3.12.4. Контрольные показатели

Точность зубчатых колес может оцениваться по каждой норме и виду сопряжения, комплексными показателями либо комплексом поэлементных показателей.

Для этого стандартом установлено девять комплексов для контроля кинематической точности колес, восемь комплексов для контроля плавности работы колес. Часть из них представлена в табл. 15.

Полнота контакта зубьев в передаче оценивается пятном контакта, а для передач с нерегулируемым расположением осей - показателями f_x , f_y, (непараллельность осей, перекос осей).

Таблица 15

Комплексы контрольных показателей колеса

Нормы	Прямозубые и узкие косозубые колеса
	Авиация	Автостроение, станкостроение, редукторы	Тракторостроение, краны
Степени точности	4-6	6-8	8-9
Кинематической точности		и Fvw	1) и Fvw 2) Fr и Fvw
Плавности работы	fpb и ff		1) 2) fpt
Контакта зубьев	Fβ	суммарное пятно контакта, % (по высоте и ширине)
Бокового зазора	EHs и TH	1) EHs и TH 2) EWms и Twm	EWms, Twm
Монтажа (при нерегулируемом расположении)	fx , f y , fa

Норма бокового зазора контролируется в передаче с нерегулируемым расположением осей показателем f_a (отклонение межосевого расстояния), а в передаче с регулируемым расположением осей показателем j_{n min} (величиной минимального бокового зазора).

Комплексы контроля, применяемые при приемке колес, являются равноправными, но не равноценными. Первый из них (для каждой нормы), образованный одним комплексным показателем, дает наиболее полную оценку точности колеса. Каждый последующий характеризует значительную долю основной погрешности или отдельные ее составляющие.

Выбор того или иного комплекса контрольных показателей зависит от назначения и точности зубчатых колес и передач, их размеров, установившейся практики контроля, объема и условий производства и других факторов.

Кинематическая точность

- допуск кинематической погрешности зубчатого колеса за оборот зубчатого колеса (комплексный параметр).

Наибольшая кинематическая погрешность F^’_ir - разность между действительным и номинальным расчетным углами поворота зубчатого колеса на рабочей оси, ведомого измерительным (образцовым) зубчатым колесом в пределах одного поворота (измеряется на приборах для однопрофильного зацепления, которых мало).

Кинематическая погрешность может рассматриваться как результат одновременного действия двух составляющих погрешностей: радиальной и тангенциальной (касательной).

Радиальная составляющая является следствием эксцентриситета заготовки относительно оси вращения стола зуборезного станка, радиального биения стола, и зуборезного инструмента.

Тангенциальная составляющая является следствием погрешностей зуборезного станка, ведущих к нарушению равномерности обката инструмента и изделия а, особенно, кинематических погрешностей конечного звена кинематической цепи привода вращения стола (конечного делительного колеса, червячной пары и т.п.), которые целиком переносятся на обрабатываемое колесо.

Таким образом, заменяющие комплексы должны, как правило, состоять из двух показателей:

= F_r + F_vw

F_r – допуски на радиальное биение зубчатого венца; измеряется на биениемере. Это наибольшая разность расстояний в пределах зубчатого колеса от его рабочей оси до делительной прямой элемента нормального исходного контура одиночного зуба или впадины, условно наложенного на профили зубьев колеса.

Погрешность радиального биения является следствием несовпадения рабочей оси колеса с геометрической (технологической) осью колеса. Проверяется этот показатель на биениемере.

F_vw – допуск на колебание длины общей нормали.

Колебание длины общей нормали F_vwr = W _max – W_min – разность между максимальной и минимальной длинами общей нормали в одном и том же зубчатом колесе.

Рис.62. Длина общей нормали

W_r – действительная длина общей нормали – расстояние между двумя параллельными плоскостями, касательными к двум разноименным активным боковым поверхностям зубьев колеса (рис. 62). Общая нормаль измеряется по касательной к основной окружности на индикаторных нормалемерах. Зависит от тангенциальных составляющих погрешности обката при обработке зубчатых колес.

Номинальная длина W общей нормали – расчетная длина общей нормали, соответствующая номинальному положению исходного контура.

