отклонения f vh. Допускается несимметричное расположение поля допуска на шаг зацепления.

В колесах, получаемых методом обката, отклонение шага зацеп­ ления зависит главным образом от погрешности того же элемента нарезающего инструмента (червячной фрезы, долбяка, гребенки), которая переносится на обрабатываемое колесо. Незначительное влияние оказывает точность делительной цепи станка. Несмотря на это, была принята формула (172), рекомендованная ISO. При отсутствии отклонений шага зацепления пересопряжение профилей будет плавным, так как к моменту выхода из зацепления одной пары зубьев в контакт уже войдет следующая пара и т. д. И наоборот, если они есть, в зацеплении будет находиться только одна пара зубьев, пересопряжение зубьев сопровождается уда­ рами, повышенным шумом, передача работает неплавно.

Погрешностью профиля зуба fjr (рис. 145, в) называется рас­ стояние по нормали между двумя ближайшими номинальными торцовыми профилями 1, между которыми размещается действи­ тельный торцовый активный профиль 2 зуба колеса. Под дейст­ вительным торцовым профилем зуба понимается линия пересече­ ния действительной боковой поверхности зуба зубчатого колеса плоскостью, перпендикулярной к его рабочей оси.

Погрешности профиля вызывают неплавность работы передачи и уменьшают поверхность контакта зубьев. Предельная погреш­ ность профиля регламентируется в виде допуска / ;-, а не предельнымхг отклонениями. Объясняется это тем, что при контроле эвольвенты положение точки на идеальном профиле (номинальное положение), от которого отсчитывались бы отклонения, остается неизвестным, положение же всего профиля определяется допусти­ мыми отклонениями основного шага.

Действительный профиль рабочего участка зуба может иметь срез у вершины головки, называемый фланком. Применение колес с фланкированными зубьями значительно улучшает плавность работы передачи, обеспечивая более плавный вход зубьев в зацеп­ ление и выход из него. Фланк способствует также образованию масляного клина между нересопрягаемыми зубьями, что вместе с упругой деформацией зубьев снижает относительные ускорения колес, динамические нагрузки и шум в передаче. Поэтому колеса, предназначенные для работы при больших окружных скоростях, следует изготовлять только фланкированными.

Если плавность работы колес отвечает требованиям стандарта, то контроль плавности передач не обязателен. И наоборот, если последняя соответствует нормативам, плавность колес определять не обязательно.

Рассмотренные погрешности, многократно периодически про­ являющиеся за оборот колеса, резко снижают долговечность ско­ ростных тяжелонагруженных передач (например, турбинных редукторов). Они вызывают повторяющиеся разрывы контакта сопряженных зубьев, крутильные колебания привода, поперечные

333

колебания валов и вибрацию всего агрегата. Укапанным динами­ ческим проявлениям циклической погрешности обычно сопут­ ствует шум высокого уровня. Чтобы повысить плавность пере­ дачи, целесообразно увеличивать число зубьев делительного колеса зубообрабатывающих станков и повышать точность чер­ вяка, сопряженного с этим колесом, а также применять шевинго­ вание и зубохонингование колес.

Контакт зубьев в передаче. Для повышения долговечности зуб­ чатых передач необходимо, чтобы полнота контакта сопряженных боковых поверхностей зубьев колес была наибольшей. При не­ полном и неравномерном прилегании зубьев уменьшается несущая площадь поверхности их контакта, неравномерно распределяются контактные напряжения и смазка, что приводит к интенсивному

износу зубьев. Для гарантии требуе­ мой полноты контакта зубьев в пере­ даче установлены наименьшие раз­ мерь! так называемого «суммарного пятна контакта».

Суммарным пятном контакта 1

называется часть активной боковохй поверхности зуба колеса, на которой располагаются следы прилегания его к зубьям парного колеса (следы на­ диров или краски) после вращения собранной передачи при легком тор­ можении, обеспечивающем непре­

рывное контактирование зубьев обоих колес. Пятно контакта (рис. 14G, а) определяется относительными размерами (в процен­ тах):

по длине зуба — отношением расстояния а между крайними точками следов прилегания (за вычетом разрывов с, превосходя­ щих величину модуля в мм) к длине зуба Ь, т. е.

(а —с) cos р

Ъ 100% ;

по высоте зуба — отношением средней (по всей длине зуба) высоты следов прилегания hm к высоте зуба соответствующей

активной боковой поверхности h , т. е. h.v- 100%. Притирка и

" р

прираоотка зуоьев сопряженных колес улучшают их кон­ такт.

Уменьшение полноты контакта вызывается погрешностями установки заготовки на станке (торцовым биением), неточностью станка (непараллельностью направления хода фрезерного суппорта оси вращения стола и его перекосом), а для косозубых колес также погрешностями винта подачи зуборезного станка.

1 В дальнейшем слово «суммарный» не пишется.

334

Па полноту контакта колес влияют такие параметры, погреш­ ность которых искажает форму зубьев и взаимное их расположе­ ние в передаче. Рассмотрим эти погрешности.

Отклонением осевых шагов по нормали Fpxnr называется раз­ ность между действительным осевым расстоянием зубьев и суммой соответствующего числа номинальных осевых шагов, умноженной на синус угла наклона целительной линии зуба р, т. е. Fpxar =

— ж sin Р (рис. 1,47, а). Под действительным осевым расстоянием зубьев понимается расстояние между одноименными линиями зубьев косозубого зубчатого колеса по прямой, параллельной рабочей оси. Расстояние между одноименными линиями соседних зубьев является действительным осевым шагом. Отклонение осевых шагов ограничено верхним ~\-Ррхпи нижним —Fpxn предель­ ными отклонениями.

