книги / Технология производства и методы обеспечения качества зубчатых колес и передач
..pdf7 9 2 |
Г л а в а 20 |
2 0 .5 . Основные сведения о расшифровке зубчатых передач
Нередко возникает необходимость повторного изготовления зубчатых колес при от сутствии их чертежей, поэтому представляет интерес информация о возможных спосо бах проектирования зубчатых колес по имеющимся аналогам. Методы расш ифровки подробно изложены в работах [3, 4]. Мы же приведем только основные сведения.
2 0 .5 .1 . Ц и л и н д р и ч ес ки е прям о зуб ы е п ер е д а ч и
При расшифровке прямозубой цилиндрической передачи необходимо определить следующие параметры: тп,zu z2, a, h*a, с , х ь х 2, a w, а также выявить инструмент, с помощью которого можно нарезать расшифровываемые колеса. Таким образом, необходимо найти десять неизвестных, для чего следует составить по результатам замеров не менее десяти уравнений.
На колесах и корпусе прямозубой цилиндрической передачи можно выполнить сле дующие замеры:
1)число зубьев колес Zj и z2;
2)межосевое расстояние aw-,
3)диаметры окружностей вершин колес da\ и da2,
4) диаметры окружностей впадин колес |
и d#, |
5)основной шаг колес р /|Я;
6)длину общих нормалей W на колесах z, и z2;
7)размеры по роликам М, вложенным во впадины между зубьями для колес z, и г2;
8)с помощью кромочного зубомера выявить размеры двух хорд на различных рас стояниях от окружности вершин для первого и второго колеса;
9)эвольвенты зубьев колес z, и z2 на эвольвентомере.
При расшифровке прежде всего необходимо определить величину основного шага ко лес p hw так как два эвольвентных колеса могут нормально зацепляться только в случае ра венства основных шагов. При этом сопряженные колеса могут иметь разные модули т и разные профильные углы исходного контура а, но должно соблюдаться условие p hn = “ 7rm,cos otj = тш2 cos cc2.
2 0 . 5 . 2 . Ц и л и н д р и ч е с ки е ко со зуб ы е п е р е д а ч и
При расшифровке косозубой цилиндрической передачи должны быть определены те же параметры, что и при расшифровке прямозубой передачи т, z t, z2, a, h'a, с , х и х 2, a w, a также еще один дополнительный параметр — угол р. К измерениям, которые производи лись при расшифровке прямозубых колес, добавляются измерения угла наклона зуба р, на цилиндре произвольно выбираемого диаметра dt на первом и втором колесе.
В основу расшифровки положена величина основного шага р Ьпв нормальном сечении колеса.
Наличие угла наклона зуба существенно усложняет расшифровку косозубых колес. Геометрический расчет эвольвентных цилиндрических зубчатых передач внешнего
зацепления с прямыми и косыми зубьями производится по ГОСТ 16532-70, внутреннего зацепления — по ГО СТ 19274-73.
Потеря работоспособности зубчатых передач, методы контроля и восстановления |
793 |
2 0 .5 .3 . К о н и ч е с к и е п р ям о зуб ы е п ер е д а ч и
При расш ифровке конической прямозубой передачи необходимо определить: т, z t, z2, а, А*, с , х и х 2, x xUx z2, Е и относительное расположение вершин начального конуса и конуса вершин зубьев колес.
На колесах и корпусе передачи можно замерить и подсчитать следующее:
1)межосевой угол Е;
2)число зубьев колес 2, и z2;
3)внешнее конусное расстояние Re;
4)углы начальных конусов 6,, б2;
5)углы конусов вершин зубьев колес S«i. 8о2;
6)углы конусов впадин колес Ôy,, 5у,;
7)толщ ину зуба с помощью зубомера на колесах 2, и z2,
8)толщину зуба с помощью шарика, помещенного на начальный конус, для колес z xи г2;
9)произвести по два измерения с помощью шариков на произвольных конусах для колес
2, и 22;
10)проконтролировать профиль зуба колес на специальном эвольвентомере или с по мощью двух делительных головок.
Возможность применения нестандартных модулей у конических колес не позволяет положить в основу их расшифровки величину основного шага р Ьп. Расшифровка также значительно затрудняется тем, что у ответственных передач углы давления на делитель ной окружности колес пары могут быть различными, чем достигается заданное пятно кон
такта зубьев.
