Как определить степень точности колеса

Обновлено: 24.01.2025

Зубчатые колеса изготавливают с погрешностями, вызываемыми погрешностями профиля зубообрабатывающих инструментов (фрез, долбяков), неточностью их установки на станке, отклонениями размеров и формы заготовки, а также неточностью установки заготовки на станке, погрешностями в кинематических цепях станка.
Совместное действие перечисленных погрешностей приводит к кинематической погрешности колеса, отсутствию плавности его работы и нарушению прилегания поверхностей зубьев, как по длине, так и по высоте зуба.
Предельные отклонения параметров зубчатого колеса ограничены системой допусков.

Степени точности цилиндрических зубчатых колес

По точности изготовления зубчатые колеса разделяют на 12 степеней точности в порядке убывания точности: 1, 2, 3, … , 12.
Степень точности – заданный уровень допустимого несоответствия значений действительных параметров их расчетным (номинальным) значениям.
Допуски установлены для степеней точности от 3-й до 12-й.
Допуски и отклонения для степеней 1-й и 2-й не установлены – это резервные степени.

Для дифференциации точности колес в зависимости от их служебного назначения зубчатые передачи подразделяют на четыре вида - отсчетные, скоростные, силовые и общего назначения.

• к отсчетным относят передачи с высокой кинематической точностью (кинематические). Основные требования – кинематическая точность, то есть соответствие угла поворота ведущего и ведомого колес. Это часовые, индикаторные, счетно-решающие устройства, делительные механизмы, колеса координатных измерительных машин, следящих устройств и т.д.;
• к скоростным относят передачи станков, автомобилей, двигателей, турбин. Важнейшим требованием их работы является плавность и бесшумность работы при высоких частотах вращения;
• к силовым относят передачи грузоподъемных машин, тракторов, штампов, землеройных машин и экскаваторов. Основным требованием в таких передачах является полнота контакта зуба.

В соответствии с перечисленными группами передач построена система допусков на зубчатые колеса. Все показатели точности передач и колес сгруппированы в три нормы точности:

• нормы кинематической точности зубчатого колеса и передачи;
• нормы плавности работы зубчатого колеса и передачи;
• нормы контакта зубьев колеса и передачи.

Нормы кинематической точности – определяют точность передачи вращения с одного вала на другой, то есть величину полной погрешности (ошибки) угла поворота ведомого зубчатого колеса в пределах его полного оборота. Обычно выражается величиной длины дуги делительной окружности в линейных единицах измерения.
Нормы плавности – характеризуют равномерность вращения или степени плавности изменения кинематических погрешностей передачи. Выражается погрешностью по шагу при повороте на один номинальный угловой шаг.
Нормы контакта – отражают полноту прилегания поверхностей зубьев, сопряженных колес передачи. Характеризуются величиной и расположением пятна контакта сопряженной пары.
Степени точности назначают для каждого вида норм точности дифференцированно с учетом того, к какой группе относится данная передача, т.е. три вида норм могут комбинироваться и назначаться из разных степеней точности с учетом ограничений, приводимых в стандартах.
Для передач общего назначения для всех норм точности назначают, как правило, одинаковую степень точности, например 7-ю.

Критерием для выбора степени точности по норме плавности является окружная скорость:
Степени 3, 4, 5, 6 назначаются на скоростные передачи, с окружной скоростью от 10 до св.50 м/с;
Степени 7, 8, 9 назначают на средние передачи, с окружной скоростью от 2 до 10 м/с;
Степени 10,11,12 назначают на тихоходные передачи, с окружной скоростью менее 2 м/с.

Области применения различных степеней точности :

• 3 - 5 степени – для цилиндрических зубчатых колес, измерительных приборов, для делительных механизмов зуборезного инструмента;
• 3 - 6 степени – для редукторов турбин, для прецизионных станков;
• 6 - 7 степени – для авиационных двигателей (4 -7), легковые автомобили (5 - 8), металлорежущие станки (3 - 8), редукторы;
• 8 - 9 степени – грузовые автомобили, тракторы, подъемные механизмы, краны, прокатные станы, ответственные шестерни сельскохозяйственных машин;
• 10 - 12 степени – тихоходные машины, лебедки, несоответственные шестерни сельскохозяйственных машин.

Стандарт допускает комбинированные нормы из разных степеней точности.

При комбинировании степеней точности требуется, чтобы:

• нормы плавности работы были не более чем на две степени точнее или на одну степень грубее нормы кинематической точности;
• нормы контакта зубьев могут быть такими же или любой более точной степени, чем нормы плавности, или иногда на одну степень грубее.

Таким образом, для средних и высокоскоростных передач (автомобильных, турбинных) степень точности по нормам плавности целесообразно назначить более точную, чем по нормам кинематической точности.

Для делительных, кинематических, отсчетных передач и механизмов целесообразно принимать одинаковые степени точности по нормам кинематической точности и плавности работы.

