11 Анализ точности зубчатого колеса

1. Назначить по ГОСТ 1643-81 (таблицы 2-5) показатели для контроля точности изготовления зубчатого по нормам кинематической точности, плавности работы, контакта зубьев и бокового зазора, или выбрать комплекс контроля (таблица 11.2);

2. Используя ГОСТ 1643-81 выбрать допуски на предложенные показатели и дать их определения;

3. Назначить допуски радиального биения поверхности выступов зубчатого колеса, торцевого биения поверхности торца, контактирующего с буртиком вала (ГОСТ 24643-81) и параметры шероховатости поверхностей (ГОСТ 2789-73*). Используя ГОСТ 2.308-11 и ГОСТ 2.309-79* указать эти допуски и параметры шероховатость на эскизе зубчатого колеса.

Исходные данные приведены в таблице 11.1.

Таблица 11.1 – Исходные данные

Наименование и размерность параметров	Величина
Точность изготовления зубчатого колеса	8-В
Модуль, мм	10
Число зубьев	51
Ширина венца, мм	345

Рассматриваемое зубчатое колесо должно быть изготовлено:

- со степенью точности 8 по нормам кинематической точности;

- со степенью точности 8 по нормам плавности работы;

- со степенью точности 8 по нормам контакта.

Вид сопряжения зубьев зубчатых колёс в передаче, характеризующий боковой зазор j_n, установлен «В».

Вид допуска на боковой зазор «b» соответствует виду сопряжения.

Вид сопряжения соответствует классу отклонений межосевого расстояния.

Выберем показатели для контроля точности зубчатого колеса (ГОСТ1643-81) или используем рекомендуемые комплексы контроля.

Комплекс контроля – это список показателей, которые нужно измерить для полного поэлементного контроля точности зубчатого колеса. Все семь комплексов контроля приведены в таблице 11.2.

Для контроля точных зубчатых колёс 3-8-й степеней точности применяют 1-4-й комплексы контроля, для которых в каждой группе норм следует измерять по два показателя.

Для контроля менее точных зубчатых колёс 7-12-й степеней точности применяют 5, 6, 7-й комплексы контроля, для которых в каждой группе норм достаточно измерять по одному показателю.

Таблица 11.2 – Комплексы контроля зубчатых колёс

Нормы:	Номера комплексов контроля
	1	2	3	4	5	6	7
	для степеней точности
	3 - 8	3 - 8	3 - 8	3 - 8	7 - 12	5 - 12	5 - 12
	Допуски на показатели, нормируемые в комплексе
кинематической точности	F’i	Fp и Fpk	Fr и Fvw	Fr и Fc	Fr*	F”i и Fvw	F”i и Fc
плавности работы	f’i	fpb и ff, и (или )			fpt или fvpt	f”i
контакта	Пятно контакта или Fβ, или Fk
бокового зазора	EHs и ТН, или ЕWms и ТWm, или ЕWs и Тс, или Есs и Тс					Ea”s и Ea”i

* для 7-й степени точности 5-й комплекс контроля только для d > 1600 мм.

Исходя из функционального назначения механизма для зубчатого колеса со степенью точности 8-В выбираем 4-й комплекс контроля.

Названия и определения измеряемых показателей и допусков на измеряемые показатели приведены в ГОСТ 1643-81. Результаты работы записываем в виде таблицы 11.3. Числовые значения допусков контролируемых показателей принимаем по ГОСТ 1643-81.

Таблица 11.3 – Значения допусков измеряемых показателей точности

зубчатого колеса

Наименование и обозначение по ГОСТ 1643-81		Численное значение допуска, мкм	Название и тип измерительных приборов
измеряемого показателя точности зубчатого колеса	допуска на измеряемый показатель точности зубчатого колеса
Показатели кинематической точности
Frr – радиальное биение зубчатого венца Fcr – погрешность обката	Fr – допуск на радиальное биение зубчатого венца Fc – допуск на погрешность обката	100 80	Прибор для измерения радиального биения
Показатели плавности работы
fpbr – отклонение шага зацепления fptr – отклонение шага	fpb – предельные отклонения шага зацепления fpt – предельные отклонения шага	±34 ±36	Шагомер шага зацепления Шагомер основного шага
Показатели норм контакта
Fβr – погрешность направления зуба	Fβ – допуск на направление зуба	45	Прибор для измерения погрешности направления зуба
Показатели, обеспечивающие боковой зазор передачи
EHr – дополнительное смещение исходного контура	EHs – наименьшее дополнительное смещение исходного контура ТН – допуск на дополнительное смещение исходного контура EHi – наибольшее дополнительное смещение исходного контура	-350 250 -600	Тангенциальный зубомер

