3.2. Допуски формы и расположения поверхностей

Рабочей осью конического зубчатого колеса (рис. П.3) является ось посадочного отверстия30Н7, на чертеже она обозначена буквой Г и является базой для оценки точности расположения поверхностей конического зубчатого колеса.

3.2.1. Цилиндричность базового отверстия, перпендикулярность торца ступицы, параллельность торцов ступицы, торцовое биение базового торца зубчатого венца конического колеса, параллельность и симметричность расположения шпоночного паза определяют по аналогии с цилиндрическим зубчатым колесом (см. пункты 2.2.1, 2.2.3, 2.2.4, 2.2.5, 2.2.6).

3.2.2. Радиальное биение конуса вершин влияет на точность и дисбаланс передачи. Значение допуска радиального биения Т_в мм принимают в зависимости от степени кинематической точности и вида сопряжения по табл. 3.2.

Таблица 3.2

Степень кинематической точности	Вид сопряжений	Внешний диаметр вершин зубьев, мм
		св. 50 до 80	св. 80 до 120	св. 120 до 200
7	H, C, B, A	0,025	0,026	0,030
8	C, B, A	0,032	0,036	0,043
9	B, A	0,044	0,053	0,065

Пример.На чертеже (рис. П.3) коническое зубчатое колесо имеет 7-ю степень точности и вид сопряжения С, а внешний диаметр вершин зубьев свыше 120 мм. По табл. 3.2 допуск на радиальное биение Т_составляет 0,03 мм.

3.2.3. Перпендикулярность базового торца колеса к рабочей оси. Допуск перпендикулярности Т_назначают для выполнения норм контакта зубьев в передаче. Его значение можно определить по зависимости [5]:

Т_= (d_/d_e)f_atg, гдеd_– диаметр базового торца колеса;d_e– внешний делительный диаметр зубчатого колеса;f_a– предельное отклонение межосевого расстояния (см. табл. 3.3);– угол делительного конуса колеса.

Таблица 3.3

Степень точности	Среднее конусное расстояние Rm, мм
	до 50	св. 50 до 100	св. 100 до 200
	Предельное отклонение fa, мкм
6 7 8	12 18 28	15 20 30	18 25 36

Пример.На чертеже (рис. П.3) правый торец зубчатого венца, заданный длиновым размером 20 мм, в данном случае не является базовым, поэтому перпендикулярность этого торца не оговорена. Следует заметить, что для большинства конических колес этот торец является базовым.

3.2.4. Таблица параметров зубчатого венца.

Таблицу параметров венца конического зубчатого колеса помещают в правом верхнем углу поля чертежа в соответствии с рис. 2.1.

Таблица параметров должна состоять из трех частей, которые отделяют друг от друга сплошными основными линиями. В первой части приводят следующие данные: модуль внешний окружной m_e; число зубьевZ; тип зуба надписью «прямой»; исходный контур; коэффициент смещения исходного контураXс соответствующим знаком; коэффициент изменения расчетной толщины зуба Х_с соответствующим знаком (при отсутствии изменения расчетной толщины проставляют нуль); угол делительного конуса; степень точности и вид сопряжения по нормам бокового зазора и обозначение стандарта.

Во второй части таблицы приведены данные для контроля размеров зуба в измерительном сечении – постоянная хорда и высота до постоянной хорды.

В третьей части таблицы приводят справочные данные: межосевой угол передачи ; средний окружной модульm_m; внешнее конусное расстояниеR_e; среднее конусное расстояниеR_m; средний делительный диаметрd_m; угол конуса впадин_f; внешнюю высоту зубаh_e; обозначение чертежа сопряженного зубчатого колеса.

Если зубчатое колесо имеет два и более венца разного вида (например, конический и цилиндрический), то для каждого венца должна быть приведена на чертеже отдельная таблица. Таблицы располагают рядом или одну под другой. Каждый венец и соответствующая таблица должны быть обозначены одной прописной буквой русского алфавита (рис. 2.1, б). Неиспользуемые строки таблицы следует исключать.