При ремонте конических передач наилучшим образом работающую пару можно полу чить только при замене обоих колес пары, к замене одного колеса из пары можно прибе гать только в исключительных случаях, поскольку практически невозможно изготовить профиль, точно сопряженный профилю колеса, остающегося в машине.
Геометрический расчет конических зубчатых передач с прямыми зубьями произво дится по ГОСТ 19624-74.
Литература
1.Кораблев А. И., Ранетов Д. Н. Повышение несущей способности и долговечности зубчатых пере дач. М. Машиностроение, 1968. —258 с.
2.Схиргладзс А. Г. Ремонт зубчатых колес / Технология металлов, № 5,2002.
3.Курлов В. А. Расшифровка цилиндрических и конических зубчатых передач. — М.: Машинострое ние, 1972.-1 3 6 с.
4.Дымшиц И. И. Методика расшифровки цилиндрических зубчатых колес. М.: НАМИ, 1958. —19 с.
796 П р и л о ж е н и е 1
РБЗВ колес в передаче, вызванные погрешностями изготовления, определяем по фор
мулам:
^ 0 1 “ ^ г1 т а б л ; — F rR„ М К М ;
^)02= ^йтабл; ” ^гЮ< МКМ.
В приведенных формулах индексj соответствует задаваемой степени точности передачи, а следовательно, и отдельных колес в сборе. В данном примере F,m = FHTn6;i7 - FrRi = 14,4 мкм; F,02 = Frtraбл7~ FM = 22,4 мкм. По тем же таблицам ГОСТов определяем возможность изго товления отдельно взятых колес, которая определяется условиями:
•^ИИтпбл/- m ^ ^ 0 1 |
0 я = 1* 2» —)i |
|
•^*»02тпблУ- m ^ ^*|02 |
~ |
2, •••)• |
В приведенных формулах индекс т соответствует изменению степени точности при перерасчете параметра для перехода от передачи к отдельно взятому колесу. В рассматри ваемом случае Fm ^ nG= 12 мкм и FKI2rar,.,fi= 19 мкм, т. е. можно изготовить отдельно взятые колеса по 6-й степени точности. Возможно уменьшение требований к точности опор, т. е. вместо 6-го класса точности шарикоподшипников достаточно применить опоры 0-го клас са (т. е. Ri = 10 мкм, Fr01 = FrlТ1Йл7 - FrKi = 12 мкм, Fr02 = /у2табл7 - FrK = 20 мкм, F,mM > = 12 мкм ^ FM =12 мкм; т = 1; Fm n fci6 = 19 мкм < F,<)2 - 20 мкм).
Для решения прямой задачи точности задаются степенью точности отдельно взятого колеса, нормируемого по стандарту, затем рассчитывают монтажные погрешности и по действующей Н Д определяют степень точности колеса на рабочей оси в передаче.
Fru»6nj+ Fr\ (ш =1,2,...);
^йтаблУ+ш ^ ^ г2 ( т = 1» 2 , —) .
Рассмотрим случай, когда имеются отдельно взятые колеса 7-й степени точности. Для простоты иллюстрации остальные параметры назначаем по предыдущему примеру. Полу чаем Frl = F*)1таСл7 + FrRi = 21,6 мкм, Frt = Fm табл7 + = 29,6 мкм. Для 8-й степени точности (т = 1) проверяем условия FrJra6jl8 = 21 мкм ^ Frl = 21,6 мкм и РЛабяВ = 26 мкм ^ Рл = 32. И з неравенств следует, что по 8-й степени точности можно паспортизовать только колесо. Для 9-й степени точности (т = 2) Fr1ra(Ll9 = 26 мкм > Frl = 21,6 мкм, т. е. шестерня может быть паспортизована.по указанной степени точности. Иначе говоря, колеса в передаче мо гут быть паспортизованы по разным степеням точности, что ГОСТами не предусмотрено. Всю же передачу можно формально паспортизировать по 9-й степени, однако фактически одно колесо будет точнее. И этот вывод — еще один довод в пользу необходимости изме нения стандартов.
Теперь рассмотрим методику определения суммарной приведённой погрешности монтажа цилиндрических колес. Она рассчитывается по формуле (ГО СТ 21098-82)
где еТ— монтажное радиальное биение; еа — монтажное осевое биение; а = 20° — угол ис ходного профиля колеса; Р — угол наклона линии зуба (поскольку tg P = tg 0° = 0, то осе вое биение не вносит своего вклада в суммарную погрешность).
