3.10.2. Параметри точності та види з’єднань зубчастих коліс і передач

Наведемо лише деякі означення нормованих згідно зі стандартами параметрів точ­ності та видів з'єднань зубчастих коліс і передач і методи їх вимі­рювання. Група параметрів кінематичної точності характеризує узгодженість кутів повороту веденого та тяжного зубчастих коліс. Для забезпечення кінематичної точності встановлені норми, які обмежують кінематичні похибки як зубчастого з'єднання, так і окремого зубчастого колеса. Якщо контролюють кінематичну точ­ність зубчастого з'єднання, то контролювати кінематичну точність окремих зубчастих коліс не обов'язково. Кінематичну точність зу­бчастого колеса характеризують похибки, що з'являються один раз на повному куті його повертання.

Найбільша кінематична похибка характеризує різницю між істинним і номінальним (розрахунковим чи теоретичним) значен­ням кутів повороту заданого зубчастого колеса на його робочій осі, веденого за допомогою еталонного зубчастого колеса відповід­ного модуля за умови заданого номінального розміщення їх осей обертання. Ці кутові похибки здебільшого визначають лінійними одиницями довжини ділильного кола заданого зубчастого колеса.

Розглянемо зубчасту передачу для визначення кінематичних похибок зубчастих коліс за допомогою повертання тяжного зубчас­того колеса 1 на кут φ₁ та вимірювання кута повертання φ₂ дослід­жуваного веденого зубчастого колеса 2 (рис. 3.35). Порівнюючи отримані значення кутів повертання φ₂ для різних значень кутів φ₁ за допомогою теоретичних значень кутів φ₃ визначають похиб­ки кута повертання досліджуваного колеса

< ,

де – кінематична похибка досліджуваного зубчастого колеса за довжиною дуги ділильного кола для кута φ₂ , мм;

φ₂ та φ₃ – розміри істинного та теоретичного кутів повертання досліджу-ваного зубчастого колеса, що відповідають куту повертання еталонного зубчастого колеса на кут φ₁ , мм;

r – радіус ділильного кола досліджуваного колеса, мм.

Рис. 3.35. Кінематична похибка досліджуваного колеса

За отриманими значеннями будують криву чи складають відповідну таблицю значень кінематичної по­хибки для повертання досліджуваного зубчастого колеса на кут 360° (рис. 3.35, б).

Найбільшу похибку у межах обертання досліджуваного колеса називають найбільшою кінематичною похибкою зубчастого колеса, яка має бути меншою від заданого на кресленні зубчасто­го колеса допуску . Граничні значення цієї похибки безпо­середньо у стандартах не подані. Їх визначають як суму наведе­них у стандартах допусків накопиченої похибки кроку [F_р]_доп зу­бчастого колеса та похибки кроку зубів , який знаходять за

заданими нормами плавності роботи колеса як

де , [F_р]_доп, - допуски відповідно кінематичної, накопиченої похибки кроку та похибки профілю зуба, мм.

Згідно з стандартами можна нормувати найбільшу кінематичну похибку зубчастого колеса для заданої кількості його кроків замість повного його кута повертання.

Довжиною спільної нормалі зубчастого колеса називають від­стань між двома паралельними площинами, дотичними до двох різнобічних активних бічних поверхонь А і В зубів (рис. 3.36). Коливанням довжини спільної нормалі називають різницю між найбільшою та найменшою істинними довжинами спільної нор­малі для цілого зубчастого колеса, тобто

де і — найбільше для зубчастого колеса коливання дов­жини спільної нормалі та допуск цього коливання, визначений стандартом. Залежно від заданої точності довжину спільної нор­малі вимірюють за допомогою штангенциркуля, спеціального мі­крометра, індикаторного нормалеміра тощо. Аналогічно визнача­ють похибки і для зубчастих передач (двох і більше зубчастих коліс), керуючись щоразу визначеннями, поданими у відповідних стандартах.

Рис. 3.36. Коливання довжини спільної нормалі зубчастого колеса

Плавність роботи зубчастих коліс і з'єднань характеризують параметрами, похибки яких багатократно повторюються на пов­ному куті повертання досліджуваного зубчастого колеса. Вони за­лежать від похибок, що циклічно повторюються та становлять ча­стину кінематичної похибки, що є сумою гармонійних складових, амплітуда та частота яких залежать від характеру складових по­хибок. До похибок плавності роботи зубчастих коліс належать ци­клічні похибки з частотою, зумовленою кроком зубів (рис. 3.37). Такі похибки властиві прямозубим зубчастим колесам і часто є причиною поломок зубів.

Місцеві кінематичні похибки зубчастого колеса і передачі визначають як найбільшу різницю між сусідніми екстремаль­ними (найбільшим і найменшим) значеннями найбільшої кінематичної похибки на повному куті обертання зубчастого колеса. Вони мають бути меншими, ніж відповідні допускні величини, визна­чені у стандартах як сума похибок кроку та профілю зуба

,

де і — допуски відповідно місцевої кінематичної похибки та абсолютного значення відхилень (похибки) кутового кроку ± , мм.

Рис. 3.37.

Похибка профілю зуба — це відстань по нормалі між двома найближчими номінальними профілями зуба досліджуваного зуб­частого колеса, між якими розміщений дійсний профіль зуба.

Якість контакту зубів у передачі нормують за допомогою сумар­ної контактної плями, якою називають частину активної бічної поверхні зуба, на якій залишаються сліди прилягання поверхні зубів парного зубчастого колеса після їх прокручування у наван­таженому стані. Цю частину активної площі (плями) визначають у відсотках від бічної поверхні зуба чи її окремих розмірів (пря­мовисного та горизонтального).

Іншим параметром якості контакту зубів може бути похибка напрямку зуба якою називають відстань по нормалі між двома найближчими номінальними ділильними лініями, між якими розміщена істинна ділильна лінія (рис. 3.38).

Рис. 3.38

Для усунення можливого заклинювання зубчастих передач під час їх роботи, забезпечення умов для розміщення мастила між їх робочими поверхнями й обмеження мертвого руху у зубчастих передачах реверсивних, відлікових і ділильних механізмів ство­рюють заданий бічний проміжок між неробочими поверхнями зубів з'єднаних коліс. Цей проміжок також дає змогу компенсу­вати похибку виготовлення зубчастих коліс й поліпшити динамічні характеристики зубчастих передач. Стандартами визначено шість, а для дрібномодульних — п'ять видів з'єднань, позначених буква­ми А, В, С, D, Е і Н, які використовують відповідно за нормами плавності роботи для ступенів точності: 3-12, 3-11, 3-9, 3-8, 3-7 і 3-7. З'єднання виду h допускає найменший бічний проміжок, що дорівнює нулю, а з'єднання В — бічний проміжок, що гарантує відсутність заклинювання зубчастої передачі зі сталевого та чавун­ного коліс внаслідок нагрівання за умови різниці температури ко­ліс і корпуса редуктора до +25° С. Параметри, які характеризують види з'єднань, визначають у перетині, прямовисному до напрям­ку зубів, як відстань між площинами, дотичними до поверхонь зубів

(рис. 3.39).

Рис. 3.39

Похибки виготовлення зубчастих коліс регламентовані параметрами номіналь-ного положення вихідного контуру, за який приймають його положення на ідеальному (теоретичному) зубчастому колесі з номінальною товщиною зуба, що відповідає щільному зчепленню з обох боків.