5.4. Размерные цепи червячного редуктора

На рис. 5.15 дана компоновка червячного редуктора.

Рисунок 5.15 – Червячный редуктор

Опорами червяка и вала червячного колеса являются конические роликоподшипники.

Точность расположения осей посадочных отверстий в корпусе редуктора, а также точность размеров поверхностей деталей, входящих в сборочные единицы червяка и вала червячного колеса, получены путем решения сборочных размерных цепей.

5.4.1. Решаемые задачи, исходные звенья и размерные цепи

В червячной передаче с нерегулируемым положением осей показателями, определяющими контакт зубьев червячного колеса с витками червяка являются:

• отклонение межосевого расстояния в червячной передаче , которое представляет разность действительного и номинального межосевых расстояний в собранной передаче (рис. 5.16 а);

• смещение средней плоскости червячного колеса в передаче (рис. 5.17 а), которое представляет расстояние между средней плоскостью червячного колеса и плоскостью, перпендикулярной его оси, проходящей через ось червяка в собранной передаче;

• предельные отклонения межосевого угла в червячной передаче (рис. 5.18).

Показатели норм точности червячной передачи во многом зависят также от осевого зазора С в конических упорных роликоподшипниках (см. рис. 5.2).

Отмеченные выше показатели нормы контакта в червячной передаче с нерегулируемым положением осей влияют на размерный анализ точности узлов вала червячного колеса и червяка.

Исходными звеньями сборочных размерных цепей червячной передачи являются:

1. Межосевое расстояние а (см. рис. 5.16 а) в размерной цепи А (см. рис. 5.16 б). Точность замыкающего звена ограничивается двумя предельными отклонениями ± с допуском . Величина допуска выбирают по табл. П1.13 в зависимости от межосевого расстояния а и степени точности по норме контакта.

Рисунок 5.16 – Схемы, поясняющие расчет точности размеров деталей,

влияющих на точность межосевого расстояния а при сборке

2. Расстояние между средней плоскостью зубчатого червячного венца колеса и осью червяка. Это расстояние с номинальным размером, равным нулю, ограничено двумя предельными отклонениями ±f_x (рис. 5.17 а). Точность замыкающего звена в размерной цепи Р (рис. 5.17 б) ограничена допуском . Величина предельного отклонения f_x принимается по табл. П1.13.

Рисунок 5.17 – Сборочная размерная цепь Р с замыкающим звеном вала червячного колеса (см. рис. 5.15): 1 – ось червяка; 2 – средняя плоскость

червячного колеса

3. Угол между осями вращения вала червячного колеса и червяка (рис. 5.18 а) в размерной цепи (рис. 5.18 б). Замыкающее звено ограничено допуском . Норма контакта f₂ выбираем по табл. П1.12 в зависимости от ширины венца червячного колеса и степени точности.

4. Осевой зазор С в коническом роликоподшипнике (см. рис. 5.2) в размерной цепи Р (рис. 5.19). Предельное отклонение на осевую игру выбираем по табл. П1.16.

На рис. 5.16 даны схемы, поясняющие расчет точности размеров деталей, влияющих на точность межосевого расстояния а (замыкающее звено размерной цепи А) червячного редуктора (см. рис. 5.15).

На замыкающее звено размерной цепи А влияют зазоры в посадках соединений «кольцо подшипника–корпус», «кольцо–стакан» (на рис. 5.15 отсутствует), радиальные зазоры в подшипниках качения, несоосность беговых дорожек колец, а также действительный размер между осями посадочных отверстий в корпусе редуктора (табл. 5.7).

Рисунок 5.18 – Сборочная размерная цепь погрешностей, влияющих

на действительный угол между осями вращения червяка и вала червячного колеса

Рисунок 5.19 – Параллельно связанные размерные цепи вала колеса

червячного редуктора

В процессе сборки червячного редуктора должно быть обеспечено в заданных пределах смещение средней плоскости червячного колеса. Допускаемое смещение средней плоскости червячного колеса ограничивается погрешностью и нормируется двумя предельными отклонениями ±f_x. Допуск на смещение средней плоскости (рис. 5.17 а).

Таблица 5.7 – Составляющие звенья размерной цепи А (см. рис. 5.16 б)

Вид геометрических погрешностей	Детали редуктора	Символ состав-ляющего звена А	Точность исполнения А4
Осевой зазор в подшипнике качения	Подшипник вала колеса	А5	Табл. П1.15–П1.18
	Подшипник червяка	А11
Зазор в посадке соединения «кольцо–корпус (стакан)»	Подшипник вала колеса	А2, А4	ГОСТ 3325-85, прил. 5
	Подшипник червяка	А8, А10
Несоосность беговых дорожек наружных колец	Подшипник вала колеса	A1, А3	[39]
	Подшипник червяка	А7, А9
Расстояние между осями посадочных отверстий	Корпус	А6	Расчет размерных цепей
Несоосность цилиндрических внутренней и наруж-ной поверхностей	Стакан	А12	0,3 – 2|fa|
Зазор в посадке соединения	«Стакан–корпус»	A13	Посадки

Таким образом, поле допуска на замыкающее звено расположено симметрично относительно размера, равного нулю.

Сборочная размерная цепь Р включает следующие составляющие звенья: Р₁ – расстояние в корпусе между осью отверстия под подшипники вала червяка и платиком; Р₂ – размер компенсатора; Р₃ – расстояние между торцами крышки подшипника; Р₄ – монтажная высота Т подшипника по стандарту; Р₅ – расстояние между торцом ступицы и средней плоскостью зубчатого червячного венца.

Пример расчета сборочной размерной цепи Р рассмотрен в п. 5.4.2.

Взаимное расположение в пространстве осей червяка и червячного колеса влияет на показатели нормы контакта зубьев червячного колеса с витками червяка и, в частности, на суммарное пятно контакта.

Отклонение межосевого угла (см. рис. 5.18 а) характеризует перекос осей вращения червяка и червячного колеса, нормируется погрешностью и ограничивается двумя предельными отклонениями ± с допуском на ширине зубчатого червячного венца колеса. Допуск перекоса осей вращения валов в редукторе рассматривают с учетом расстояния L₀ между платиками опор червяка и колеса.

. (5.13)

Геометрическое содержание составляющих звеньев размерной цепи дано в табл. 5.8.

Таблица 5.8 – Составляющие звенья сборочной размерной цепи (см. рис. 5.18)

Вид погрешности	Детали редуктора	Составляющие звенья
Осевой зазор в подшипниках, не воспринимающих внешнюю осе-вую нагрузку	Подшипники на валу колеса
	Подшипники на валу червяка
Зазор в посадке соединения на-ружное «кольцо–корпус (стакан)»	Подшипники на валу колеса
	Подшипники на валу червяка
Несоосность беговых дорожек на-ружного кольца подшипника	Подшипники на валу колеса
	Подшипники на валу червяка
Угол между осями посадочных по-верхностей	Корпус
Несоосность внутренней и наружной поверхностей	Стакан
Зазор в посадке соединения	«Стакан–корпус»

Особенности расчета размерной цепи  даны в монографии [7].