Коэффициенты смещения у конических колес существенно влияют на геометрию и качественные показатели зубчатой передачи (на контактную и изгибную прочность зубьев, их износостойкость и т. п.). Выбор рациональных коэффициентов смещения для конических колес является одним из важных этапов проектирования зубчатой передачи. Его наиболее рационально производить с помощью блокирующих контуров [9].

На практике в конических передачах с передаточным числом u  1 шестерню рекомендуется выполнять с положительным смещением х₁ (табл. 3.4), а колесо с равным ему по величине отрицательным значением (х₂ = – х₁).

Для передач, у которых u и z₁ отличается от указанных в табл. 3.4, коэффициенты смещения принимают с округлением в большую сторону.

Таблица 3.4

Число зубьев шестерни z1	Коэффициент смещения х1 при передаточном числе u
	1	1,12	1,25	1,4	1,6	1,8	2	2,5	3,15	4
12 13 14 15 16 18 20 25 30 40	– – – – – 0 0 0 0 0	– – – – 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05	– – – 0,18 0,17 0,15 0,14 0,13 0,11 0,09	– – 0,27 0,25 0,24 0,22 0,20 0,18 0,15 0,12	– – 0,34 0,31 0,30 0,28 0,26 0,23 0,19 0,15	– – 0,38 0,36 0,35 0,33 0,30 0,26 0,22 0,18	– 0,44 0,42 0,40 0,38 0,36 0,34 0,29 0,25 0,20	0,50 0,48 0,47 0,45 0,43 0,40 0,37 0,33 0,28 0,22	0,53 0,52 0,50 0,48 0,46 0,43 0,40 0,36 0,31 0,24	0,56 0,54 0,52 0,50 0,48 0,45 0,42 0,38 0,33 0,26

Установкой зубострогальных резцов на станке можно изменять толщину зуба нарезаемого колеса вне зависимости от смещения (xm) против расчетной. Этот способ применяют, главным образом, для нулевых передач: ослабляя более прочный зуб, можно усилить менее прочный и тем самым повысить нагрузочную способность передачи в целом. Этим способом устраняют также и чрезмерное заострение зуба одного из колес передачи.

Для расчета коэффициента изменения расчетной толщины зуба рекомендуют [10] эмпирическую формулу при u  2,5

x_1 = –x_2 = 0,03 + 0,008 (u – 2,5) .

В случае u < 2,5 назначают x_1 = –x_2 = 0.

Непосредственное измерение толщины зуба конического колеса или коэффициентов х и х_ затруднительно, проще использовать для этой цели какие-либо удобно измеряемые размеры и по ним косвенно проверять толщину зуба. Таким измерительным размером для прямозубых конических колес является размер постоянной хорды, измеряемый тангенциальным зубомером или специальной скобой (шаблоном) на внешнем торце зуба (на дополнительном конусе).

Размер внешней постоянной хорды вычисляют по формуле

,

где s_e – внешняя окружная толщина зуба, соответственно, для шестерни и колеса.

и .

Высота до постоянной хорды – кратчайшее расстояние от окружности вершины до середины постоянной хорды

,

где h_ae – внешняя высота головки зуба, ее принимают по чертежу зубчатого колеса или рассчитывают как и.

По стандарту ГОСТ 13754-81 коэффициент высоты головки зуба исходного контура .

Расчет предельных отклонений размера постоянной хорды зуба выполняют в такой последовательности:

– рассчитывают (или принимают из таблицы параметров колеса) средний делительный диаметр

;

– по табл. 3.5 и табл. 3.6 определяют сомножители наименьшего отклонения средней постоянной хорды зуба : сначала для степени точности 7–Н, затем для фактической степени точности контролируемого колеса;

– при измерении толщины зубьев на внешнем торце зубчатого колеса наименьшее (верхнее) отклонение средней постоянной хорды зуба рассчитывают по формуле

,

где R_e и R_m – соответственно внешнее и среднее конусное расстояние зубчатого колеса;

– по табл. 3.7 определяют допуск на биение зубчатого венца конического колеса F_r ;

– по табл. 3.8 определяют допуск на среднюю постоянную хорду зуба ;

– рассчитывают наибольшее (нижнее) отклонение средней постоянной хорды зуба (+);

– в таблицу параметров зубчатого венца на чертеже конического зубчатого колеса записывают размер постоянной хорды зуба по форме

.

