Соответствие окружной скорости и степени точности

Степень точности колес	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Окружная скорость, V м/с	св. 50	до 50	до 30	до 16	до 10	до 6	до 2	менее 2
Примечание. Для широких косозубых колес скорости могут быть увеличены в два раза.

Степени 3, 4, 5, 6 назначаются на скоростные передачи, с окружной скоростью от 10 до св.50 м/с;

Степени 7, 8, 9 назначают на средние передачи, с окружной скоростью от 2 до 10 м/с;

Степени 10,11,12 назначают на тихоходные передачи, с окружной скоростью менее 2 м/с.

Области применения различных степеней точности:

3 - 5 степени – для цилиндрических зубчатых колес, измерительных приборов, для делительных механизмов зуборезного инструмента;

3 - 6 степени – для редукторов турбин, для прецизионных станков;

6 - 7 степени – для авиационных двигателей (4 -7), легковые автомобили (5 - 8), металлорежущие станки (3 - 8), редукторы;

8 - 9 степени – грузовые автомобили, тракторы, подъемные механизмы, краны, прокатные станы, ответственные шестерни сельскохозяйственных машин;

10 -12 степеней – тихоходные машины, лебедки, несоответственные шестерни сельскохозяйственных машин.

Стандарт допускает комбинированные нормы из разных степеней точности.

При комбинировании степеней точности требуется, чтобы:

• нормы плавности работы были не более чем на две степени точнее или на одну степень грубее нормы кинематической точности;

• нормы контакта зубьев могут быть такими же или любой более точной степени, чем нормы плавности, или иногда на одну степень грубее.

Таким образом, для средних и высокоскоростных передач (автомобильных, турбинных) степень точности по нормам плавности целесообразно назначить более точную, чем по нормам кинематической точности.

Для делительных, кинематических, отсчетных передач и механизмов целесообразно принимать одинаковые степени точности по нормам кинематической точности и плавности работы.

Для силовых (тяжелонагруженных) передач, работающих при малых и средних скоростях (шестеренные клети прокатных станов) степень точности по контакту должна быть точнее, чем по кинематической точности и по плавности.

Указанное комбинирование норм из разных степеней точности существенно и с точки зрения технологической, поскольку каждая отдельная операция улучшает качество колеса только лишь в отношении показателей одной нормы, а не всех трех норм точности вместе.

3.12.2. Боковой зазор. Вид сопряжения

Теоретически эвольвентные зубчатые зацепления являются двухпрофильными (в контакте оба профиля зуба).

Практически такие зацепления неработоспособны из-за наличия:

• погрешности изготовления и ошибок монтажа;

• температурных деформаций;

• изгиба зубьев под нагрузкой;

• из-за отсутствия смазки между сопряженными поверхностями.

Таким образом, работоспособным является однопрофильное зацепление, в котором передача вращения осуществляется парой сопряженных профилей, а другая пара профилей образует боковой зазор, необходимый для компенсации выше указанных погрешностей.

Боковой зазор j_n обеспечивает небольшой люфт (поворот) зубчатого колеса в передаче при заторможенном или неподвижном втором колесе. Боковой зазор измеряется вдоль линии зацепления между касательными к нерабочим профилям зубьев в сечении, перпендикулярном к направлению зубьев, и в плоскости, касательной к основным цилиндрам.

Для нормальной работы боковой зазор в передаче должен быть не меньше установленного гарантированного зазора j_{n min} и не больше наибольшего допустимого зазора.

Требования к боковому зазору между нерабочими профилями зубьев в собранной передаче, объединенные в норму бокового зазора, назначают дополнительно независимо от точности изготовления передач и колес.

Величина бокового зазора является характеристикой вида сопряжения (рис.60).

Рис. 59. Схема расположения полей допусков на боковой зазор

Стандартом предусматривается шесть видов сопряжения и восемь видов допусков бокового зазора для зубчатых передач с модулем св. 1 мм (табл. 14).

Выбор вида сопряжения не зависит от степени точности зубчатого колеса, а зависит от межосевого расстояния, скорости вращения, и температурного режима работы передачи.

Для нерегулируемых передач с модулем св. 1 мм установлены шесть классов отклонений межосевого расстояния, обозначаемых в порядке убывания точности римскими цифрами I, II, III, IV, V, VI.

Гарантированный боковой зазор в каждом сопряжении обеспечивается при соблюдении предусмотренных классов отклонений межосевого расстояния. Например, для передач с модулем св.1 мм сопряжения H и E обеспечиваются при II классе, а сопряжения D,C,B и A - соответственно при III, IV, V и VI классах соответственно.

Для гарантированного бокового зазора j_{n min} по ГОСТ 1643 установлены ряды значений, зависящие от вида сопряжения и равные допускам (IT_q) определенных квалитетов по ГОСТ 25346 на соответствующее межосевое расстояние передачи (табл. 15).

Таблица 15

Соответствие видов сопряжения и видов допусков j_n

Виды сопряжений	H	E	D	C	B	A	Примечание
Виды допусков бокового зазора, Тjn	h	h	d	c	b	a	Дополнительные виды допусков: x, y, z
Гарантированный боковой зазор jn min	0	IT7	IT8	IT9	IT10	IT11	Допуск на соответствующее межосевое расстояние a
Классы отклонений межосевого расстояния				V	V	V 	На нерегулируемые передачи
Примечание. Обозначения видов сопряжений расположены в порядке возрастания допусков бокового зазора.

Величина необходимого бокового зазора, соответствующая температурной компенсации, определяется по формуле:

j_n I = a [α₁(t₁ – 20⁰)- α₂ (t₂ -20⁰)] ∙ 2Sinα,

где a – межосевое расстояние передачи, a = m ( z_{1 +} z₂ )/ 2 , мм; α₁ и α₂ - коэффициенты линейного расширения для материала соответственно зубчатых колес и корпуса; t₁ и t₂ – предельные температуры, для которых рассчитывается боковой зазор, соответственно зубчатых колес и корпуса. При расчетах можно принять: α _стали = 12∙10^-6, 1/ град; α _чугуна = 11∙10^-6, 1/ град; α _{алюмин.} = 20∙10^-6,1/ град.

При угле исходного профиля α = 20⁰ получим:

j_n I = 0,684 a [α₁(t₁ – 20⁰)- α₂ (t₂ -20⁰)].

Величина бокового зазора, обеспечивающая нормальные условия смазки, зависит от окружной скорости и способа подачи смазки. Ориентировочно ее можно определить в зависимости от модуля:

• для тихоходных передач: j_{n min} II = 0,01 m (до 0,2 м/с);

• среднескоростных: j_{n min} II = 0,02 m (до 10 м/с);

• высокоскоростных: j_{n min} II = 0,03 m (до 16 м/с).

Тогда необходимый гарантированный боковой зазор рассчитывается как сумма двух слагаемых: j_{n min} = j_n I + j_n II.

Наибольший боковой зазор не ограничивается стандартом. Это вызвано тем, что боковой зазор является замыкающим звеном размерной цепи, в которой допусками ограничены отклонения всех составляющих размеров (межосевое расстояние и смещение исходных контуров на шестерне и колесе, непараллельность и перекос осей), поэтому величина наибольшего зазора не может превзойти значения, получающегося при определенном сочетании составляющих размеров.