5.11.2. Система допусков цилиндрических зубчатых передач

Система допусков цилиндрических зубчатых передач изложена в ГОСТ 1643—81, который распространяется на эвольвентные пере­дачи внешнего и внутреннего зацепления с прямыми, косозубыми и шевронными колесами с делительным диаметром до 6300 мм, ши­риной зубчатого венца или полушеврона до 1250 мм, модулем зубь­ев 1—55 мм, с исходным контуром по ГОСТ 13755—81 независимо от метода получения боковых поверхностей зубьев.

Для зубчатых колес и передач установлено двенадцать степеней точ­ности, обозначаемых в порядке убывания точности цифрами от 1 до 12.

Степени 1 и 2 не имеют установленных норм и являются резер­вными. Все допуски рассчитаны для шестой степени точности. Числовые значения допусков других степеней определяют умноже­нием на переходный коэффициент.

Для каждой степени точности зубчатых колес и передач устанав­ливаются независимые нормы допустимых отклонений параметров, определяющих кинематическую точность колес и передачи, плав­ности работы и контакт зубьев передачи, что позволяет назначать различные нормы и степени точности для передач в соответствии с их эксплуатационным назначением и учитывать отличие техноло­гических способов обеспечения требуемой точности.

5.11.3. Кинематическая точность передачи

Ведущее

зубчатое

колесо

Ведомое

зубчатое

колесо

Кинематическая точность характе­ризуется полной погрешностью углов поворота находящихся в зацеплении колес за один оборот. Комплексным показателем нормы кинематической точности является кинематическая по­грешность. Для обеспечения кинема­тической точности предусмотрены нормы, ограничивающие кинемати­ческую погрешность передачи и кинематическую погрешность колеса.

Кинематическая погрешность

Рис. 5.115. Схема определения

кинематической погрешности

передачи

Кинематическая погрешность переда­чи — разность между действитель­ным и номинальным (расчетным) уг­лами поворота ведомого зубчатого ко­леса передачи. Выражается в линейных величинах длиной дуги его делитель­ной окружности (г) (рис. 5.115), т. е.

Наибольшая кинематическая погрешность передачи ограничи­вается допуском /V , который определяется как сумма допусков на кинематическую погрешность зубчатых колес 1 и 2, т. е.

Кинематическая погрешность зубчатого колеса — есть раз­ность между действительным и номинальным (расчетным) углами поворота зубчатого колеса на его рабочей оси, ведомого измери­тельным зубчатым колесом при номинальном взаимном положении осей вращения этих колес; выражается в линейных величинах длины дуги делительной окружности.

Под рабочей осью зубчатого колеса понимается ось, вокруг ко­торой оно вращается в передаче, а под измерительным зубчатым колесом понимается зубчатое колесо повышенной точности, при­меняемое в качестве измерительного элемента для однопрофильно­го и двух профильного методов контроля зубчатых колес.

Рис. 5.116.Кинематическаяпогрешность передачи

Наибольшая кинематическая погрешность зубчатого колеса оп­ределяется как наибольшая алгебраическая разность значений ки­нематической погрешности зубчатого колеса в пределах его полно­го оборота (рис. 5.117). Ограничивается допуском на кинематичес­кую погрешность колеса F,' . Величина допуска на кинематическую погрешность в стандарте не приводится. Ее можно определить как сумму допуска на накопленную погрешность шага колеса F (назна­чаемого в зависимости от степени точности, принятой для нормы кинематической точности) и допуска на погрешность профиля зуба (назначаемого в зависимости от степени точности по нормам плав­ности работы), т. е.

Комплексный показатель — наиболее полно характеризует сум­марное проявление погрешностей колеса в условиях, близких к эксп­луатационным. Однако его использование ограничено из-за отсутствия простых и надежных измерительных приборов для его контроля.

Рис. 5.118. Накопленная погрешность шагов

Кинематическая погрешность зубчатого колеса на шагах оп­ределяется как разность между действительным и номинальным (расчетным) углами поворота зубчатого колеса (на рассматривае­мом числе зубьев k) на его рабочей оси, ведомого измерительным зубчатым колесом, при номинальном взаимном положении осей вра­щения обоих колес. Выражается в линейных величинах длиной дуги делительной окружности. Ограничивается допуском на кинемати­ческую погрешность колеса на шагов .

Кинематическая погрешность цилиндрических колес, изготовля­емых на зуборезных станках методом обката, вызывается погрешнос­тью цепей обката зуборезного станка, несовпадением центра основ­ной окружности колеса с рабочей осью его вращения, неточностью зуборезного инструмента, погрешностью его установки и т. д. Кине­матическая точность зубчатых колес (как комплексный показатель) зависит от погрешностей, суммарное влияние которых обнаружива­ется один раз за оборот колеса. К ним относятся погрешность обката, накопленная погрешность шага, радиальное биение зубчатого венца, колебания длины общей нормали и измерительного межосевого рас­стояния за оборот зубчатого колеса. Комплексным показателем для оценки кинематической точнос­ти является также накопленная погрешность шага по зубчатому ко­лесу или по шагов.

