5.9. Червячные колеса

5.9.2. Выбор параметров червячного колеса, допусков размеров, формы, взаимного расположения и шероховатости поверхности

На рис. 5.20 приведена схема расположения условных обозначений технических требований, которые предъявляются к червячным колесам.

Ниже по порядку номеров позиций (см. рис. 5.20) даны краткие рекомендации по выбору параметров и технических требований червячных колес.

Позиция 1 . Первая часть таблицы параметров зубчатого венца червячного колеса включает:

•модуль m = 4 мм;

•число зубьев z2 = 50;

•направление линии зуба – правое;

•коэффициент смещения червяка x=0;

•исходный производящий червяк по ГОСТ 19036-81;

•степень точности и вид сопряжения по нормам бокового зазора 8-В ГОСТ 3675 - 81.

Все перечисленные параметры выбираются, рассчитываются и принимаются в разделах «Червячные передачи» и «Червяки».

Выбор показателей точности червячного колеса

Показатели точности предлагается выбирать и указывать в учебных целях. Показатели или комплексы точности выбираются в зависимости от степеней точности (см. табл. 5.15). Каждый установленный комплекс показателей является равноправным с другими, хотя при сравнительных оценках влияния точности передач на их эксплуатационные качества основными и единственно пригодными во всех случаях являются функциональные показатели Fior′ , fzzor , fzkor , мгновенное и суммарное

пятна контакта.

При выборе показателей или комплексов точности следует учитывать конкретные условия производства, в частности, наличие тех или иных измерительных средств.

Показатели кинематической точности червячного колеса

Принимаем комплекс (8-я степень точности):

•допуск на погрешность обката Fc = 50 мкм;

•допуск на радиальное биение зубчатого венца червячного колеса Fr = 71 мкм (см. табл. П.5.1).

Показатели плавности работы червячного колеса

Принимаем показатель (8-я степень точности):

предельные отклонения шага червячного колеса fPt = ±28 мкм (см. табл. П.5.3).

Показатели контакта зубьев червячного колеса с витками червяка в червячной передаче

Комплекс относится к передаче, поэтому все параметры выбраны в разделе «Червяки». Позиция 2 . Относится к третьей части таблицы – справочные данные. В ней должны быть

приведены:

•межосевое расстояние aw = 125 мм (см. табл. 5.11)

•предельные отклонения межосевого расстояния в передаче fa = ±90 мкм (см. табл. П.5.7);

•делительный диаметр d2 = 200 мм (см. табл. 5.13);

•вид сопряженного червяка ZN2;

•число витков сопряженного червяка z1 = 1 (см. табл. 5.11);

•обозначение чертежа сопряженного червяка.

При необходимости могут быть приведены иные справочные данные.

Позиция 3 . Диаметр вершин зубьев da2 = 208 мм (см. табл. 5.13). Поле допуска на диаметр

принимается 208 h12(−0.46 ) .

Позиция 4 . Наибольший диаметр червячного колеса dam2 = 216 мм (см. табл. 5.13). Поле допуска на диаметр принимается 216 h12(−0.46 ) .

Позиция 5 . Радиус выемки поверхности вершин зубьев колеса:

R = (0,5 q −1) m = (0,5 12,5 −1) 4 = 21 мм .

Позиция 6 . Ширина венца червячного колеса. Принимаем:

b2 = 42 мм (см. табл. 5.13).

Позиция 7 . Радиус кривизны линии притупления зуба:

ρk2 = 0.1 · m = 0.1 · 4 = 0.4 мм.

Радиус кривизны переходной кривой зуба:

ρf2 = 0.3 · m = 0.3 · 4 = 1.2 мм.

Позиция 8 . Расстояние от базового торца до средней торцовой плоскости колеса. Базовый торец определяется исходя из анализа размерной цепи, замыкающим звеном которой является степень несовпадения оси червяка со средней торцовой плоскостью червячного колеса.

