2.2 Выбор вида сопряжения зубьев колес в передаче

Вид сопряжения зубьев колес в передаче определяет величину гарантированного, т.е. наименьшего из возможных в передаче, бокового зазора между не рабочими профилями зубьев. В большинстве случаев вид сопряжения передачи выбирается по величине гарантированного бокового зазора.

Для цилиндрических и конических зубчатых передач гарантированный боковой зазор рассчитывается исходя из:

1) учета температурного режима работы передачи;

2) способа смазки и окружной скорости работы зубчатой передачи.

Для цилиндрических зубчатых передач гарантированный боковой зазор может быть рассчитан по формуле [1].

, (2.1)

где – толщина слоя смазочного материала между поверхностями зубьев ( = 0,01 – для тихоходных передач, = 0,03 – для высокоскоростных передач);

– межосевое расстояние;

и – температурные коэффициенты линейного расширения материала колес и корпуса, соответственно (для стали = 1210^-6; для чугуна = 10,510^-6; для латуни и бронзы = 1710^-6 );

и – отклонение рабочих температур колес и корпуса от нормальной (20 ⁰С);

– угол профиля исходного контура.

По рассчитанной величине в зависимости от межосевого расстояния [6, таблица 13] выбирается вид сопряжения.

Величину гарантированного бокового зазора для конической передачи можно рассчитать по формуле [2].

, (2.2)

где и – расстояние от вершины шестерни и колеса до их базовых плоскостей (базовые расстояния);

– половина угла при вершине делительного конуса шестерни.

Вид сопряжений конической передачи выбирается по [7, таблица 11] по рассчитанной величине среднему конусному расстоянию и углу делительного конуса .

Гарантированный боковой зазор червячной передачи рассчитывается по формуле [2].

, (2.3)

где – величина, учитывающая утонение зубьев инструмента, нарезающего колесо, связанного с его переточками (для колес 6 степени – = (0,006m + 0,02), для колес 7, 8 степеней – = 0,03m, для колес 9 степени эта величина может не учитываться.

– угол подъема винтовой линии на делительном цилиндре червяка;

– коэффициенты линейного расширения материала колеса, червяка и корпуса соответственно;

– диаметры делительных цилиндров колеса и червяка соответственно;

– межосевое расстояние;

и – рабочая температура, передачи и корпуса определяется из теплового расчета передачи (ориентировочно для силовой передачи принимают следующие значения, для передачи 6-й и 9-й степеней точности = 55 ⁰С и = 40 ⁰С, а для передачи 7-й и 8- й степеней = 80 ⁰С и = 50 ⁰С).

Вид сопряжения червячной передачи выбирается по [8, таблица 17] в зависимости от межосевого расстояния и гарантированного осевого зазора .

2.3 Выбор показателей для контроля зубчатых (червячных) колес

Выбор тех или иных показателей для контроля колес в значительной степени зависят от их точности, размеров (модуля, диаметра), объема производства, цели контроля (оценка качества продукции или контроль хода технологического процесса), вида окончательной обработки и т.д. В [6, 7, 8] предусмотрено необходимое количество комплексов показателей для контроля кинематической точности, плавности и контакта зубчатых колес и передач. Каждый из этих комплексов показателей является равноправным с другими. Поэтому при контроле выполнения требований каждой нормы необходимо использовать один из комплексов показателей предусмотренных стандартом.

Однако, выбирая контрольные комплексы для зубчатых колес, необходимо иметь в виду следующие рекомендации:

1) в первую очередь следует отдавать предпочтение комплексным показателям, ограничивающим суммарную погрешность колес, а не отдельных ее элементов, которые, взаимодействуя между собой, могут суммироваться или компенсироваться;

2) следует отдавать предпочтение методам контроля, при которых выявляется непрерывное изменение контролируемого параметра, например, необходимо контролировать наибольшую кинетическую погрешность, а не накопленную погрешность шага; колебание межосевого измерительного расстояния за оборот, а не радиальное биение; погрешность обката, а не колебание длины общей нормали;

3) целесообразно выбирать контролируемые параметры, контроль которых производится на базе рабочей оси колеса;

4) следует отдавать предпочтение методам контроля, результаты которых могут непосредственно сравниваться с допустимыми отклонениями по стандартам и не требуют обработки полученных значений для каждого сравнения;

5) необходимо стремиться, чтобы контроль по выбранным комплексам показателей не требовал широкой номенклатуры средств измерения. Так, например, в случае применения при контроле кинематической точности колес показателей (колебание измерительного межосевого расстояния за оборот колеса), целесообразно плавность работы колеса регламентировать показателем (колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе), а норму бокового зазора - предельными отклонениями этого параметра . Все эти показатели могут быть выявлены при помощи межцентрометра или контрольно – обкатного станка. На этих приборах также можно контролировать пятно контакта по следам прилегания боковой поверхности зуба колеса к зубьям измерительного колеса.

При назначении допусков для выбранных показателей необходимо учитывать, что стандарты устанавливают допуски для колес и передач относительно рабочей оси вращения колес, являющейся основной эксплуатационной и измерительной базой.

Вместе с тем выбранные методы и средства контроля для некоторых показателей (например, накопленной погрешности шага по зубчатому колесу F_рг и по к – шагов – F_ркг, смещения исходного контура Е_нг, отклонение толщины зуба Е_сr) позволяют их контролировать на базе окружности вершин зубьев. В этом случае необходимо вместо допусков и отклонений, предусмотренных стандартом, вводить так называемые производственные допуски и отклонения, которые должны учитывать погрешности вспомогательной измерительной базы, относительно рабочей оси вращения колеса.

Так, например, производственные допуски, названых выше показателей цилиндрических зубчатых колес могут быть рассчитаны по следующим формулам [3]:

1) допуск Т_Нпр и наименьшее дополнительное смещение исходного контура Е_{HS пр}:

, (2.4)

, (2.5)

где – допуск на диаметр окружности вершин зубьев;

– допуск на радиальное биение поверхности вершин зубьев;

2) допуск и наименьшее отклонение толщины зуба :

; (2.6)

, (2.7)

где – угол профиля исходного контура.

При оценки точности зубчатого колеса по суммарному пятну контакта зубьев при однопрофильном обкатывании контролируемого колеса с измерительным на обкатном станке, необходимо учитывать, что в стандарте предусмотрены допуски этого показателя для собранной передачи. Поэтому допуски на относительные размеры суммарного пятна контакта зубьев, в этом случае, необходимо увеличить по сравнению со стандартными нормами.

В этом случае можно пользоваться рекомендациями [3], согласно которым суммарное пятно контакта контролируемого зубчатого колеса устанавливается равным среднему арифметическому значению стандартных допусков пятна контакта контролируемого и измерительного колес, взятым в соответствии с их степенями по норме контакта. Измерительные зубчатые колеса изготавливаются 3…..5 степеней точности.