Для силовых (тяжелонагруженных) передач, работающих при малых и средних скоростях (шестеренные клети прокатных станов) степень точности по контакту должна быть точнее, чем по кинематической точности и по плавности.
Указанное комбинирование норм из разных степеней точности существенно и с точки зрения технологической, поскольку каждая отдельная операция улучшает качество колеса только лишь в отношении показателей одной нормы, а не всех трех норм точности вместе.

Боковой зазор. Вид сопряжения

Теоретически эвольвентные зубчатые зацепления являются двухпрофильными (в контакте оба профиля зуба).
Практически такие зацепления неработоспособны из-за наличия:
- погрешности изготовления и ошибок монтажа;
- температурных деформаций;
- изгиба зубьев под нагрузкой;
- из-за отсутствия смазки между сопряженными поверхностями.

Таким образом, работоспособным является однопрофильное зацепление, в котором передача вращения осуществляется парой сопряженных профилей, а другая пара профилей образует боковой зазор, необходимый для компенсации выше указанных погрешностей.

Боковой зазор jn обеспечивает небольшой люфт (поворот) зубчатого колеса в передаче при заторможенном или неподвижном втором колесе.
Боковой зазор измеряется вдоль линии зацепления между касательными к нерабочим профилям зубьев в сечении, перпендикулярном к направлению зубьев, и в плоскости, касательной к основным цилиндрам.

Для нормальной работы боковой зазор в передаче должен быть не меньше установленного гарантированного зазора jn_min и не больше наибольшего допустимого зазора.
Требования к боковому зазору между нерабочими профилями зубьев в собранной передаче, объединенные в норму бокового зазора, назначают дополнительно независимо от точности изготовления передач и колес.
Величина бокового зазора является характеристикой вида сопряжения.

Стандартом предусматривается шесть видов сопряжения и восемь видов допусков бокового зазора для зубчатых передач с модулем свыше 1 мм. Выбор вида сопряжения не зависит от степени точности зубчатого колеса, а зависит от межосевого расстояния, скорости вращения, и температурного режима работы передачи.
Для нерегулируемых передач с модулем св. 1 мм установлены шесть классов отклонений межосевого расстояния, обозначаемых в порядке убывания точности римскими цифрами I, II, III, IV, V, VI.

Гарантированный боковой зазор в каждом сопряжении обеспечивается при соблюдении предусмотренных классов отклонений межосевого расстояния.
Например, для передач с модулем св.1 мм сопряжения H и E обеспечиваются при II классе, а сопряжения D , C , B и A - соответственно при III, IV, V и VI классах соответственно.
Для гарантированного бокового зазора jn_min по ГОСТ 1643 установлены ряды значений, зависящие от вида сопряжения и равные допускам ( ITq ) определенных квалитетов по ГОСТ 25346 на соответствующее межосевое расстояние передачи.

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

где a – межосевое расстояние передачи, a = m( z₁ + z₂)/2 , мм;
α₁ и α₂ - коэффициенты линейного расширения для материала соответственно зубчатых колес и корпуса;
t₁ и t₂ – предельные температуры, для которых рассчитывается боковой зазор, соответственно зубчатых колес и корпуса.

Величина бокового зазора, обеспечивающая нормальные условия смазки, зависит от окружной скорости и способа подачи смазки. Ориентировочно ее можно определить в зависимости от модуля:

• для тихоходных передач: jn_min II = 0,01 m (до 0,2 м/с) ;
• среднескоростных: jn_min II = 0,02 m (до 10 м/с) ;
• высокоскоростных: jn_min II = 0,03 m (до 16 м/с) .

Тогда необходимый гарантированный боковой зазор рассчитывается как сумма двух слагаемых:

jn_min = jn I + jn II .

Наибольший боковой зазор не ограничивается стандартом. Это вызвано тем, что боковой зазор является замыкающим звеном размерной цепи, в которой допусками ограничены отклонения всех составляющих размеров (межосевое расстояние и смещение исходных контуров на шестерне и колесе, непараллельность и перекос осей), поэтому величина наибольшего зазора не может превзойти значения, получающегося при определенном сочетании составляющих размеров.

Кинематическая точность

Допуск кинематической погрешности зубчатого колеса за оборот зубчатого колеса. является комплексным параметром. Наибольшая кинематическая погрешность F’_ir - разность между действительным и номинальным расчетным углами поворота зубчатого колеса на рабочей оси, ведомого измерительным (образцовым) зубчатым колесом в пределах одного поворота (измеряется на приборах для однопрофильного зацепления).

Кинематическая погрешность может рассматриваться как результат одновременного действия двух составляющих погрешностей: радиальной и тангенциальной (касательной). Радиальная составляющая является следствием эксцентриситета заготовки относительно оси вращения стола зуборезного станка, радиального биения стола, и зуборезного инструмента.

