11.3. Нормы плавности работы цилиндрических зубчатых колес и передач

Нарушение плавности работы зубчатой передачи происходит из-за резкого изменения углов поворота зубчатых колес, вызванного циклически появляющимися погрешностями за оборот зубчатого колеса, входящими в его кинематическую погрешность. Это приводит к систематически возникающим мгновенным ускорениям ведомых зубчатых колес, вибрациям, повышенному шуму, и, в конечном счете, к снижению надежности работы передачи.

Аналитически или с помощью анализаторов кинематическую погрешность можно представить в виде спектра гармонических составляющих, амплитуда и частота которых зависит от характера составляющих погрешностей. Например, отклонение шага зацепления вызывает колебание кинематической погрешности с зубцовой частотой, равной частоте входа в зацепление зубьев колес.

Плавность работы может быть выявлена и оценена одним или несколькими показателями (комплексами) по одному из вариантов, приведенных в табл. 11.3.

Местная кинематическая погрешность зубчатого колесаопределяется наибольшей разностью между местными соседними экстремальными (минимальными и максимальными) значениями кинематической погрешности зубчатого колеса за полный оборот (рис. 11.6). Она является частью полной кинематической погрешности зубчатого колеса, но нормируется отдельно.

Рис. 11.6. Местная кинематическая погрешность

Местная кинематическая погрешность может определяться как для колеса, так и для передачи . Она ограничивается допускомисоответственно.

Таблица 11.3

Показатели плавности работы зубчатых колес

№	Нормируемые показатели точности или комплексы	Обозначение	Степени точности
Зубчатые колеса
1.	Циклическая погрешность зубчатого колеса	fzkr	3-8
2.	Местная кинематическая погрешность колеса		3-8
3.	Отклонение шага зацепления и погрешность профиля зуба	fpbr ffr	3-8
4.	Отклонение шага зацепления и отклонение шага	fpbr fptr	3-8
5.	Колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе		5-12
6.	Отклонение шага	fptr	9-12
Зубчатые передачи
7.	Циклическая погрешность передачи	fzkor	3-8

Циклическая погрешность зубчатого колесаf_zkr– это удвоенная амплитуда гармонической составляющей кинематической погрешности зубчатого колесаF_к.п.к.. Нормируется в зависимости от частоты циклов. Кривую зависимости кинематической погрешности от угла поворота колеса аналитическими методами или с помощью анализаторов можно представить в виде спектра гармонических составляющих с разными амплитудами и частотами (рис. 11.7). Например, первая гармоническая составляющая возникает благодаря наличию эксцентриситета делительной окружности зубчатого колеса относительно оси его вращения, вторая составляющая в результате действия погрешности шага. Допуск на циклическую погрешность зубчатого колеса определяется по формуле:, гдеk_ц– частота циклов за один оборот зубчатого колеса;F_r– допуск на радиальное биение зубчатого венца той же степени точности что иf_zk.

Рис. 11.7. Гармонические составляющие кинематической погрешности

Показатель не нормируется по ИСО.

Причинами возникновения циклической погрешности зубчатого колеса при зубофрезеровании методом обката являются: биение и перекос фрезы, биение червяка делительной пары станка и др.

Циклическая погрешность зубцовой частоты колесаf_zzr– это циклическая погрешность зубчатого колеса при зацеплении с измерительным зубчатым колесом с частотой повторений, равной частоте входа зубьев в зацепление. У прямозубых колес зубцовая частота равна количеству зубьев, у косозубых и шевронных она зависит от коэффициента осевого перекрытия.

Допуск на циклическую погрешность зубцовой частоты зубчатого колеса – f_zz.

Погрешности f_zkrиf_zzrявляются результатом гармонического анализа спектра кинематической погрешности колеса.

Отклонение шага f_Ptr– это дискретное значение кинематической погрешности зубчатого колеса при его повороте на один номинальный угловой шаг. Ограничивается предельными отклонениями шага +f_Ptи –f_Pt.

Отклонение шага зацепленияf_Pbr– это разность между действительнымР_ди номинальнымР_ншагами зацепления (рис. 11.8,а). Действительный шаг зацепления равен кратчайшему расстоянию между двумя параллельными плоскостями, касательными к двум одноименным активным боковым поверхностям соседних зубьев зубчатого колеса. Его определяют в сечении, перпендикулярном к направлению зубьев в плоскости, касательной к основному цилиндру. Предельное отклонение шагов зацепления колес определяют из соотношения:.

Предельные отклонения шага зацепления: верхнее +f_Pb, нижнее –f_Pb.

а) б) Рис. 11.8. Погрешности шага и профиля зубьев

Погрешность профиля зубаf_fr– это расстояние по нормали между двумя ближайшими друг к другу номинальными торцовыми профилями зуба, между которыми размещается действительный торцовый активный профиль зуба колеса (рис. 11.8,б). Предельная погрешность профиля зуба регламентируется допускомf_f. Под действительным торцовым профилем зуба понимается линия пересечения действительной боковой поверхности зуба зубчатого колеса в плоскости, перпендикулярной его рабочей оси.I– номинальные торцевые профили зуба,II– границы активного профиля зуба.