При оформлении чертежа зубчатого колеса ГОСТ 2.403-75 рекомендует указывать:

- диаметр окружности выступов и при необходимости, предельное значение радиального биения поверхности выступов (задаётся с целью ограничения возможного дисбаланса в пределах 0,03-0,006 мм при частотах вращения от 600 до 3000 об/мин);

- ширину зубчатого венца и, при необходимости, предельное значение биения поверхности базового торца (для обеспечения норм контакта зубчатого колеса);

- размеры фасок или радиусы закругления на торцовых кромках цилиндра выступов и т.п. в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД к изделиям машиностроения.

В специальной таблице в правом верхнем углу чертежа, разделенном жирными линиями на три части, приводят:

- в первой части – данные, необходимые для изготовления колеса;

- во второй части – показатели норм точности, выбранные по соответствующему стандарту;

- в третьей части – справочные данные, необходимые для контроля показателей, приведённых во второй части таблицы.

Диаметр окружности выступов определяется по формуле:

где d – делительный диаметр зубчатого колеса,

мм;

m – модуль зуба, m = 10 мм;

z – число зубьев, z = 51.

мм.

Предельные отклонения на диаметр окружности выступов принимаем по h10, т.е. в нашем случае, Ø530h10. Радиальное биение поверхности выступов зубчатого колеса с учётом рекомендаций принимаем 0,03 мм.

Предельные отклонения на ширину зубчатого венца принимаем также по h10 (345h10). Допуск торцового биения поверхности базового торца для обеспечения норм контакта зубьев в передаче и нормальной работы подшипников принимаем равным допуску торцового биения буртика вала Ø 240: TCA = 10 мкм (см. задачу 8).

Допуск перпендикулярности торцовой поверхности колеса оси его вращения находим по ГОСТ 24643-81: для 530h10 и 9 степени точности TPR = 120 мкм.

Параметры шероховатости поверхности Ø220Н8 определяются в соответствии с зависимостью (см. задачу 9) параметра Ra от допуска размера 220Н8 – Т = 72 мкм:

мкм.

Ориентируясь на данные таблицы 9.3, принимаем шероховатость поверхности Ø220Н8 – Ra = 1,6 мкм, а правой торцовой поверхности зубчатого колеса Ra = 2,5 мкм, также как и торца буртика Ø240.

Шероховатость профилей зубьев колеса следует выбирать по наивысшей степени точности, используя данные [5] или таблицы 11.4.

Таблица 11.4 – Рекомендуемые параметры шероховатости зубьев

Степень точности	Метод нарезания зубьев	Окончательная обработка рабочих поверхностей (профилей) зубьев	Шероховатость поверхности профиля зуба
6	обкатка на точных станках	Шлифование, притирка, шевингование
7	обкатка на точных станках	Шлифование, шевингование
8	обкатка или метод копирования	Зубья не шлифуются. При необходимости используются отделочные операции
9	любой метод	Специальные отделочные операции не требуются

Так как степень точности зубчатого колеса 8-В, то шероховатость поверхности профиля зуба принимаем – Ra = 6,3 мкм. Шероховатость остальных поверхностей – Rz = 20 мкм.

На рисунке 11.1 приведён эскиз зубчатого колеса с обозначением классов допусков, отклонений формы и расположения, и шероховатости поверхностей.

Рисунок 11.1 – Эскиз зубчатого колеса

Полученные результаты в задачах 1 и 11 используются для оформления рабочего чертежа зубчатого колеса Д-1.2.