7.4. Боковой зазор и виды сопряжений зубьев в передаче
Теоретически эвольвентное зацепление зубчатых колес в передаче является беззазорным. Реально же эти передачи могут работать только при наличии гарантированного бокового зазора jnmin между нерабочими поверхностями сопряженных зубьев (рис. 26).
В зубчатой передаче боковой зазор служит:
1) для компенсации погрешностей изготовления зубчатых колес и сборки передач;
2) компенсации температурных деформаций деталей;
3) размещения слоя смазки;
4) ограничения мертвого хода в реверсивных передачах. Боковой зазор не зависит от точности обработки шестерен, а определяется в основном величиной межосевого расстояния в передаче и толщиной зубьев колес.
Величина наименьшего бокового зазора может быть определена следующим образом:
jn min=jnl+j n2; (41)
где jnl – величина бокового зазора для компенсации температурных деформаций;
jn2 – величина бокового зазора для размещения слоя смазки.
Рис. 26. Боковой зазор в зубчатой передаче
Значения jnl njn2 определяются по следующим формулам:
,
(42)
где А – межосевое расстояние передачи;
1, 2 – коэффициенты линейного расширения материалов зубчатых колес и корпуса редуктора;
Δt1°, Δt2 – разность между температурами нагрева зубчатых колес и корпуса и нормальной температурой воздуха;
– угол зацепления зубьев колес в передаче.
При =
20 С,
,
где т – модуль зубчатых колес в передаче.
Для тихоходных передач (V ≤10 м/с) принимаем jn2 = 10∙т, для быстроходных (V ≥ 20 м/с) – jn2 = 30 ∙ т.
По величине бокового зазора из [5, 6, 7] определяется вид сопряжения зубчатых колес в передаче.
Например, при А = 150 мм, m = 3 мм ajnmin = 100 мкм вид сопряжения будет С. Полное обозначение зубчатой передачи 8-7-7 ГОСТ 1643-81.
Независимо от степеней точности изготовления шестерен в передаче предусмотрены 6 видов сопряжений, которые обозначаются прописными буквами латинского алфавита А, В, С, D, Е, Н (рис. 27).
Рис. 27. Схема расположения полей допусков сопряжений зубчатых колес в передачах
Сопряжению А соответствует наибольший боковой зазор, при
Н – jnmin=0.
На боковой зазор установлен допуск Tjn равный разности между наибольшим и наименьшим зазорами.
Допуск Tjn возрастет при увеличении бокового зазора Tjn.
Допуск на боковой зазор обозначается строчными латинскими буквами а, Ь, с, d, которые соответствуют видам сопряжений А, В, С, D. Видам сопряжений Н и Е соответствует допуск h.
Указанные соответствия видов сопряжений и допусков можно изменять, используя допуски х, у, z. Тогда обозначение зубчатой передачи будет таким:
8-7-7-Сх ГОСТ 1643-81.
Таким образом, точность изготовления зубчатых колес и передач задается степенями точности, а требования к боковому зазору – видом сопряжения и допуском на боковой зазор.
7.5. Порядок выбора основных параметров зубчатых передач
а) Исходя из назначения зубчатой передачи устанавливают степень точности зубчатых колес по нормам кинематической точности, плавности и контакта зубьев [5, 7, 10].
б) Определяют наименьшую величину бокового зазора, исходя из необходимости компенсации температурной деформации и размещения слоя смазки по уравнению:
jnmin =jn1 + jn2 = aw(α1·∆t1º – α2·∆t2º)·2sin α, (43)
где jn1 – величина бокового зазора, необходимая для компенсации температурных расширений, мм;
jn2 – величина бокового зазора, необходимая для размещения слоя смазки, мм;
α1, α2 – коэффициенты линейного расширении для материалов зубчатых колес и корпуса;
∆t1º, ∆t2º – отклонения температуры зубчатых колес от 20;
aw – межосевое расстояние зубчатой пары;
α – угол профиля исходного контура;
При расчете jnmin принять α2 = 10,5·10–6 ; ∆t1º = 55 ºС ; ∆t2º = 30 ºС.
в) По ГОСТ 1643-81 [32] находят ближайший соответствующий гарантированный боковой зазор и по нему устанавливают вид сопряжения и вид допуска на боковой зазор.
г) Записывают условия обозначение зубчатой передачи
д) Выбирают показания для контроля нормальной точности и бокового зазора и их значения [1, 5, 6].
Измерение и контроль цилиндрических зубчатых колес производиться специальными и универсальными измерительными средствами [2, 33].