М онтажное радиальное биение зубчатого венца (Р Б З В ) колеса в передаче равно er=F Fnçf+ FrRi+ Fm + FrK)lp„ + Frillll,
где — РБЗВ , вызванное максимальным посадочным зазором в соединении колесо-вал, рис. П1.2, a; Fы — РБЗВ , вызванное относительным биением посадочных мест колеса
М ето д и ка определения степени точности зубчатых колес |
7 9 9 |
Пр и м е р и с п о л ь зо в а н и я м е то д а
Вкачестве пояснения предложенной методики приведем результаты расчета для опреде ления степени точности зубчатых колес в передаче по нормам кинематической точности с уче том погрешностей изготовления и монтажа деталей на конкретных схемах передач: произведем расчет для консольной схемы и схемы с межопорным расположением колес (табл. П1.1).
Параметры зубчатого колеса:
модуль: |
тп = 0,5 мм; |
число зубьев: |
Z = 30; |
степень точности по ГОСТ 9178-81: 5 (с использованием табл. П1.2)
Таблица П 1.1
80 0 П р и л о ж е н и е 1
Таблица П1.2
Допуск на радиальное биение Frдля цилиндрических зубчаты х колее по ГОСТ 9178-81, мкм
|
|
|
|
Д и а м е т р д е л и т е л ь н о й о к р у ж н о с т и , м м |
|
|
|||
С т е п е н ь |
М о д у л ь |
|
|
|
|
|
|
|
|
т о ч н о |
|
|
|
|
|
|
|
||
н о р м а л ь н ы й |
т„ |
С п .1 2 |
С и . 2 0 |
С и . 3 2 |
С п . 5 0 |
С п . 8 0 |
С и . 125 |
||
с т и |
|||||||||
|
Д о 12 |
||||||||
|
|
д о 20 |
д о 3 2 |
д о 5 0 |
д о 8 0 |
д о 1 2 5 |
д о 2 0 0 |
||
|
|
|
|||||||
6 |
От 0,1 до 0,5 |
|
12 |
14 |
16 |
19 |
22 |
26 |
|
|
Св. 0,5 до 1 |
|
1 6 |
1 8 |
20 |
22 |
25 |
30 |
|
7 |
От 0,1 до 0,5 |
1 6 |
18 |
20 |
22 |
26 |
30 |
36 |
|
|
Св. 0,5 до 1 |
21 |
22 |
24 |
26 |
30 |
36 |
42 |
|
8 |
От 0,1 до 0,5 |
19 |
21 |
25 |
28 |
32 |
38 |
45 |
|
|
Св. 0,5 до 1 |
26 |
28 |
30 |
34 |
38 |
45 |
50 |
|
9 |
От 0,1 до 0,5 |
24 |
26 |
30 |
36 |
42 |
48 |
55 |
|
|
Св. 0,5 до 1 |
34 |
36 |
40 |
45 |
50 |
50 |
65 |
|
10 |
От 0,1 до 0,5 |
30 |
34 |
38 |
45 |
52 |
60 |
70 |
|
|
Св. 0,5 до 1 |
42 |
45 |
50 |
55 |
60 |
70 |
80 |
|
З а к л ю ч е н и е
Приведенные результаты расчетов показывают, что при изготовлении зубчатого коле са по 5-й степени точности, в передаче, собранной по консольной схеме, при учете погреш ностей монтажа, степень точности относительно ее рабочей оси будет 9 по ГОСТ 9178-81 (т. е. понижение степени на 4 единицы!). В то же время видно, что при изготовлении зуб чатого колеса по той же 5-й степени точности, в собранной передаче с расположением ко леса между опорами степень точности колеса относительно рабочей оси будет 8 (т. е. по нижение степени на 3 единицы).
Приведенные примеры также указывают на то, что учет суммарной погрешности мон тажа обязателен, так как она оказывает существенное влияние на степень точности колеса в передаче относительно его рабочей оси. С другой стороны, у конструктора есть возмож ность уменьшить эту погрешность монтажа. Этого можно добиться использованием вме сто схем консольного расположения схемы межопорного расположения колес (в том слу чае, когда подобный шаг недопустим, погрешность можно уменьшить, варьируя парамет рами I и L, см. рис. П1.3). С помощью других конструкторско-технологических приемов возможно существенное уменьшение (или даже сведение к нулю) некоторых слагаемых монтажного биения, таких как Fгю и Fr К()р1|.
Предлагаемая методика призвана показать пути достижения временного компромис са между существующей нормативной документацией и сложившейся практикой, что очень важно в условиях вводимой сертификации продукции.