Корригирование зацепления

Вопросы корригирования (коррекции) зацепления шестерен насосов рассматриваются в целом ряде работ [3; 20; 27] .Для шестерен насосов наиболее целесообразно применение положительного смещения исходного контура режущего инструмента относительно обрабатываемой заготовки.

Корригированные шестерни с положительным смещением инструмента получаются обкаткой делительной окружности шестерни по прямой, параллельной средней линии исходного контура, причем средняя линия перенесена от центра шестерни на величину ξт, где ξ – коэффициент профильного смещения (коэффициент коррекции).

У положительной передачи

А_д > А_о; α > α; ξ >0,

где А_д – действительное расстояние между центрами шестерен;

А_о – теоретическое расстояние между центрами шестерен;

α – угол зацепления передачи;

α _о – угол зацепления основной рейки.

У нулевой передачи (передача с нормальными некорригированными шестернями)

А_д= А_о; α = α; ξ = 0.

При коррекции профиля зуба величину положительного смещения следует выбирать больше величины, диктуемой условиями устранения подрезания профиля. Это целесообразно делать потому, что увеличение профильного смещения приводит к увеличению угла зацепления передачи и к увеличению радиусов кривизны профилей зубьев, что благоприятно сказывается на их контактной прочности. Кроме того, увеличение профильного смещения влечет за собой уменьшение степени перекрытия ε, что также является желательным для шестерен насосов, так как уменьшается вредное влияние запираемой во впадинах жидкости. Степень перекрытия ε характеризует продолжительность зацепления и равняется отношению длины l рабочего участка линии зацепления к основному шагу t. Рабочим участком (длиной зацепления) линии зацепления является часть общей касательной к основным окружностям сцепляющихся колёс, заключённая между окружностями головок (см. рис. 10.11).

Уменьшение степени перекрытия ε желательно даже при наличии разгрузочных устройств, так как ограниченность размеров разгрузочных канавок не всегда позволяет снизить скорость выталкиваемой жидкости до малой величины. Поэтому наряду с другими мерами борьбы с вредным влиянием защемленного объема необходимо стремиться к уменьшению степени перекрытия.

Отрицательными факторами, которые вызываются увеличением положительного смещения, являются уменьшение радиуса перехода от профиля зуба ко впадине и уменьшение толщины зуба по окружности головок.

Первый фактор обычно не является решающим, так как прочность на изгиб зубьев шестерен насосов достаточно велика.

Величина смещения лимитируется толщиной зуба по окружности головок s_e. Для шестерен насосов толщины s_e являются уплотняющими перемычками, разделяющими камеры нагнетания и всасывания по окружности головок шестерен. По данным испытаний шестеренных насосов высокого давления можно считать допустимой величину s_e, равную 0,2т.

Все перечисленные требования удовлетворяются в излагаемой ниже системе, разработанной Е. М. Юдиным [27]. Эта система гарантирует толщину зуба у вершины не менее 0,2т, при достаточно большом коэффициенте профильного смещения (рис. 10.12). Кроме того, она проста и удобна в практическом применении.

В данной системе, аналогично принятой в британском стандарте, действительное расстояние между центрами шестерен определяется по выражению

(10.1)

Диаметр начальной окружности

d=A_d. (10.2)

Диаметр делительной окружности

d_д = mz=A_o. (10.3)

Разность между действительным и теоретическим расстояниями между центрами шестерен

, (10.4)

где ξ_в – суммарный коэффициент воспринимаемого смещения передачи, характеризующий в долях модуля, насколько раздвинуты оси шестерен. Коэффициент ξ_в в рассматриваемой системе равен

Коэффициент воспринимаемого смещения одной шестерни в данном случае при z₁ = z₂ = z будет равен .

Угол зацепления в градусах

.

Величина смещения инструмента принимается равной ξm.

Коэффициент профильного смещения для каждой шестерни

,

где Δs – боковой зазор между зубьями по начальной окружности, принятый в данной системе равным 0,08m.

Коэффициент уравнительного смещения

.

Коэффициент высоты зуба исходного контура (реечного инструмента) принимается равным

Коэффициент высоты зуба

.

Коэффициент радиального зазора исходного контура

.

Диаметр окружности головок шестерни

(10.5)

Полная высота зуба шестерни

. (10.6)

Диаметр окружности впадин

. (10.7)

Для предварительного определения модуля зацепления т при окружной скорости по окружности головок шестерен u_e = 7…20 м/сек и отношении b/m (где b – в мм) в пределах от 6 до 10 можно пользоваться формулой

,

где Q – в л/мин.

Окружная скорость u_e = 7 м/сек является предельной для обычных шестерённых насосов, а u_e = 20 м/сек – для насосов с принудительным питанием от вспомогательного насоса или с наддувом бака.