Нормы точности и виды сопряжений зубьев колес в передаче.

Все требования к зубчатым колесам и передачам разделены на четыре группы и названы нормами точности.

Нормы точности на зубчатые колеса и передачи представляют собой комплекс требований к геометрическим и функциональным характеристикам зубчатого колеса и передачи для оценки их точности в отношении определенного эксплутационного признака. К стандартным нормам точности относятся нормы кинематической точности, нормы плавности работы, нормы контакта зубьев и нормы бокового зазора.

Нормы кинематической точностиустанавливают требованиям к таким параметрам колес и передачи, которые вызывают неточности передачи за полный оборот колеса, т.е. характеризующим погрешности в угле поворота колеса за один его оборот.

Нормы плавности относятся к таким параметрам колес и передач, которые также влияют на кинематическую точность, но проявляются многократно за один оборот колеса, т.е. один или несколько раз на каждом зубе. Эти требования имеют наибольшее значение для передач, работающих при высоких скоростях, поскольку такие погрешности являются источником ускорений и ударов, проводящих к появлению шума и вибрации.

Нормы контакта устанавливают требования к таким параметрам колес и передач, которые определяют размеры поверхности касания зубьев сопрягаемых колес. Требования к контакту имеют особо важное значение для передач, которые передают большие нагрузки.

Нормы бокового зазора устанавливают требования к таким параметрам колес и передач, которые влияют на размеры зазора по нерабочим профилям при наличии контакта по рабочим профилям.

Первые три группы норм связаны с точностью передачи вращения, а четвертая свободна от этой зависимости.

ГОСТ 1643-81 позволяет установить двенадцать степеней точности цилиндрических зубчатых колес и передач - с 1 по 12 в порядке убывания точности, ходя в настоящее время допуски и предельные отклонения параметров зубчатых колес и передач нормированы только для степеней точности 3…12. Степени 1 и 2 предусмотрены как перспективные, нормы на которые будут установлены с развитием технологии зубообработки.

Для каждой передачи (и зубчатого колеса) установлены допуски или предельные отклонения, позволяющие назначать и контролировать нормы точности (степени точности) трех видов: кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев.

Допускается как назначение всех норм цилиндрических зубчатых колес и передач по одной степени точности или комбинирование разных степеней точности. При этом нормы плавности колес и передач могут быть не более чем на две степени точнее или на одну степень грубее, чем нормы кинематической точности. Степени точности по нормам контакта зубьев можно назначать не грубее, чем степень точности по нормам плавности работы.

Система допусков на зубчатые передачи устанавливает гарантированный боковой зазор , которым является наименьший предписанный боковой зазор, не зависящий от степени точности колес и передачи.

Для отдельного взятого зубчатого колеса боковой зазор рассматривают как зазор между нерабочими профилями зубьев в воображаемом сопряжении рассматриваемого колеса с идеальным колесом при выдержанном номинальном межосевом расстоянии.

Независимо от назначаемых степеней точности устанавливают виды сопряжений, которые определяют требования к гарантированному боковому зазору. ГОСТ 1643-81 устанавливает для зубчатых колес и передач с модулем более 1 мм шесть видов сопряжений (A, B, C, D, E, H). Сопряжение вида В гарантирует минимальный боковой зазор, при котором исключается возможность заклинивания от нагрева стальной или чугунной передачи при разности температур колес и корпуса 25 ^оС.

Установлено шесть классов отклонений межосевого расстояния, обозначаемых в порядке убывания точности римскими цифрами от I до VI. Гарантированный боковой зазор в каждом сопряжении обеспечивается при соблюдении предусмотренных классов отклонений межосевого расстояния (для сопряжений Н и Е - II класс, для сопряжений B, C, D и А - классы III, IV, V и VI соответственно). Соответствие видов сопряжений и указанных классов допускается изменять.

Нормируют также допуск бокового зазора , определяемый разностью между наибольшим и наименьшим зазорами. По мере увеличения бокового зазора увеличивается . Установлено восемь видов допуска на боковой зазор: x, y, z, a, b, c, d, h. Видам сопряжений Н и Е соответствует вид допуска h, видам сопряжений B, C, D и А - соответственно b, c, d и а.

Схема расположения полей допусков для принятых видов сопряжений приведена на рис. 3.116.

С увеличением в сопряжении гарантированного бокового зазора обычно предусматривается возрастание вида допуска зазора обозначаемого одноименной виду сопряжений строчной буквой (кроме вида допуска е). В большинстве случаев для зубчатых колес и передач рекомендуется поддерживать определенное соответствие между видом сопряжения, допуском бокового зазора и классом отклонения межосевого расстояния (табл. 37). Соответствие видов сопряжений и видов допусков допускается изменять, используя виды допусков z, y, x.

Рис. 3.116. Виды сопряжений, гарантированные боковые зазоры

и допуски боковых зазоров

В результате увеличения температуры колес при работе передачи их размеры увеличиваются в большей степени, чем расстояние между их осями, при этом боковой зазор уменьшается. Боковой зазор , необходимый для компенсации температурных деформаций и размещения смазочного материала, определяют по формуле:

,

где V - толщина слоя смазочного материала между зубьями;

- межосевое расстояние;

и - температурные коэффициенты линейного расширения материала колес и корпуса;

и - отклонение температур колеса и корпуса от 20 ^оС;

- угол профиля исходного контура.

Таблица 37

Рекомендуемое соответствие между видом сопряжения, допуском бокового

зазора и классом отклонения межосевого расстояния

Деформацию от нагрева определяют по нормали к профилям. Боковой зазор, обеспечивающий нормальные условия смазки, ориентировочно принимают в пределах от 0,01m_n (тихоходных кинематических передач) до 0,03 m_n (для высокоскоростных передач).

Погрешности изготовления и сборки колес учитывают при определении наибольшего бокового зазора. Разность между наибольшим и гарантированным зазорами должна быть достаточной для компенсации влияния технологических погрешностей.

Реальный боковой зазор в передаче зависит от вида сопряжения, устанавливающего минимальное значение зазора, от допуска зазора, ограничивающего рассеяние зазора между минимально гарантированным и максимально допустимым значениями, а также от соблюдения межосевого расстояния в передаче, рассеяние которого ограничивается выбранным классом точности.