Погрешностью формы и расположения контактной линии

(потенциальной) Fhr. называется расстояние по нормали между двумя ближайшими номинальными потенциальными контактными линиями 1, условно положенными на плоскость (поверхность) за­ цепления, между которыми размещается действительная потенци­ альная контактная линия 2 на активной боковой поверхности зуба (рис. 147, б). Под потенциальной контактной линией понимается

.линия пересечения поверхности зуба поверхностью зацепления. Допуск на погрешность формы и расположения контактной (потенциальной) линии обозначается буквами Fh. Величина его для данного модуля зависит от ширины колеса (или длины кон­

тактной линии); с ее увеличением допуск увеличивается. Погрешности Fpxnr и Fhr являются показателями контакта

зубьев только для зубчатых, колес с коэффициентом осевого пере­ крытия ер >> 1,25.

Погрешностью направления зуба Fр,. называется расстояние по нормали между двумя ближайшими номинальными делитель­ ными линиями зуба 1 (рис. 147, в), между которыми размещается действительная делительная линия зуба 2, соответствующая ра­ бочей ширине венца. Под действительной делительной линией зуба понимается линия пересечения действительной боковой по­ верхности зуба колеса делительным цилиндром, ось которого совпадает с рабочей осью. Допуск на F$r обозначается буквами F р; с увеличением ширины колеса (или длины контактной линии) допуск F$ увеличивается. Погрешность F$r служит показателем контакта зубьев только для зубчатых колес ер <; 1,25.

Непараллелъностью осей fXr называется непараллельность про­ екций рабочих осей зубчатых колес в передаче на плоскость, в ко­ торой лежит одна из осей и точка второй оси в средней плоскости передачи (рис. 147, г). Под средней плоскостью передачи пони­ мается плоскость, проходящая через середину рабочей ширины венца или (для шевронной передачи) через середину расстояния между внешними торцами, ограничивающими рабочую ширину нолушевронов.

335

Перекосом осей f f называется непараллельность проекции рабочих осей зубчатых колес в передаче на плоскость, проходящую через одну из осей и перпендикулярную к плоскости, в которой лежит эта ось и точка второй оси в средней плоскости пере­

дачи.

Непараллельность и перекос осей определяются в линейных единицах на длине, равной рабочей ширине венца или ширине полушеврона. Эти погрешности характеризуют точность монтажа передачи и ограничиваются допусками, обозначаемыми соответ­ ственно буквами/* и / . Они служат показателями контакта зубьев только для передач с нерегулируемым расположением осей.

Точность монтажа передачи определяется также отклонениями межосевого расстояния far, которыми является разность между действительным и номинальным межосе­ выми расстояниями в средней плоскости передачи. Установлены предельные от­ клонения верхнее + / а и нижнее —/0.

Виды сопряжений зубьев колес в пере­ даче. Характер сопряжения зубьев колес в передаче определяется боковым зазо­ ром /„ (зазором между нерабочими про­ филями зубьев сопряженных колес), обеспечивающим свободный поворот одного из колес при неподвижном втором. Боко­ вой зазор определяется в сечении, пер­ пендикулярном к направлению зубьев, в плоскости, касательной к основным цилиндрам (рис. 148). Он необходим для

создания нормальных условий смазки зубьев, компенсации по­ грешностей изготовления, монтажа и температурной деформации передачи.

Для устранения возможного заклинивания при нагреве пере­ дачи, обеспечения условий протекания смазки и ограничения мертвого хода при реверсированхги отсчетных и делительных пере­ дач наибольшее значение имеет минимальная величина бокового зазора, а не наибольшая или средняя величина этого зазора. Системой допусков на зубчатые передачи устанавливается гаран­ тированный боковой зазор /„min, который называется наименьшим предписанным боковым зазором. Его величина определяется в ос­ новном толщиной зубьев, межосевым расстоянием в передаче, толщиной слоя смазки и величиной деформации от нагрева вне за­ висимости от степени точности колес и передачи. Известно, что далеко не во всех случаях точная передача должна иметь малые зазоры. Например, наиболее точные передачи скоростных редук­ торов турбин изготовляют с весьма большими боковыми зазорами, что необходимо для компенсации температурных деформаций, де­ формации колес от центробежных сил и для свободного протека­ ния смазки.

337

Для удовлетворения требований различных отраслей промыш­ ленности предусмотрено шесть видов сопряжений, определяющих различную величину /„ Шт (рис. 149): Л — с увеличенным гаран­ тированным зазором для степеней точности 3—12; В — с нормаль­ ным гарантированным зазором для степеней точности 3—10; С и D — с уменьшенными зазорами для степеней точности соот­ ветственно 3—9 и 3—8; Е — с малыми зазорами; П — с нулевым гарантированным зазором для степеней точности 3—7. Номиналь­ ное значение гарантированного бокового зазора для указанных видов сопряжений в зависимости ог межосевого расстояния опре­

Установлено восемь видов допуска на боковой зазор, обоз­ начаемых в порядке его возрастания буквами h, d, с, Ъ, а, z, у, х. При отсутствии специальных требований сопряжениям II и Е соответствует вид допуска h, а сопряжениям D , С, В и А — соот­ ветственно виды допусков d, с, Ъи а.

Нормы бокового зазора и виды допусков на него разрешается изменять, используя при этом и виды допуска z, у и х. В результате увеличения температуры при работе передачи размеры колес уве­ личиваются в большей степени, чем размер корпуса, а поэтому боковой зазор уменьшается. Величина /пП1т> необходимая для компенсации температурных деформаций и размещения смазки, определяется по уравнению

а.х и а2 — коэффициенты линейного расширения материала колес и корпуса;

338