Тангенциальная составляющая является следствием погрешностей зуборезного станка, ведущих к нарушению равномерности обката инструмента и изделия а, особенно, кинематических погрешностей конечного звена кинематической цепи привода вращения стола (конечного делительного колеса, червячной пары и т.п.), которые целиком переносятся на обрабатываемое колесо.

Под номинальным положением исходного контура понимают положение исходного контура на зубчатом колесе, лишенном погрешностей, при котором номинальная толщина зуба соответствует плотному двухпрофильному зацеплению.

Плавность работы цилиндрических колес

Нормы плавности являются доминирующими для скоростных передач. Далее рассмотрим некоторые нормы плавности работы.

f'_i - допуск на колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе.
Колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе f_ir ”– разность между наибольшим и наименьшим действительными расстояниями при двухпрофильном зацеплении измерительного зубчатого колеса с контролируемым колесом при повороте последнего на один угловой шаг.
Контролируется при повороте на один шаг в беззазорном зацеплении. Контроль осуществляется на межцентромерах.

f_pb – допуск на отклонение шага зацепления (или основного нормального шага). Отклонение шага зацепления f_pbr - разность между действительным и номинальным шагами зацепления. Отклонение шага зацепления ограничивается верхним +f_pb и нижним -f_pb предельными отклонениями.
Измеряют на шагомере в направлении, перпендикулярном направлению зубьев.

f_pt – допуск на отклонение торцового (окружного) шага. Он ограничивает f_ptr - кинематическую погрешность зубчатого колеса при его повороте на один номинальный угловой шаг (измеряется на шагомерах).

f_f – допуск на погрешность профиля зуба. Погрешность профиля зуба f_fr определяется с помощью эвольвентомера.
Это расстояние по нормали между двумя ближайшими друг к другу номинальными торцовыми профилями зуба (т.е. эвольвентами), между которыми размещается активный действительный торцовый профиль зуба зубчатого колеса.
Под действительным торцовым профилем зуба понимают линию пересечения действительной боковой поверхности зуба колеса в плоскости, перпендикулярной его рабочей оси.

Нормы контакта зубьев в передаче

Долговечность и износостойкость зубчатых передач зависит от полноты контакта сопряженных боковых поверхностей зубьев колеса. Для обеспечения требуемой полноты контакта в передаче установлены наименьшие размеры суммарного пятна контакта.
Суммарное пятно контакта – часть активной боковой поверхности зуба колеса, на которой располагаются следы прилегания его к зубьям парного колеса после вращения под нагрузкой собранной пары при непрерывном контакте зубьев обоих колес.
Оно определяется относительными размерами в процентах:
- по длине: (b/B)×100% ,
где b – расстояние между крайними точками следов прилегания за вычетом разрывов; B – длина зуба (ширина венца);
- по высоте: (a/h_p)×100% ,
где a – средняя высота следов прилегания; h_p – высота активной боковой поверхности зуба.

F_β - допуск направления зуба - другой показатель полноты контакта.
Погрешность направления зуба F_βr – это расстояние между двумя, ближайшими друг к другу номинальными делительными линиями зуба торцовых сечений, между которыми заключена действительная делительная линия зуба в пределах рабочей ширины зубчатого колеса. Измеряется на ходомерах.

Действительная делительная линия зуба – это линия пересечения действительной боковой поверхности зуба зубчатого колеса делительным цилиндром, ось которого совпадает с рабочей осью колеса.

Полнота контакта зубьев в передачах с нерегулируемым расположением осей оценивается показателями f_x , f_y , (непараллельность осей, перекос осей).
Отклонение от параллельности осей f_xr - отклонение от параллельности проекций рабочих осей зубчатых колес в передаче на плоскость, в которой лежит одна из осей и точка второй оси в средней плоскости передачи, т.е. в плоскости, проходящей через середину рабочей ширины зубчатого венца. Оно определяется в торцовой плоскости в линейных единицах на длине, равной рабочей ширине зубчатого венца.

Перекос осей f_yr - отклонение от параллельности проекции рабочих осей зубчатых колес в передаче на плоскость, параллельную одной из осей, и перпендикулярную плоскость, в которой лежит эта ось и точка пересечения второй оси со средней плоскостью передачи.

Допуски цилиндрических зубчатых передач нормируются ГОСТ 1643-81 и распространяется на эвольвентные цилиндрические зубчатые передачи внешнего и внутреннего зацеплений с прямозубыми косозубыми и шевронными зубчатыми колёсами с делительным диаметром до 6300 мм, шириной венца или полушеврона до 1250 мм, модулем зубьев от 1 до 56 мм.

По точности изготовления все зубчатые колёса разделены на 12 степеней точности, причём числовые значения для допусков 1-й и 2-й степеней точности не регламентируются.

Степень точности - заданный уровень допустимого несоответствия значений их действительных параметров расчётным значениям (номинальным). Нормы степеней точности 3-5 предназначены для измерительных колёс, в зацеплении с которыми контролируются зубчатые колёса Наиболее широко распространенными являются колёса 6-9-й степеней точности.

