Методика выбора вида сопряжения

 

Выбор вида сопряжения начинают с расчёта гарантированного бокового зазора. Гарантированный, т. е. наименьший из возможных в передаче, боковой зазор между нерабочими профилями зубьев при контакте рабочих профилей должен скомпенсировать возможное изменение размеров колёс, возникающее вследствие нагрева передачи в процессе эксплуатации, обеспечить нормальные условия смазки зубьев, скомпенсировать погрешности изготовления и монтажа.

Величина бокового зазора, соответствующая температурной компенсации, определяется по формуле:

(44)

где а - межосевое расстояние передачи, мм; - коэффициенты линейного расширения для материалов соответственно зубчатых колёс и корпуса, (3, ч. 1, табл. 1.62); t₁, t₂ - предельные температуры, для которых рассчитывается боковой зазор, соответственно зубчатых колёс и корпуса, - угол профиля исходного контура.

Величина бокового зазора, обеспечивающая нормальные условия смазки зависит от способа смазки и окружной скорости передачи. Можно принять, что эта величина составляет (в микрометрах) от 10m_n для тихоходных передач до 30m_n для особо высокоскоростных передач, где m_n - нормальный модуль, мм.

(45)

Таким образом, гарантированный боковой зазор

(46)

Вид сопряжения для различных диапазонов степеней точности по нормам плавности определяют по ГОСТ 1643-81 (3, ч. 2, табл. 5.15, 5.17).

Наиболее часто применяются сопряжения F (для зубчатых колёс с ) и В (для зубчатых колёс с мм). Сопряжение вида В гарантирует минимальную величину бокового зазора, при которой исключается возможность заклинивания стальной или чугунной передачи от нагрева при разности температур колёс и корпуса в 25°С.

Наибольший боковой зазор ГОСТом не регламентируется. Он может быть подсчитан по приближённой формуле:

(47)

где T_Hi - допуск на смещение исходного контура для шестерни и колеса, мкм (3, ч. 2, табл. 5.19).

- предельные отклонения межосевого расстояния

 

Нормы точности

 

Нормы точности на зубчатые колеса и передачи представляют набор требований к точности геометрических и кинематических параметров зубчатых колес и передач для оценки этой точности в отношении определенного эксплуатационного признака.

В нормах кинематической точности нормируются требования к точности таких геометрических и кинематических параметров колеса и передачи, погрешность которых влияет на погрешность передаточного отношения за полный оборот колеса. Это требование важно для зубчатых колес в передачах с точным передаточным отношением, например в кинематических цепях станков, в делительных механизмах.

Для кинематической точности колес и передач установлены следующие комплексные и поэлементные показатели.

Таблица 24

Нормируемые параметры, характеризующие кинематическую точность зубчатых колес и передач

№№	Нормируемые показатели точности или комплекс показателей	Условные обозначения	Степень точности
	Наибольшая кинематическая погрешность зубчатого колеса		3 – 8
	Накопленная погрешность шага и накопленная погрешность «К» шагов зубчатого колеса		3 – 6
	Накопленная погрешность шага зубчатого колеса		7 – 8
	Погрешность обката и радиальное биение зубчатого венца		3 – 8
	Колебание длины общей нормали и радиальное биение зубчатого венца		3 – 8
	Колебание длины общей нормали и колебание измерительного межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса		5 – 8
	Погрешность обката и колебание измерительного межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса		5 – 7
	Колебание измерительного межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса		10 – 12
	Радиальное биение зубчатого венца		8 – 12
	Наибольшая кинематическая погрешность передачи		3 – 8

В нормах плавности работы нормируются требования к точности таких геометрических и кинематических параметров зубчатого колеса и передач, погрешность которых также влияет на кинематическую точность, но эта погрешность проявляется многократно за один оборот колеса, т.е. один или несколько раз на каждом зубе. Эти требования имеют наибольшее значение для передач, работающих на больших скоростях, так как эти погрешности являются источником ударов, появления шума и вибраций.

