3068

Особенности монтажа червячных передач

Всоответствии со служебным назначением червячные передачи бывают цилиндрические и глобоидные. Согласно ГОСТ 3675-81 на червячные передачи предусмотрено 12 степеней точности, шесть видов сопряжения A, B, C, D, E, H и восемь видов допусков на боковой зазор h, d, c, b, a, z, y, x, расположенных в порядке возрастания допуска. Соотношение между видом сопряжения и видом допуска на боковой зазор можно изменять, при этом могут быть использованы также виды допуска x, y, z. Для каждой степени точности установлены нормы кинематической точности, плавности и нормы контакта зубьев. Обозначение точности передачи осуществляется аналогично обозначению цилиндрических колес: 8-7-6 Ва ГОСТ 3675-81.

Всоответствии со служебным назначением червячные передачи разделяют на кинематические, которые изготавливают по 3…6 степенямточности, и силовые, изготавливаемые по 5…9 степенямточности.

Для достижения требуемых параметров качественного зацепления червячной пары необходимо в процессе сборки обеспечить создание

за-данного гарантированного бокового зазора jn min между винтовой поверхностью червяка и боковыми поверхностями зубьев колеса. Значения гарантированного бокового зазора, определяемые для червячных передач согласно ГОСТ 3675-81, приведены в табл. 11.7.

Таблица 11.7

Гарантированный боковой зазор jn min, мкм, для червячных передач с m > 1 мм

На формирование требуемой точности бокового зазора влияет:

– толщина зубьев колеса и витков червяка, получаемые при их нарезании на операциях механообработки;

222

–смещение образующих делительных цилиндров червяка и червячного колеса, которое формируется в процессе сборки;

–отклонение расположения средней плоскости червячного колеса относительно оси червяка, которая также формируется на этапе сборки;

–точность поворота оси делительного цилиндра колеса относительно оси делительного цилиндра червяка, достигаемая при сборке передачи.

Таким образом, достижение требуемой точности бокового зазора зависит как от точности изготовления червяка и червячного колеса, так

иот точности сборки червячной передачи. На рис. 11.30 показаны параметры геометрической точности червячной передачи, формируемые

в)

Рис. 11.30. Параметры точности собранной червячной передачи, определяемые согласно ГОСТ 3675-81: а – точность межосевого расстояния; б – точность положения средней плоскости червячного колеса относительно оси червяка; в – точность межосевого угла передачи

в процессе ее сборки. Согласно стандарту отклонение межосевого расстояния fаr (предельные ± fа) определяется как разность действительного и номинального межосевых расстояний а в собранной передаче (рис. 11.30, а). Смещение средней плоскости червячного колеса относительно оси червяка fxr (предельные fx) определяется как расстояние между этой плоскостью и параллельной плоскостью, проходящей через ось червяка (рис. 11.30, б). В свою очередь, отклонения межосевого угла передачи f r (предельные f ) определяются как разность меж-

223

ного колесаможно представить какзамыкающеезвено размерной цепи

Е = 0:

Е = –Е1 + Е2 + Е3 + Е4 + Е5 + Е6 + Е7 – Е8.

Составляющими звеньями цепи являются размеры деталей, которые непосредственно определяют точность положения червяка и червячного колеса. Отклонения, возникающие на каждом из звеньев, зависят от точности изготовления соответствующей детали узла:

Численныезначенияпредельныхотклонениймежосевогорасстояния в червячных передачах fа, определяемые стандартом, приведены в табл. 11.8.

Таблица 11.8 Предельные отклонений межосевого расстояния

в червячных передачах fа по ГОСТ 3675-81

225

Если приведенные отклонения отнести к замыкающему звену размерной цепи Е = 0, то можно записать

T = 2 ∙ fa; в = +fa; н = –fa; 0 = 0.

Приэтомрекомендуется, чтобысуммадопусковназвеньях(Е2, … Е7), определяющихотносительноеположениечервякаичервячногоколеса, не превышала 0,75 Т .

Для червячных передач с нерегулируемым межосевым расстоянием, изготавливаемыхпо6, 7, 8, 9 степенямточности, требуемоесовпадение образующих делительных цилиндров червяка и червячного колеса обычнодостигаетсяметодамиполнойилинеполнойвзаимозаменяемости. При этом с увеличением точности коэффициент риска возрастает. Поэтому для передач высокой степени точности 6, 5, 4 осуществляют подбор на стендах червячных пар по наилучшим параметрам их зацепления. Подбор выполняют на стендах в процессе проверки качества зацепления и приработки червячной пары. Для червячных передач с регулируемыммежосевымрасстоянием, применяемых, например, вделительных кинематических цепях зуборезных станков, точность межосевого расстояния (совпадения образующих делительных цилиндров червяка и колеса) достигается методом регулировки путем относительного радиального смещения червяка.

Приведенная на рис. 11.31 размерная цепь Д определяет совмещение средней плоскости червячного колеса 1 с осью червяка 2:

Д = – Д1 – Д2 – Д3 – Д4 – Д5 + Д6 + Д7 + Д8 + Д9.

i 9

РасчетразмернойцепивноминалахД = ¦Ⱦi fxr = 0 позволяетоценить правильность назначения номинальныхi размеров1 на детали, которые непосредственно определяют относительное осевое положение червячного колеса, и учесть их при входном контроле на сборку.

