Точность изготовления и ее влияние на качество передачи

Основными ошибками изготовления зубчатых колес являются: ошибки шага и формы профиля зубьев, ошибки в направлении зубьев относительно образующей делительного цилиндра.

Ошибки шага и профиля нарушают кинематическую точность и плавность работы передачи. В передаче сохраняется постоянным только среднее значение передаточного отношения i.

Ошибки в направлении зубьев в сочетании с перекосом валов вызывают неравномерное распределение нагрузки по длине зуба.

Точность изготовления зубчатых передач регламентируется ГОСТами, которые предусматривают двенадцать степеней точности. Каждая степень точности характеризуется тремя показателями:

1. Норма кинематической точности регламентирует наибольшую погрешность передаточного отношения или полную погрешность угла поворота зубчатого колеса в пределах одного оборота (в зацеплении с эталонным колесом).

2. Норма плавности работырегламентирует многократно повторяющиеся циклические ошибки передаточного отношения или угла поворота в пределах одного оборота.

3. Норма контакта зубьеврегламентирует ошибки изготовления зубьев и сборки передачи, влияющие на размеры пятна контакта в зацеплении (на распределение нагрузки по длине зубьев).

Степень точности выбирают в зависимости от назначения и условий работы передачи. Наибольшее распространение имеют 6, 7 и 8-я степени точности.

Во избежание заклинивания зубьев в зацеплении должен быть гарантированный боковой зазор. Величина зазора регламентируется видом сопряжения зубчатых колес. Стандартом предусмотрено шесть видов сопряжения: Н – нулевой зазор; Е – малый зазор; С иD– уменьшенный зазор; В – нормальный зазор; А – увеличенный зазор.

Силы в зацеплении

Прямозубая цилиндрическая передача (рис.6.13). На рис.6.13F_n– нормальная сила, направленная по линии зацепления как общей нормали к рабочим поверхностям зубьев. Силы, действующие в зацеплении, принято прикладывать в полюсе зацепления. При этом силуF_nпереносят в полюс и раскладывают на окружнуюF_t и радиальнуюF_r.

Рис.6.13

Такое разложение удобно при расчете валов и опор. По заданным Т и dопределяют

(6.1)

и через нее выражают все другие составляющие

(6.2)

Косозубая и шевронная цилиндрические передачи (рис.6.14,а,б). Здесь силуF_nраскладывают на три составляющие:

(6.3)

Наличие в зацеплении осевых осевых сил, которыми дополнительно нагружаются опоры валов, является недостатком косозубых колес. Этот недостаток устраняется в шевронной передаче.

Рис.6.14

Критерии работоспособности и расчета зубчатых передач

Условия работы зуба в зацеплении При передаче крутящего момента (рис.6.15) в зацеплении, кроме нормальной силы Fn, действует сила трения, равнаяFnf, связанная со скольжением. Под действием этих сил зуб находится в сложном напряженном состоянии. Решающее влияние на его работоспособность оказывают два основных напряжения: контактные напряженияНи напряжения изгибаF. Для каждого зубаНиFне являются постоянно действующи-

Рис.6.15

ми. Они изменяются во времени по некоторому прерывистому (пульсирующему) циклу (см.рис.6.15).Переменные напряжения являются причиной усталостного разрушения зубьев: поломка зубьев от напряжений изгиба и выкрашивание поверхности от контактных напряжений.

С трением в зацеплении связаны износ и заедание поверхностей зубьев.