Для каждой степени точности зубчатых колёс и передач устанавливаются три вида норм: кинематической точности, плавности работы, контакта зубьев.

Кинематическая точность колёс определяет несогласованность поворота колеса при его зацеплении с ведущим точным колесом. Нормам кинематической точности особое значение придаётся в делительных передачах управляющих или следящих систем.

Плавность работы характеризует равномерность хода колёс. Нормы плавности работы колеса имеют наибольшее значение, когда предъявляются требования к бесшумной работе передачи и отсутствии вибраций, например для автомобильных и тракторных зубчатых колёс, входящих в коробку скоростей.

Контакт зубьев определяет величину и расположение области прилегания боковых поверхностей зубьев сопряжённых колёс в передаче, что важно для тяжелонагруженных передач, работающих с невысокими скоростями без реверсирования.

Указанные три вида норм могут комбинироваться из разных степеней точности, причём нормы плавности работы колеса могут назначаться не более чем на две степени точнее или на одну степень грубее степени кинематической точности; нормы контакта зубьев могут назначаться по любым степеням более точным, чем нормы плавности.

Выбор степени точности передачи производится конструктором на основе конкретных условий работы передачи и тех требований, которые к ней предъявляются (окружной скорости, передаваемой мощности, режима работы, требований к кинематической точности, плавности и бесшумности работы, долговечности и т. д.).

При выборе степеней точности рекомендуется использовать следующие методы (3, 4): расчётный, опытный и табличный. Наиболее предпочтительным является расчётный метод, при котором необходимая степень точности определяется на основе кинематического расчёта погрешностей всей передачи и допустимого угла рассогласования по нормам кинематической точности; расчёта динамики передачи, вибраций или шумовых явлений по нормам плавности работы и в некоторых случаях по нормам кинематической точности; расчёта на контактную прочность и долговечность по нормам контакта и в некоторых случаях по нормам плавности.

При опытном методе степень точности вновь проектируемой передачи принимают аналогичной степени работающей передачи, для которой имеется положительный опыт эксплуатации.

При табличном методе выбора степеней точности используют обобщённые рекомендации и таблицы, в которых содержатся примерные значения окружных скоростей для каждой степени точности и примеры использования норм точности (табл. 22).

Таблица 22. Рекомендации по применению степеней точности для зубчатых колёс при m > 1 мм

Окружная скорость м/с,

Для нормальной работы зубчатой передачи независимо от точности изготовления дополнительно назначают требования к боковому зазору между нерабочими профилями зубьев в собранной передаче, объединённые в норму бокового зазора. Боковой зазор необходим для компенсации погрешностей изготовления и монтажа передачи, для устранения возможного заклинивания при нагреве, обеспечения условий протекания смазочного материала и ограничения мертвого хода при реверсировании отсчётных и делительных реальных перадач.

Система допусков на зубчатые передачи устанавливает гарантированный боковой зазор , которым является наименьший предписанный боковой зазор, не зависящий от степени точности колёс и передачи и определяемый шестью видами сопряжений: А; В; С; D; E; H (в порядке уменьшения ).

Для определения величины поля допуска согласно ГОСТ 1643-81 установлено восемь допусков на боковой зазор: a, b, c, d, h, z, y, x.

Назначение бокового зазора оказывает влияние не только параметры колёс, но и межосевое расстояние передачи, поэтому стандартом установлены ряды точности, состоящие из шести классов отклонений межосевого расстояния, обозначаемые в порядке убывания точности римскими цифрами от I до V1. Гарантированный боковой зазор в каждом сопряжении обеспечивается при соблюдении предусмотренных классов отклонений межосевого расстояния.

Таблица 22. Рекомендуемые соотношения между видами сопряжений и классами отклонений межосевого расстояния

Вид сопряжения	Степень точности по нормам плавности работы	Рекомендуемый вид допуска	Класс отклонения межосевого расстояния
A	3-12	a, x, y, z	VI
B	3-11	b	V
C	3-9	c	IV
D	3-8	d	III
E	3-7	h	II
H	3-7	h	II

Дата добавления: 2018-06-01 ; просмотров: 1771 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Зубчатые колеса и передачи классифицируют по различным признакам:

Основания классификации не исчерпываются приведенными примерами. Среди множества классификаций важнейшими для выбора точностных параметров являются те, которые определяют функциональное назначение передачи.

Зубчатая передача с цилиндрическими колёсами: а — прямозубая; б — косозубая; в — шевронная; г — коническая; д — с круговым зубом; е — с внутренним зацеплением.

Требования, предъявляемые к точности зубчатых передач, зависят от функционального назначения передач и условий их эксплуатации.

В приборах, делительных машинах, в технологическом оборудовании для нарезания резьбы и зубчатых колес применяют так называемые «отсчетные передачи» (в которых главное внимание уделяют пропорциональности углов поворота зубчатых колес (кинематической точности передачи) Колеса этих передач в большинстве случаев имеют малый модуль и работают при малых нагрузках и низких скоростях.