Отклонения, возникающие на замыкающем звене Д , зависят от точности изготовления деталей узла, входящих в размерную цепь. Расчетразмернойцепивдопускахвыполняютнаосновеисходныхданных

T = 2 ∙ fx; в = +fa; н = –fa; 0 = 0.

где fx – предельные смещения средней плоскости червячного колеса, определяемые согласно ГОСТ 3675–81 (табл. 11.9).

226

Таблица 11.9 Предельные смещения средней плоскости червячного колеса

в червячной передаче fx по ГОСТ 3675–81

Для решения размерной цепи Д по методу полной взаимозаменяемости требуется обеспечить:

Требуемое совмещение средней плоскости червячного колеса с осью червякаTД можетбытьдостигнутотакжеметодомрегулировкисиспользованием неподвижного компенсатора или методом пригонки путем снятия с компенсатора слоя металла (см. параграф 4.4. Ч.1 данного учебника). В качествекомпенсатораможетбытьвыбранокольцо– звеноД6 иступицаколеса– звеноД2. Изменениеразмеракомпенсаторапозволяетпереместитьзубчатоеколесовместесваломвосевомнаправлениинатребуемуювеличину.

Контроль качества зацепления червячной пары осуществляют по плавности и легкости вращения передачи. Измерение бокового зазора выполняют с помощью щупа или по углу свободного поворота (мертвого хода) червяка до момента начала вращения колеса. С этой целью на червяк устанавливают градуированный диск, по которому измеряют угол свободного поворота червяка, а с помощью установленного индикатора фиксируют момент начала вращения колеса.

Контроль качества зацепления по расположению пятна контакта на боковой поверхности зуба червячного колеса позволяет оценить смещение средней плоскости колеса относительно оси червяка. При этом краску наносят на винтовую поверхность червяка, которая затем при вращениипереноситсяназубколеса. Возможныевариантырасположенияпятна контактанабоковойповерхностизубаколесапоказанынарис. 11.32. При правильном зацеплении имеет место равномерный боковой зазор и пятно контакта располагается симметрично (рис. 11.32, б). В случае смеще-

227

ния колеса влево (рис. 11.32, а) или направо (рис. 11.32, в) возникает неравномерныйбоковойзазорипятноконтактасоответственносмещается

всторону правого или левого торца колеса.

Впроцессе контроля по краске определяют также относительные размеры суммарного пятна контакта по высоте и длине. Полученные значения сравнивают с допустимыми отклонениями, установленными стандартом (табл. 11.10).

Таблица 11.10 Суммарное пятно контакта в червячной передаче по ГОСТ 3675–81

Наположениепятнаконтактаоказываетвлияниетакжеотклонение межосевого угла передачи, предельные отклонения которого f регламентирует стандарт на червячные передачи (табл. 11.11).

Таблица 11.11 Предельные отклонения межосевого угла червячной передачи

передачи f (мкм) по ГОСТ 3675-81

Для определения деталей узла, угловые размеры которых оказывают влияние на формирование точности межосевого угла передачи, необходимо выявить угловую размерную цепь β , замыкающим звеном которой является межосевой угол β = = 90 . Составляющими звеньями такой цепи являются угловые размеры, которые определяют параллельность осям ступеней вала колеса и червяка, а также угол между осями двух отверстий в корпусе. Отклонения от перпендикулярно-

228

сти осей отверстий в корпусе под вал колеса и под червяк не должны превышать 0,75 f .

Для червячных передач с нерегулируемым межосевым расстоянием, изготавливаемых по 6, 7, 8, 9 степеням точности, требуемый

момента на червяке, величине бокового зазора, величине суммарного пятна контакта и его расположения на боковой поверхности зуба позволяет в комплексе оценить точность изготовления и сборки деталей червячной передачи с учетом ряда показателей, относящихся к различным нормам точности.

11.5. Автоматизация технологического процесса сборки

Для сборочных процессов характерно большое разнообразие выполняемыхоперацийиихвысокаяточность, достижениекоторойопределяет качество выпускаемых изделий. Согласно статистике трудоемкость сборочных операций составляет 20 – 60 % от общей трудоемкости изготовления изделий. Поэтому автоматизация сборки является актуальной технологической задачей [11, 19].

Автоматическоесоединениедвухдеталейдостигаетсяприпридании им определенного пространственного положения и относительного движения. Требуемое соотношение параметров относительного положения и движения соединяемых деталей, при которых обеспечивается их автоматическое соединение, называется условием собираемости. Для условий соединения различных деталей эти параметры выявляют из состав-

229

ляющихдвухвекторов: вектораположения k = ( x, y, z, λ, β, γ) координатной системы поверхности присоединяемой детали относительно

поверхности базовой детали; вектора линейных и угловых относительных переме-

щений = (а, b, c, ,

, ) соединяемых деталей.

Рассмотрим это на примере установки вала (система XвYвZв) в отверстие корпуса (система xоyоzо), что показанонарис. 11.33. Для автоматического соединения необходимо обеспечить совмещение центра торца вала dв с центром отверстия корпуса Dо,

которое не должно превышать половины наименьшего зазора в соеди-

С учетом (11.9) и (11.10) выражение (11.8), определяющее условие собираемости рассматриваемого соединения, принимает вид

230