Номинальный размер такого замыкающего звена по понятным причинам должен быть равен нулю, а его предельные отклонения соответствуют предельным смещениям средней плоскости червячного колеса в передаче fx , т.е. А∆ = 0 ± 0.071 мм .

Рассчитаем размерную цепь, представленную на чертеже, методом полной взаимозаменяемости. 1. Определение номинальных размеров составляющих звеньев.

→

Номинальные размеры составляющих звеньев, кроме звена А4 , определяются непосредственно

→

по чертежу узла. Для нахождения звена А4 воспользуемся зависимостью (4.1):

2. Определение средней точности размерной цепи. Найдем значение k по формуле (4.7):

Найденное число единиц допуска лежит в пределах стандартных значений (см. табл. 4.1) k = 25 (8-й квалитет) и k = 40 (9-й квалитет).

→

3. Определение допуска звена А4 . Воспользуемся формулой (4.2):

150

m −1

T∆ = ∑Tj j =1

142=33+22+33+T4; T4=54 мкм.

Результаты дальнейшего поэтапного расчета приведены в табл. 5.19.

Таблица 5.19

→

4. Определение предельных отклонений звена А4 . Из формулы (4.3):

→→

-71 = H4 – 16.5; H4 = - 54.5 мкм.

Таким образом, найдены номинальные размеры всех звеньев и их предельные отклонения, в том

Позиция 9 . Допуск торцового биения.

Биение базового торца приводит к погрешностям при обработке и установке червячного колеса в механизме, которые в наибольшей мере отражаются на отклонении межосевого угла в червячной передаче fΣ r . Предельные отклонения межосевого угла передачи задаются относительно рабочих осей,

поэтому они учитывают погрешности изготовления и монтажа.

Неперпендикулярность буртика вала, биение базового торца и неперпендикулярность осей отверстий в корпусе для монтажа червяка и червячного колеса, суммируясь, вызывают погрешности межосевого угла в передаче. С целью определения допуска на биение торца необходимо рассчитать размерную цепь, часть звеньев которой были перечислены. Учитывая вероятностный характер влияния отдельных составляющих на качество сопряжения, можно воспользоваться упрощенной формулой, приведенной в разделе 5.4.

Червячное колесо сопрягается с валом по переходной посадке и, следовательно, торцовое биение рассчитывается по формуле:

∆ = 13 (d / l) 2 fΣ ,

где d = 70 мм – диаметр ступицы колеса;

l = 42мм – ширина зубчатого венца, т.к. предельные отклонения межосевого угла задаются на ширине зубчатого венца;

2· fΣ = 2·16 = 32 мкм – допуск на перпендикулярность осей.

∆ = 13 (70 / 42) 32 = 17.8 мкм.

Принимаем допуск на торцовое биение равным ТСА = 16 мкм (табл. П.2.1).

Позиция 1 0 . Допуск на радиальное биение вершин зубьев червячного колеса.

Диаметр вершин зубьев может являться технологической или измерительной базой, и поэтому в соответствии с рекомендациями назначается допуск на радиальное биение

Fda2 ≈ 0,6 Fr = 0,6 71 = 43 мкм ,

окончательно Fda2 = 40 мкм.

Позиция 1 1 . Шероховатость торцовых поверхностей червячного колеса.

Назначение технического требования - равномерное распределение нагрузки по поверхности торцов и точность расположения червячного колеса при обработке и в механизме.

В соответствии с рекомендациями раздела «Шероховатость поверхности» Rz назначается не бо-

лее 0.5…0.4 от допуска расположения. Для торцов червячного колеса:

Позиция 1 2 . Шероховатость профилей зубьев червячного колеса.

Назначение технического требования – обеспечение необходимых условий работы передачи. Значение параметра Ra = 3.2 мкм (см. табл. 5.6).

Остальные технические требования рассчитываются, выбираются и назначаются в соответствии с рекомендациями, приведенными в разделе 5.4.