Накопленная погрешность шагов. (рис. 5.118) — наибольшая раз­ность дискретных значений кинематической погрешности зубчатого колеса при номинальном его повороте на k целых угловых шагов.

Накопленная погрешность шагов .(рис. 5.118) — наибольшая раз­ность дискретных значений кинематической погрешности зубчатого колеса при номинальном его повороте на k целых угловых шагов, т. е.

Рис. 5.119. Схема наглядного

определения накопленной

погрешности k шагов

По существу это наибольшая по­грешность во взаимном расположе­нии двух любых одноименных про­филей зубьев по одной окружности колеса или на заданной ее части в k угловых шагов, проходящей по се­редине высоты зуба, с центром на рабочей оси колеса в сечении, пер­пендикулярном его оси. Наглядное представление о показателе дает рассмотрение условной схемы (рис. 5.119), на которой теневая проекция зубчатого венца проверяемого колеса наложена на выполненный в заданном масштабе геометри­чески правильный чертеж того же венца (штриховой профиль). Пос­ле совмещения бокового профиля одного из зубьев (условно — пер­вого) с соответствующим теоретическим профилем на чертеже обна­руживается, что профили остальных зубьев колеса в той или иной степени не доходят (отрицательные погрешности) или переходят (по­ложительные погрешности) за свои номинальные контуры. Ошибки отдельных шагов могут быть и незначительными, когда их измеряют между двумя любыми соседними зубьями колеса. Но относительно номинального расположения профиля зуба они постепенно сумми­руются, достигая на каком-то зубе (3) наибольшего положительного, а на другом (7) наибольшего отрицательного значений.

Радиальное биение зубчатого венца F^ ~ это разность действитель­ных предельных положений исходного контура в пределах зубчатого колеса (от его рабочей оси). Вызывается неточным совмещением ра­бочей оси колеса с технологической осью при обработке зубьев, радиальным биением делительного колеса станка и ограничивается до­пуском на радиальное биение зубчатого венца F_r (под технологичес­кой осью зубчатого колеса понимается ос ь, вокруг которой оно вра­щается в процессе окончательной обработки зубьев по обеим сторо­нам). Контроль радиального биения осуществляется на биение мерах.

Погрешность обката — составляющая кинематической по­грешности зубчатого колеса, определяемая при вращении его на тех­нологической оси и при исключении Циклических погрешностей зубцовой частоты и кратных ей более высоких частот.

Погрешность обката может определяться как погрешность кине­матической цепи деления зубообрабатывающего станка. Погреш­ность обката ограничивается допуском Р.

Колебание длины общей нормали -- это разность между наи­большей и наименьшей действительным длинами общей нормали в одном и том же зубчатом колесе, т. е.

Длиной общей нормали называется расстояние между двумя па­раллельными плоскостями, касательными к двум разноименным ак­тивным боковым поверхностям зубьев Зубчатого колеса, измерен­ное по общей нормали к ним. Общей нормалью является прямая, соединяющая точки касания параллельных поверхностей губок из­мерительного инструмента с разноименными профилями измеряе­мых зубьев. Длина общей нормали не зависит от положения изме­рительных губок инструмента (рис. 5.120), т. е.

Рис. 5.120. Схема измерения длины общей нормали

примет следующий вид:

Колебание длины общей нормали зависит от тангенциальной составляющей погрешности обката и ограничивается допуском . Для контроля длины общей нормали используются специальные зубомерные микрометры и индикаторные нормалемеры, а для зубча­тых колес грубых степеней точности используются штангенциркули с ценой деления 0,05 мм.

Колебание измерительного межосевого расстояния за оборот зубча­того колеса F"_T и на одном зубе // (показатель плавности работы) — это разность между наибольшим и наименьшим действительными межосевыми расстояниями при двухлрофильном зацеплении изме­рительного зубчатого колеса с контролируемым зубчатым колесом при повороте последнего на полный оборот или соответственно на один угловой шаг (рис. 5.121).

Под номинальным измерительным межосевыми расстоянием а понимается расчетное межосевое расстояние при двух профильном зацеплении измерительного зубчатого колеса // с контролируемым зубчатым колесом /, имеющим наименьшее дополнительное сме­щение исходного контура (рис. 5.122).

Рис. 5.121. Изменение измерительного межосевого расстояния: / — один угловой шаг; // — кривая изменения измерительного межосевого расстояния; И! ~ один оборот зубчатого колеса

Рис. 5.122. Номинальноемежосевое расстояние а :

I — контролируемое зубчатое колесо;

//— измерительное зубчатое колесо;

Я/ — номинальное измерительное межосевое

расстояние

Колебание измерительного межосевого расстояния за оборот зубча­того колеса F£ и на одном зубе f_f" проверяют на межцентромере — приборе для комплексного контроля зубчатого колеса при двух профильном (беззазорном) зацеплении с измерительным (точным) колесом.

Кинематическая точность зубчатых колес может быть повышена путем снижения радиального биения колеса и обработке его на станке с повышенной кинематической точностью при точном центрирова­нии заготовки в процессе нарезания и шлифования зубьев. Шевин­гование колес не уменьшает их кинематическую погрешность.