«Силовые» или тяжело нагруженные зубчатые передачи, к точности вращения колес в которых не предъявляют высоких требований (передачи в домкратах, лебедках, прессах и т.д.).

В редукторах турбин и высокооборотных двигателей, в других изделиях с высокой круговой частотой вращения применяют «скоростные передачи» (высокоскоростные, быстроходные передачи), для которых основными являются требования к плавности работы, что необходимо для снижения уровня вибраций и шума при работе изделия.

Если у зубчатых передач нет явно выраженного эксплуатационного характера, их относят к передачам общего назначения. К таким передачам не предъявляют повышенных требований по точности.

Нормы и степени точности зубчатых колес и передач.

• нормы кинематической точности;
• нормы плавности работы;
• нормы контакта;
• нормы бокового зазора.

Нормы кинематической точности. Установлены требования к параметрам колес и передач, которые влияют на неточность передачи за полный оборот колеса, т.е. это погрешность угла поворота колеса за 1 полный оборот по сравнению с тем, если вместо него находится абсолютно точные колеса.

• в делительных механизмах
• при нанесении и практике круговых делений

Нормы плавности: относят к парам зубчатых колес, связанные с кинематической точностью и проявляются многократно за один оборот колеса. Один или несколько раз на всем зубе наибольшее значение

• работает с большими скоростями
• отсутствие шума и вибрации

Нормы контакта зубьев: устанавливаются требования к тем параметрам, которые определяют величину поверхности касательных зубьев, сопрягаемых колес

Особенно важны:

для сильнонагруженных передач

Нормы бокового зазора: устанавливают требования к параметрам колес, влияющих на величину зазора по неработающему профилю по соприкосновении по работающим профилям.

Стандартом нормируются единые ряды точности для нормирования кинематики, плавности и контакта зубьев.

ГОСТ 1643 – 81 позволяет установить двенадцать степеней точности цилиндрических зубчатых колес и передач – с 1 по 12 в порядке убывания точности.

Для каждой передачи (и зубчатого колеса) установлены нормы точности (степени точности) трех видов, определяющие степени кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев.

Независимо от степеней точности устанавливают виды сопряжений, которые определяют требования к боковому зазору.

ГОСТ устанавливает для зубчатых колес и передач с модулем больше 1 мм шесть видов сопряжений (A, B, C, D, E, H) и восемь видов допуска (a, b, c, d, h, x, y, z) гарантированного бокового зазора j_{n min}

Обозначение точности зубчатых колес и передач.

7 – С ГОСТ 1643-81 – цилиндрическая передача со степенью точности 7 по всем трем нормам, с видом сопряжения зубчатых колес С и соответствием между видом сопряжения и классом отклонений межосевого расстояния;

8 – 7 – 6 – Ва ГОСТ 1643-81 – цилиндрическая передача со степенью точности 8 по нормам кинематической точности, со степенью 7 по нормам плавности, со степенью 6 по нормам контакта зубьев, с видом сопряжения В, видом допуска на боковой зазор а и соответствием между видом сопряжения и классом отклонений межосевого расстояния;

7 – 600y–ГОСТ 1643-81 – передача 7 степени точности с гарантированным боковым зазором 600 мкм (не соответствующим ни одному из шести видов сопряжений) и допуском на боковой зазор вида у;

7 – Са /V- 128 ГОСТ 1643-81 – передача со степенью точности 7 по всем нормам, с видом сопряжения колес С, видом допуска на боковой зазор а и более грубым классом отклонений межосевого расстояния – V и уменьшенным боковым зазором в 128 мкм.

Показатели точности зубчатых колес и передач. Основные показатели кинематической точности

Наиболее полно кинематическая точность колес выявляется при измерении кинематической погрешности или накопленной погрешности шага зубчатого колеса, которые являются комплексными показателями.

Вместо этих параметров могут быть использованы частные параметры (радиальное биение зубчатого венца и колебание длины общей нормали).

Биение рабочей оси зубообрабатывающего станка и неточность установки заготовки колеса относительно этой оси вызывают появление радиальной составляющей кинематической погрешности.

Тангенциальная составляющая кинематической погрешности связана с погрешностями угловых («делительных») кинематических перемещений элементов зуборезного станка.

Основные показатели плавности

Показателями плавности являются отклонения шага зубьев зубчатого колеса и отклонения шага зацепления от номинальных значений, а также погрешности профиля зубьев.

Под отклонением (торцового) шага зубьев зубчатого колеса понимают разность действительного шага и расчетного торцового шага зубчатого колеса

Под действительным шагом зацепления понимают расстояние между параллельными плоскостями, касательными к двум одноименным активным боковым поверхностям соседних зубьев зубчатого колеса.