W = m [1,476 (2 z_n-1)+0,014 z]

В другой комплекс вместо F_r включен показатель (является комплексным показателем).

-допуск на колебание измерительного межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса. [Колебание измерительного межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса - разность между наибольшим и наименьшим действительными межосевыми расстояниями при двухпрофильном (беззазорном) зацеплении измерительного зубчатого колеса с контролируемым колесом при повороте последнего на полный оборот]. Контролируется при двухпрофильном (беззазорном) зацеплении на межцентромерах (межосемерах). Пара состоит из контролируемого и измерительного контрольного колеса.

При комбинировании норм кинематической точности и плавности работы из различных степеней рассчитывают по формуле:

F^”_{i компл.}=|F^”_i – f^””_i |_F +| f^””_i | _f

Плавность работы цилиндрических колес

Нормы плавности являются доминирующими для скоростных передач. Показатели плавности работы назначают с учетом коэффициента осевого перекрытия ε_β..

- допуск на колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе. [ Колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе f_ir^”– разность между наибольшим и наименьшим действительными расстояниями при двухпрофильном зацеплении измерительного зубчатого колеса с контролируемым колесом при повороте последнего на один угловой шаг]. Это колебание ограничено допуском . Контролируется при повороте на один шаг в беззазорном зацеплении. Контроль осуществляется на межцентромерах.

f_pb – допуск на отклонение шага зацепления (или основного нормального шага). Отклонение шага зацепления f_pbr - разность между действительным и номинальным шагами зацепления. Отклонение шага зацепления ограничивается верхним + f_pb и нижним - f_pb предельными отклонениями. Измеряют на шагомере в направлении, перпендикулярном направлению зубьев.

f_pt – допуск на отклонение торцового (окружного) шага. Это кинематическая погрешность зубчатого колеса при его повороте на один номинальный угловой шаг (измеряется на шагомерах).

f_f – допуск на погрешность профиля зуба. Погрешность профиля зуба f_fr определяется с помощью эвольвентомера. Это расстояние по нормали между двумя ближайшими друг к другу номинальными торцовыми профилями зуба (т.е. эвольвентами), между которыми размещается действительный торцовый активный профиль зуба зубчатого колеса. Под действительным торцовым профилем зуба понимают линию пересечения действительной боковой поверхности зуба колеса в плоскости, перпендикулярной его рабочей оси.

Нормы контакта зубьев в передаче

Долговечность и износостойкость зубчатых передач зависит от полноты контакта сопряженных боковых поверхностей зубьев колеса. Для обеспечения требуемой полноты контакта в передаче установлены наименьшие размеры суммарного пятна контакта.

Рис. 63. Суммарное пятно контакта

Суммарное пятно контакта – часть активной боковой поверхности зуба колеса, на которой располагаются следы прилегания его к зубьям парного колеса после вращения под нагрузкой собранной пары при непрерывном контакте зубьев обоих колес (рис.63).

Оно определяется относительными размерами в процентах:

по длине: b/B∙100 %, где b – расстояние между крайними точками следов прилегания за вычетом разрывов; B – длина зуба (ширина венца)

по высоте: a / h_p∙100 %, где a – средняя высота следов прилегания; h_p – высота активной боковой поверхности зуба.

F_β – допуск направления зуба. Погрешность направления зуба F_βr – это расстояние между двумя, ближайшими друг к другу номинальными делительными линиями зуба торцовых сечений, между которыми заключена действительная делительная линия зуба в пределах рабочей ширины зубчатого колеса. Измеряется на ходомерах.

Действительная делительная линия зуба – это линия пересечения действительной боковой поверхности зуба зубчатого колеса делительным цилиндром, ось которого совпадает с рабочей осью колеса.

Отклонение от параллельности осей f_xr - отклонение от параллельности проекций рабочих осей зубчатых колес в передаче на плоскость, в которой лежит одна из осей и точка второй оси в средней плоскости передачи, т.е. в плоскости, проходящей через середину рабочей ширины зубчатого венца; оно определяется в торцовой плоскости в линейных единицах на длине, равной рабочей ширине зубчатого венца.

