Нормирование точности зубчатых колес и передач

Зубчатые колеса и передачи классифицируют по различным признакам, например по виду поверхностей, на которых распола­гаются зубцы (цилиндрические и конические, внутренние и внешние), по направлению зубцов (прямозубые, косозубые, винтовые, шевронные), по профилю зубцов (эвольвентные, циклои­дальные, часовые, цевочные, Новикова), по направлению осей вращения (цилиндрические - с параллельными осями, кониче­ские - с пересекающимися, винтовые и червячные - со скре­щивающимися). Среди множества классификаций важнейшими для определения точностных параметров являются те, которые определяют функциональное назначение передачи.

Требования, предъявляемые к точности зубчатых передач, зависят от назначения передач и условий их эксплуатации. В приборах, делительных машинах и технологическом оборудова­нии для нарезания резьбы и зубчатых колес применяют так на­зываемые «отсчетные передачи,), в которых главное внимание уделяют пропорциональности углов поворота зубчатых колес или кинематической точности. Кинематическая точность передачи определяет постоянство передаточного отношения за полный обо­рот зубчатого колеса. Колеса этих передач в большинстве случаев имеют малый модуль и работают при малых нагрузках и низких скоростях.

Достаточно часто встречаются в технике и «силовые», или тяжело нагруженные зубчатые передачи, к которым не предъяв­ляют высоких требований точности вращения (передачи в дом­кратах, лебедках, прессах и т.д.). При передаче больших крутя­щих моментов требуется хороший контакт боковых поверхностей зубьев в· передаче и максимальное использование площади рабо­чих поверхностей зубьев.

Деление зубчатых передач на «отсчетные» и «силовые» дос­таточно условно, поскольку все они передают крутящие моменты и все должны обеспечить пропорциональность углов поворота. Например, передачи в механических или электронно­-механических часах вполне могут оказаться «силовыми» если малые по абсолютному значению крутящие моменты передаются узкими зубцами с мелким модулем. Если у зубчатых передач нет явно выраженного эксплуатационного характера, их относят к передачам общего назначения. К таким передачам не предъявля­ют повышенных требований по точности.

В редукторах турбин и высокооборотных двигателей, в дру­гих изделиях с высокой круговой частотой вращения применяют «скоростные передачи» (высокоскоростные, быстроходные), для которых основными являются требования к плавности работы, что необходимо для снижения уровня вибраций и шума при рабо­те изделия. Плавность работы передачи зависит от колебания мгновенных передаточных отношений, то есть от разностей пере­даточных отношений в каждый момент зацепления, которые многократно воспроизводятся за один оборот зубчатого колеса. Основными источниками не плавности работы являются такие по­грешности зубчатых колес, как не правильное взаимное расположение зубьев (погрешности шага) и неточность формы рабочих поверхностей (погрешности формы профиля зубьев).

Колеса скоростных передач, как правило, имеют средние мо­дули и передают не слишком большие моменты, однако их зубья могут подвергаться значительным динамическим воздействиям.

В зависимости от условий работы меняются требования и к боковому зазору между нерабочими профилями зубьев. Эвольвентное зацепление теоретически способно работать при нулевых боковых зазорах (толщина зуба, находящегося в зацеплении, равна ширине впадины ответного колеса). Однако неточности из­готовления зубчатого венца приводят к искажению формы и вза­имному смещению реальных профилей зубьев, что может вызвать их деформацию или поломку. Видоизменяют профиль зубьев и его расположение также температурные и силовые деформации. Смещение реальных профилей зубьев может также быть следст­вием неточностей монтажа зубчатых колес.

Для компенсации неточностей изготовления и монтажа, си­ловых и температурных деформаций используют зазор между не­рабочими сторонами про филей зубьев, находящихся в зацеплении колес. Ширина впадины, превышающая толщину зуба, обеспечи­вает не только компенсацию технологических погрешностей и деформаций, но и служит также для размещения слоя смазки, которая при отсутствии зазоров выдавливалась бы из впадин ме­жду зубьями.

В реверсивных передачах устанавливают минимальный боковой зазор, что позволяет предупреждать удары при перемене направления вращения. 3начительные зазоры назначают в пере­дачах, работающих при высоких температурах, и т.д.

Перед нами чертёж зубчатого колеса, где в строке 5 таблицы дано его стандартное обозначение. Обратимся г ГОСТ 1643-81и выясним сущность указанных параметров.

Для зубчатых колес и передач установлено двенадцать степеней точности, обозначаемых в порядке убывания точности арабскими цифрами от 1 до 12. Степени 1 и 2 пока не имеют установленных норм и являются перспективными. Расчетной степенью точ­ности является шестая, т. е. все допуски рассчитывают для нее, а числовые значения допусков других степеней определяют умножением на коэффициенты перехода.