Погрешность профиля зуба – расстояние по нормали между двумя ближайшими друг к другу номинальными торцовыми профилями, между которыми находится действительный торцовый профиль на активном участке зуба зубчатого колеса.

Основные показатели полноты контакта

Полноту контакта рабочих поверхностей зубьев оценивают по пятну контакта (интегральный показатель контакта) или по частным показателям.

Оценка точности контакта боковой поверхности зубьев в передаче может быть выполнена раздельным контролем элементов, влияющих на продольный и высотный контакты зубьев колес.

Основные показатели зазора между нерабочими боковыми поверхностями зубьев

В качестве показателей зазора между боковыми поверхностями зубьев для зубчатого колеса могут быть использованы:

• межосевое расстояние, определяемое размерами зуба контролируемого колеса при комплексном контроле в беззазорном зацеплении с измерительным колесом;
• толщина зуба по хорде на заданном расстоянии от окружности выступов;
• длина общей нормали, значение которой зависит от толщины зуба;
• размер по роликам М, определяемый смещением исходного контура.

Контроль точности зубчатых колес и передач. Приборы для контроля параметров зубчатых колес

Для контроля параметров зубчатых колес применяют множество специально разработанных приборов. К ним относятся:

• Кинематомеры и межосемеры (можно использовать для контроля колебания межосевого расстояния за оборот колеса (показатель из норм кинематической точности), колебания межосевого расстояния на одном зубе (показатель из частного комплекса для оценки норм плавности), отклонения межосевого расстояния от номинального (показатели для оценки норм бокового зазора). На этом же приборе можно проконтролировать и пятно контакта.
• Шагомеры (приборы для контроля шага),
• Нормалемеры (приборы для контроля отклонений и колебаний длины общей нормали).

Некоторые приборы предназначены для контроля только одного параметра (эвольвентомер – для контроля профиля зуба, специальный шагомер для контроля шага зацепления), другие позволяют контролировать несколько параметров, в том числе и относящиеся к разным нормам точности.

Погрешности зубчатых колес и передач. Влияние погрешностей на работоспособность и надежность передачи.

Основными причинами неплавной работы являются такие погрешности зубчатых колес, как неправильное взаимное расположение зубьев (погрешности шага) и неточность формы рабочих поверхностей (погрешности формы профиля зубьев).

Погрешности у зубчатых колес возникают при нарезании, вызваны они четырьмя видами нарушений в настройке зубообрабатывающего оборудования и дефектами инструмента, а именно:

• Радиальными неточностями (неверная установка расстояния между заготовкой и инструментом, неточный размер инструмента);
• Тангенциальными (погрешности цепи деления зуборезного станка, вызванные неточностью зубчатых);
• Осевыми (непараллельное перемещение инструмента относительно оси заготовки при нарезании зубьев,);
• Погрешностями производящей поверхности инструмента (обработка неточным инструментом).

Радиальные, тангенциальные и осевые нарушения в настройке оборудования при нарезании зубчатых колес приводят, кроме всего прочего, к изменению гарантированного (минимального) бокового зазора между неработающими поверхностями зубьев зубчатой передачи, которые нужны для размещения смазки и компенсации увеличения объема зубьев при их нагревании.

Точность изготовления эвольвентных цилиндрических зубчатых передач регламентирует ГОСТ 1643-81. Предусмотрено 12 степеней точности (от 1-й наиболее точной до 12-й наиболее грубой). Наибольшее распространение имеют степени точности: 6 – высокоточная; 7 – точная; 8 – средней точности; 9 – пониженной точности.

Каждая степень точности характеризуется тремя показателями:

1) нормой кинематической точности – ограничивает погрешность передаточного отношения в пределах одного оборота;

2) нормой плавности работы – ограничивает циклические ошибки передаточного отношения, многократно повторяющиеся за один оборот колеса;

3) нормы контакта зубьев – определяют точность (полноту) прилегания рабочих поверхностей зубьев сопряженных колес в передаче.

Для исключения заклинивания зубьев необходим боковой зазор между нерабочими поверхностями зубьев передачи. Боковой зазор регламентируется видом сопряжения зубчатых колес. Каждому виду сопряжения соответствует свой вид допуска на боковой зазор. В таблице 4.3 приведены виды сопряжений и соответствующие им виды допусков на боковой зазор.

Виды сопряжений с зазором	Обозначение вида сопряжений	Для степеней точности по нормам плавности	Виды допусков на боковой зазор
Нулевым	Н	3 - 7	h
Весьма малым	Е	3 -7	h
Малым	D	3 -8	d
Уменьшенным	C	3 -9	c
Нормальным	B	3 -11	b
Увеличенным	A	3 -12	a

В справочной литературе приводятся численные значения указанных выше параметров.

На чертеже зубчатого колеса (в таблице параметров) указывается степень точности и вид сопряжения. Если степень точности по всем нормам одна, то записывается, например –

Степень точности по ГОСТ 1643-81 – 7-С

Если степени точности по различным нормам разные, то запись имеет вид, например –

Степень точности по ГОСТ 1643-81 – 6- 7-7-Е, это значит, что степень точности по норме кинематической точности – 6, а по нормам плавности работы и контакта зубьев –7.