Показатели плавности работы передачи и зубчатых колес согласно ГОСТ 1643 – 81 следующие:

Таблица 25

Показатели плавности работы цилиндрических зубчатых колес и передач

№№	Нормируемые показатели точности или комплексы показателей	Условные обозначения	Степени точности
	Местная кинематическая погрешность зубчатого колеса		3 – 8
	Отклонение шага зацепления и погрешность профиля зуба		3 – 8
	Отклонение шага зацепления и отклонение шага		5 – 8
	Колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе		5 – 12
	Отклонение шага		9 – 12
	Циклическая погрешность зубцовой частоты в передаче		3 – 8

В нормах контакта нормируются требования к таким параметрам колес и передач, погрешность которых влияет на поверхность касания при вращении зубьев сопрягаемых колес. Полнота контакта зубьев имеет наибольшее значение для тяжелонагруженных тихоходных передач.

Показатели полноты контакта и охватываемые степени точности приведены в табл. 26.

Таблица 26.

Показатели контакта зубьев для цилиндрических зубчатых колес и передач

№№	Нормируемые показатели точности или комплексы показателей	Условные обозначения	Степень точности
Для прямозубых и узких косозубых колес
	Погрешность направления зуба		3 – 12
	Суммарная погрешность контактной линии		3 – 12
Для широких косозубых колес
	Отклонение осевых шагов по нормали и суммарная погрешность контактной линии		3 – 9
	Отклонение осевых шагов по нормали и отклонение шага зацепления		3 – 9
Для передачи
	Отклонение от параллельности осей и перекос осей		3 – 12
	Суммарное пятно контакта	-	3 – 11
	Мгновенное пятно контакта	-	3 – 11

В нормах бокового зазора нормируются требования к таким параметрам колёс и передач, которые влияют на зазор по нерабочим профилям при соприкосновении по рабочим профилям. Эти требования имеют наибольше значение для передач, работающих в тяжёлых температурных условиях, при большой загрязнённости, для реверсивных передач.

Таблица 27. Показатели, определяющие гарантированный боковой зазор

№ п/п	Нормируемые показатели точности	Условные обозначения	Степени точности
Для колёс
	Наименьшее дополнительное смещение исходного контура	-EHs (+EHi)	3-12
	Предельные отклонения измерительного межосевого расстояния		5-8
	Наименьшее отклонение средней длины общей нормали	-Ewms (+Ewmi)	3-12
	Наименьшее отклонение толщины зуба	-Ecs	3-12
Для передачи
	Гарантированный боковой зазор		3-12
	Предельные отклонения межосевого расстояния	far	3-12

Допуски зубчатых колёс и передач нельзя рассматривать в отрыве от методов контроля, так как ГОСТ 1643-81 построен таким образом, что каждая норма точности может быть охарактеризована рядом показателей (табл. 24-27).

Чтобы отличать действительное отклонение от допускаемого, или от допуска, к основному обозначению добавляют подстрочный индекс r. Например, кинематическую погрешность зубчатого колеса обозначают , а допуск на кинематическую погрешность зубчатого колеса .

Выбор контролируемых параметров (показателей точности) зубчатых колёс зависит от требуемой точности, особенностей производства, вида контроля и других факторов. Предпочтение следует отдавать комплексным показателям и суммарному пятну контакта.

В стандартах предусмотрена возможность не измерять колесо по нормируемым параметрам, если система контроля точности производства гарантирует выполнение соответствующих требований стандарта.

В табл. 28 указаны комплексы контроля, применяемые в различных отраслях машиностроения.

 

Таблица 28.Комплексы контролируемых параметров по нормам кинематической точности, плавности работы, контакта зубьев и бокового зазора.

Нормы	Прямозубые и узкие косозубые колёса
	Измерительные, делительные, отсчётные	Авиационные, автомобильные, станочные, тяговые	Тракторные, крановые, сельскохозяйственных машин
	Степени точности
	3-5	4-6	6-8	6-9	9-11
Кинематической точности	1. 2. и	1. 2. и	и	1. и 2. и
Плавности работы	1. 2. и	и		1. 2.
Контакта зубьев			Суммарное пятно контакта
Бокового зазора	и	и	1. и 2. и	1. и 2. и	и