Таблица 3.5

Средний модуль mm , мм	Средний делительный диаметр dm , мм
	До 125					Св. 125 до 400			Св. 400
	Угол делительного конуса δ, град
	До 20	Св. 20 до 45		Св. 45		До 20	Св. 20 до 45	Св. 45	До 20	Св. 20 до 45	Св. 45
	Наименьшее отклонение ЕSC для степени 7–Н
От 1 до 3,5 Св. 3,5 до 6,3 Св. 6,3 до 10	20 22 25		20 22 25		22 25 28	28 32 36	32 32 36	30 30 34	36 38 40	50 55 55	45 45 50

Таблица 3.6

Степень точности по нормам плавности	Вид сопряжений зубьев
	H	E	D	C	B	A
	Коэффициент К1
7	1	1,6	2	2,7	3,8	5,5
8	-	-	2,2	3	4,2	6
9	-	-	-	3,2	4,6	6,6

Таблица 3.7

Степень точности	Средний окружной модуль mm , мм	Средний делительный диаметр dm , мм
		До 125	Св. 125 до 400	Св. 400 до 800
		Допуск на биение Fr , мкм
7	От 1 до 3,5 Св. 3,5 до 6,3 Св. 6,3 до 10	36 40 45	53 56 63	63 71 80
8	От 1 до 3,5 Св. 3,5 до 6,3 Св. 6,3 до 10	45 50 56	63 71 80	80 90 100
9	От 1 до 3,5 Св. 3,5 до 6,3 Св. 6,3 до 10	56 63 71	80 90 100	100 112 125

Таблица 3.8

Вид допуска бокового зазора	Допуск на биение зубчатого венца Fr , мкм
	Св. 32 до 40	Св. 40 до 50	Св. 50 до 60	Св. 60 до 80	Св. 80 до 100	Св. 100 до 125
	Допуск , мкм
h d c b a	42 55 70 85 110	50 65 80 100 130	60 75 95 120 150	70 90 110 130 180	90 110 140 170 220	110 130 170 200 260

Пример.Для конического прямозубого колеса сZ₂= 48,₂= 632606(рис. П.3) определить коэффициент смещения исходного контураX₂и коэффициент изменения расчетной толщины зубаX_2. Передаточное число конической передачиu=tg₂=tg 632606 = 2, тогда число зубьев сопряженной с колесом шестерниZ₁ = Z₂/u = 48/2 = 24. Отсюда по табл. 3.4 определяютX₁= + 0,29 и, следовательно,X₂= –0,29 . Коэффициент изменения расчетной толщины зуба рекомендуют принят приu < 2,5

x_1 = –x_2 = 0.

В таблице на чертеже колеса проставлено x_2= 0.

Пример.Для конического прямозубого колеса сm_e = 3, Z = 48, X₂ = –0,29 рассчитать размер внешней постоянной хорды, высоты до нее от окружности вершин и предельные отклонения.

Размер внешней окружной толщины зуба колеса рассчитывают по формуле

= =3-3(0,5 + 20,29tg 20 + 0) = 4,079 мм.

Теперь размер внешней постоянной хорды вычисляют по формуле

= 4,079cos²20 = 3,602 мм.

Высота до постоянной хорды рассчитывается по формуле

,

где – внешняя высота головки зуба колеса,

= 213 – 3(1 + 0,29) = 2,13 мм.

Тогда

= 2,13 – 0,254,079sin(220) = 1,475 мм.

Для расчета предельных отклонений размера постоянной хорды определяют по табл. 3.5. и табл. 3.6 сомножители наименьшего отклонения и вычисляют

По табл. 3.7 определяют допуск на биение зубчатого венца F_z = 36 мкм, по табл. 3.8 – допуск на среднюю постоянную хорду= 70 мкм.

Рассчитывают наибольшее (нижнее) отклонение средней постоянной хорды

В таблицу параметров зубчатого колеса записывают размер постоянной хорды зуба .