Зубчатые колеса, как и любые другие детали, изготовляют с погрешно­стями, вызываемыми погрешностями профиля зубообрабатывающих инструментов (фрез, долбяков), их установки на станке, отклонениями размеров и формы заготовки, а также неточностью установки заготов­ки на станке, неточностями в кинематических цепях станка. Совмест­ное действие перечисленных погрешностей приводит к кинематической погрешности колеса, неплавности его работы и нарушению прилегания поверхностей зубьев как по длине, так и по высоте зуба.

По точности изготовления зубчатые колеса разделяют в порядке
убывания точности на двенадцать степеней точности. Степень точно­сти — заданный уровень допустимого несоответствия значений их действительных параметров расчетным (номинальным) значениям. В на­стоящее время допуски предусмотрены для степеней точности от 3-й до 12-й. Для 1-й и 2-й степеней точности допуски будут вводиться по
мере надобности. В машиностроении, например, применяют зубчатые
передачи следующих степеней точности: 3—6—в редукторах турбин;
3—8—в металлорежущих станках; 4—1—в авиадвигателях; 5—8—в
легковых автомобилях; 5 —8—в грузовых автомобилях; 8 —11 в сельскохозяйственных машинах. Измерительные (образцовые) колеса изготовляют по 3 —5-й степеням точности.

В зависимости от назначения зубчатые передачи условно подразде­ляются на отсчетные, скоростные, силовые и общего назначения.

Отсчетные передачиобеспечивают высокую кинематическую точ­ность, т. е. согласованность вращения колес. Обычно это колеса, вхо­дящие в кинематические цепи приборов, станков, следящих устройств.

Скоростные передачидолжны работать плавно и бесшумно при высоких скоростях вращения. Это зубчатые колеса коробок передач автомобилей, станков, двигателей, турбин, редукторов.

Силовые передачипередают большие усилия, поэтому для них дол­жна быть обеспечена полнота контакта зубьев.

В зависимости от расположения и формы зубьев зубчатые колеса подразделяют: -прямозубые,- косозубые,

-шевронные(шевронное колесо - зубчатое колесо с косыми зубьями, расположенными V - образно. По сравнению с прямолинейными колесами шевронные колеса производят меньше шума при работе, прочнее на изгиб.) -криволинейными зубьями.

Наибольшее распространение получили:

ЭВОЛЬВентные (зубчатое зацепление при котором профили зубьев колес очерчены по эвольвенте окружности)

цилиндрические зубчатые передачи.

Зубчатые передачи между параллельными валами осуществляются цилиндрическими колесами с прямыми, косыми и шевронными зубьями. Передачи между валами с пересекающимися осями осуществляются обычно коническими колесами с прямыми и круговыми зубьями, реже тангенциальными. Зубчатые передачи для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот осуществляются цилиндрическим колесом и рейкой. Для валов с перекрещивающимися осями применяют зубчато-винтовые передачи.

В соответствии с подразделением зубчатых передач на группы по­строена система допусков на зубчатые колеса. Сказанное выше убе­ждает в том, что предъявлять одинаковые требования ко всем элемен­там зубчатого колеса нецелесообразно. Более высокие требования следует предъявлять к тем элементам, которые являются наиболее важными для данных условий эксплуатации.

Для каждой степени точности колес установлены нормы допу­скаемых отклонений параметров, определяющих кинематическую точ­ность, плавность работы и контакт зубьев. Существуют три такие нормы точности.

Нормы кинематической точностиопределяют точность передачи вращения с одного вала на другой, т. е. величину полной погрешности (ошибки) угла поворота зубчатого колеса в пределах оборота.

Нормы плавности работыхарактеризуют степень плавности измене­ния кинематической погрешности передачи, равномерность вращения.

Нормы контакта зубьевопределяют полноту прилегания поверхно­стей зубьев сопряженных колес в передаче.

Эти три нормы для передачи или колеса могут быть назначены как одной степени точности, так и разных степеней. Допускается комбини­рование степеней точности, т. е. назначение для каждой нормы разных степеней точности. Однако при этом требуется, чтобы нормы плавно­сти работы были не более чем на две степени точнее или на одну сте­пень грубее норм кинематической точности; нормы контакта зубьев могут быть назначены по любым степеням, более точным, чем нормы плавности работы, и также не более чем на одну степень грубее нормы плавности. В результате комбинирования степеней точности по нор­мам точности улучшаются эксплуатационные качества колеса без зна­чительного повышения стоимости его изготовления.