Сте­пени точности применяют:

3... 5 для измерительных зубчатых колёс, зуборезного инструмента и в передачах прецизионных машин и механизмов;

6, 7 - в ответствен­ных передачах станков, автомобилей, самолетов и т. п.;

8, 9 назначают на колеса зубчатых передач средней точ­ности в общем машиностроении;

10... 12 для малоответственных передач.

В каждой степени точности установлены и раздельно контролируются нормы:

1. кинематической точности,

2. плавности работы,

3. контакта зубьев.

Это позволяет конструк­тору в одной передаче комбинировать степени точности, предлагая на ответственные функциональные параметры более

высокие, а на второстепенные менее высокие требования к точности изготовления, В результате изготовление зубчатых передач упрощается и удешевляется без сни­жения качественных показателей данных изделий.

Для каждого вида погрешностей, с учетом заданной степени точности и конструктивных особенностей зубча­той передачи предусмотрено либо несколько равноправ­ных контрольных показателей (ими могут быть одиноч­ные, преимущественно комплексные, показатели), либо контрольные комплексы из двух более простых пока­зателей.

Оценка по комплексному показателю всегда предпоч­тительнее, так как она ограничивает суммарную погрешность данного вида каждого колеса или передачи в це­лом, а не погрешности отдельных элементов, которые взаимодействуя могут как усиливаться, так и частично компенсироваться. Однако многие комплексные показа­тели в цеховых условиях не применяют из-за ограничен­ного числа, сложности и низкой производительности соот­ветствующих измерительных средств. Контроль каждого вида норм достаточно проводить по одному из показателей: для зубчатых колес либо только для передачи.

Контролируемые показатели устанавливает предприя­тие-изготовитель в зависимости от применяемой технологии изготовления, размеров колес, объема производ­ства, требуемой точности, наличия измерительных средств и принятой в данной отрасли общей системы контроля зубчатых передач. Заказчик не вправе отклонять выбран­ные изготовителем стандартные показатели (комплексы) и требовать их замены.

Теоретическое эвольвентное зацепление является двух­профильным, т. е. беззазорным, реально же зубчатые пере­дачи могут работать только при однопрофильном зацеп­лении. Это значит, что собранная передача должна иметь между нерабочими профилями сопряженных зубьев бо­ковой зазор. Он необходим для размещения слоя смазоч­ного материала, компенсации температурных и упругих деформаций деталей, а также погрешностей изготовления деталей и монтажа зубчатой передачи. Существенное влияние на величину бокового зазора оказывает межосевое расстояние, которое также может указываться в обозначении при не соответствии между видом сопряжения, допуска бокового зазора и классом точности межосевого расстояния. Сказанное проиллюстрируем общим примером обозначения:

7-8-7-Вс / IV ГОСТ 1643-81

Рис.1 Условное обозначение цилиндрических зубчатых колёс

В обозначении чертежа 7-8-6 В ГОСТ 1643-81 межосевое расстояние и допуск бокового зазора b соответствует рекомендованному варианту

При одинаковых степенях точности и соблюдении соответствия вида сопряжения, допуска бокового зазора и класса межосевого расстояния обозна­чение существенно сокращается, например

9-В ГОСТ 1643-81 (степени точности по нормам кинематической точности, плавности работы u контакта 9, вид сопряжения В, вид допуска боково­го зазора b, класс точности межосевого расстояния V).

Если на одну из норм не задана степень точности, то на соответствующем месте обозна­чения точности зубчатого колеса вместо цифры ставят букву N например 7-N-6 Вa ГОСТ 1643-81

Принципы обозначения показателей точности зубчатых передач При условном обозначении нормируемых показателей точнос­ти по нормам точности придерживаются следующих правил.

«F» кинематической точности (например: F'i),

«f,» плавности работы (например: f 'i),

«r» в индексе означает действительное (реальное) значение показателя (например: F'ir)

допуски тех же показателей буквы «r» в индексах не содержат.

«'»один штрих означает, что показатель определен при од­нопрофильной проверке (например: F'ir), При однопрофильном зацеплении зубьев контактируют только одни боковые профили, а между неработающими боковыми профилями имеется боковой зазор. Такой вид зацепления по сути обычный для реальных зубчатых передач.

«"» два штриха - при двухпрофильной проверке(например: f "ir);

Пока­затели для зубчатых колес конкретизируются добавлением под­строчных индексов: 1, 2 и 0 относятся к шестерне, колесу и передаче соответственно

«о» в индексе означает, что показатель точности и относится к пере­даче(например: F'ior),

отсутствие буквы «о» - показатель точности одного зубчатого

колеса (например: f 'xr);

В таблице представлены нормируемые показатели в соответствии с ГОСТ 1643-81

Рассмотрим некоторые из указанных показателей

Дата добавления: 2014-01-07