Перекос осей f_yr - отклонение от параллельности проекции рабочих осей зубчатых колес в передаче на плоскость, параллельную одной из осей и перпендикулярную плоскость, в которой лежит эта ось и точка пересечения второй оси со средней плоскостью передачи.

Боковой зазор цилиндрической передачи

Для передач с регулируемым расположением осей показателем бокового зазора является гарантированный боковой зазор j_{n min} - наименьший предписанный боковой зазор.

Боковой зазор обеспечивают путем радиального смещения исходного контура рейки (зуборезного инструмента) от его номинального положения в тело колеса (рис.64). При этом между минимальным боковым зазором и наименьшим смещением исходного контура имеется следующая зависимость:

ac = j_{n min} /2 ; j_{n min =} E_Hs ∙2 Sin α;

при α = 20 ⁰ j_{n min} = 0,68∙E_Hs

Под номинальным положением исходного контура на зубчатом колесе, лишенном погрешностей, при котором номинальная толщина зуба соответствует плотному двухпрофильному зацеплению.

Зубчатое колесо со смещением исходного контура получается в том случае, когда его делительная окружность катится не по средней линии рейки (или по делительной поверхности исходного производящего колеса), а по параллельной ей линии.

Расстояние по нормали между делительной окружностью колеса и средней линией исходной рейки называется смещением E_Hr исходного контура.

E_Hs – наименьшее дополнительное смещение исходного контура для зубчатого колеса с внешним зубьями берется со знаком «минус», которые кроме получения гарантированного бокового зазора одновременно компенсировать погрешности изготовления зубчатого колеса (колебания размеров толщины зубьев, основного шага и отклонения в направлении зубьев) и монтажа передачи (отклонение от параллельности осей).

Для колеса с внутренними зубьями E_Hs принимается со знаком «плюс».

С увеличением смещения исходного контура зуб становится тоньше, а боковой зазор передачи больше.

На дополнительное смещение исходного контура назначается допуск Т_Н .

Т_Н – допуск на смещение исходного контура. Он определяет зону расположения реальных значений дополнительных смещений.

а) б)

Рис. 64. Обеспечение бокового зазора: а- смещение исходного контура;

б - взаимосвязь минимального бокового зазора и наименьшего смещения исходного контура

Контроль смещения исходного контура осуществляется с помощью зубомеров смещения.

Боковой зазор может быть обеспечен и проконтролирован по другим показателям.

Наименьшее отклонение длины общей нормали E_Ws - наименьшее предписанное отклонение длины общей нормали, осуществляемое с целью обеспечения в передаче гарантированного бокового зазора. Отклонение длины общей нормали E_Wr – это разность значений действительной и номинальной W длины общей нормали.

Номинальная длина W общей нормали – расчетная длина общей нормали, соответствующая номинальному положению исходного контура:

W = m [1,476 (2 z_n -1)+0,014z]

Число зубьев, охватываемое длиной общей нормали: z_n=0,111z +0,5

Стандартом устанавливается допуск на длину общей нормали T_W .

Другим показателем бокового зазора является наименьшее отклонение средней длины общей нормали.

E_Wms – наименьшее отклонение средней длины общей нормали. Это наименьшее предписанное отклонение средней длины общей нормали, осуществляемое с целью обеспечения в передаче гарантированного бокового зазора. Значение наименьшего отклонения средней длины общей нормали определяют суммированием слагаемого І, равного E_W и слагаемого ІІ, зависимого от показателя F_r: -E_Wms = E_Wms І + E_Wms ІІ.

Отклонение средней длины общей нормали E _Wmr– разность значений средней длины общей нормали по зубчатому колесу и номинальной длины общей нормали: E _{Wmr =} W_m –W.

Средняя длина общей нормали W_m – средняя арифметическая из всех действительных длин общей нормали по колесу: W_m = .

Т_Wm – допуск на среднюю длину общей нормали, установленный стандартом.

Наибольшее отклонение средней длины общей нормали: - (E_Wms+ Т_Wm).

Таким образом:

W_m = W ;

Таблица 16