Независимо от точности изготовления передач и колес (норм кине­матической точности, плавности работы и контакта зубьев) назначают­ся требования к боковому зазору между нерабочими профилями зубьев в собранной передаче, объединенные в норму бокового зазора. Боковой зазор j_nmin обеспечивает небольшой люфт (поворот) зубчатого колеса в передаче при заторможенном или неподвижном втором коле­се. Этот зазор необходим для предотвращения заклинивания передачи при ее нагреве во время работы, для компенсации ошибок монтажа и для обеспечения смазывания колес. Установлено шесть видов сопряжений А, В, С, D, Е и-Я ко­торые определяют величину гарантированного наименьшего бокового зазора /_{n min}. На. каждый вид сопряжения установлен допуск. Видам со­пряжения Н и Е соответствует вид допуска на боковой зазор h, сопря­жениям D, С, В и А — соответственно виды допусков d, с, b и а. Кроме того, установлены увеличенные допуски х, у и z, которые при необходимости могут быть использованы вместо предусмотренных выше ви­дов допусков для каждого вида сопряжения.

Стандартом установлены шесть классов отклонений межосевого расстояния, обозначаемых в порядке убывания точности римскими ци­фрами: I, II, III, IV, V и VI. Сопряжения эбеспечиваются при II классе, сопряжения D, С, В и А соответственно при III, IV, V и VI. В обоснованных случаях это соответствие между видом сопряжения и классом отклонения межосевого расстояния может изменяться.

Структура норм точности и показателей точности колес и передач приведена на рис. 3. Показатели точности зубчатой передачи, являются комплексными. Если кинематическая точность и плавность работы со­бранной передачи соответствуют требованиям стандарта, то контроль колес по этим нормам в отдельности не производится. Если колеса, входящие в передачу, соответствуют стандарту, то контроль собран­ной передачи не является обязательным. Это положение распростра­няется и на контроль по нормам контакта зубьев.

Система допусков цилиндрических зубчатых передач.

Для регламентации точности отдельных видов зубчатых передач (цилиндрических, конических и др.) созданы системы допусков именно на передачи, а не на отдельные зубчатые колеса, так как точность зубчатых передач как самостоятельных звеньев машины зависит не только от точности входящих в зацепление зубчатых колес, но и от точности расположения осей в корпусах.

Система допусков цилиндрических зубчатых передач изложена в ГОСТ 1643—81, который распространяется на эвольвентные передачи внешнего и внутреннего зацепления с прямыми, косозубыми и шевронными колесами с делительным диаметром до 6300 мм, шириной зубчатого венца или полушеврона до 1250 мм, модулем зубьев 1—55 мм, с исходным контуром по ГОСТ 13755—81 независимо от метода получения боковых поверхностей зубьев.

Для зубчатых колес и передач установлено двенадцать степеней точности, обозначаемых в порядке убывания точности цифрами от 1 до 12.

Степени 1 и 2 не имеют установленных норм и являются резервными. Все допуски рассчитаны для шестой степени точности. Числовые значения допусков других степеней определяют умножением на переходный коэффициент.

Для каждой степени точности зубчатых колес и передач устанавливаются независимые нормы допустимых отклонений параметров, определяющих кинематическую точность колес и передачи, плавности работы и контакт зубьев передачи, что позволяет назначать различные нормы и степени точности для передач в соответствии с их эксплуатационным назначением и учитывать отличие технологических способов обеспечения требуемой точности.

Точность изготовления зубчатых колес и передач задается степенью точности, а требования к боковому зазору — видом сопряжения по нормам бокового зазора.

Пример условного обозначения точности цилиндрической передачи со степенью точности 7 по всем трем нормам, с видом сопряжения зубчатых колес С и соответствием между видом сопряжения и видом допуска на боковой зазор (вид допуска на боковой зазор — с), а также между видом сопряжения и классом отклонений межосевого расстояния:

7 – С ГОСТ 1643 - 81

При комбинировании норм разных степеней точности в изменении соответствия между видом сопряжения и видом допуска на боковой зазор, но при сохранении соответствия между видом сопряжения и классом отклонений межосевого расстояния точность зубчатых колес и передач обозначается последовательным написанием трех цифр и двух букв.

Первая цифра обозначает степень по нормам кинематической точности, вторая — степень по нормам плавности работы, третья — по нормам контакта зубьев, первая из букв — вид сопряжения, а вторая — вид допуска на боковой зазор. Цифры между собой и от слитно пишущихся букв разделяются тире. Пример условного обозначения точности цилиндрической передачи со степенью 8 по нормам кинематической точности, со сте­пенью 7 по нормам плавности, со степенью 6 по нормам контакта зубьев, с видом сопряжения В, видом допуска на боковой зазор а и соответствием между видом сопряжения и классом отклонений межосевого расстояния:

Читайте также:

  
• Какие шины лучше на лето для рав 4
  
• Сколько дюймов колеса у взрослого велосипеда десна
  
• Почему бьет колесо на ваз 2114
  
• Какие бывают шины для погрузчиков
  
• Можно ли делать массаж при грыже шейного отдела позвоночника протрузии дисков