III . Взаємозамінність зубчастих коліс і передач

Зубчасті передачі широко застосовують в машинах, пристроях, механізмах, приладах і т.д. За експлуатаційним призначенням і зубчасті передачі ділять на кілька основних груп: відлікові, швидкісні, силові і загального призначення.

До відліковим відносять зубчасті передачі вимірювальних приладів, ділильних механізмів металорізальних верстатів та ін У більшості випадків колеса цих передач мають малий модуль і працюють при малих навантаженнях і швидкостях. Основний експлуатаційний показник ділильних та інших відлікових передач є висока кінематична точність, тобто точна узгодженість кутів повороту ведучого і веденого коліс передачі.

До швидкісних відносять зубчасті передачі турбінних редакторів, двигунів турбінних літаків і пр. Окружні швидкості зубчастих коліс таких передач можуть досягати 60м / с при порівняно великій переданої потужності (до 40 тис. кВт). Їх основний експлуатаційний показник - плавність роботи, тобто відсутність циклічних похибок, багаторазово повторюваних за оборот колеса. Зі зростанням частоти обертання вимоги до плавності роботи підвищуються. Передача повинна працювати безшумно і без вібрацій, що може бути досягнуто при мінімальних погрішності форми і взаємного розташування зубів. Для важконавантажених швидкісних зубчастих передач має значення також повнота контакту зубів. Колеса таких передач зазвичай мають модулі середньої величини.

До силовим відносять зубчасті передачі, що надають значні крутні моменти і працюють при малій частоті обертання (зубчасті передачі шестеренних клітей прокатних станів, підйомно транспортних механізмів та ін.) Колеса для таких передач виготовляють з великим модулем. Основне точностной вимога до них - забезпечення більш повного використання активних бічних поверхонь зубів. До передачам загального призначення не пред'являють підвищених вимог по точності.

Зубчасті передачі повинні мати більшу довговічність (5... 10 тис. годин роботи і більше).

СИСТЕМА ДОПУСКІВ ДЛЯ циліндричних зубчастих передач

Система допусків для евольвентних циліндричних зубчастих передач регламентована ГОСТ 1643-81. Ця система поширюється на евольвентні циліндричні зубчасті колеса і зубчасті передачі зовнішнього і внутрішнього зачеплення з прямозубих, косозубимі і шевронними зубчастими колесами з діаметром ділильної окружності до 6300 мм, Модулем зубів від 1 до 50 мм, Шириною зубчастого вінця або полушеврона до 1250 мм.

Встановлено 12 ступенів точності зубчастих коліс і передач, що позначаються в порядку убування з першого по дванадцятий. Для 1-ої та 2-ої ступенів відхилення в стандарті не дано (вони передбачені для майбутнього розвитку). Наведені норми відносяться до остаточно виготовленим зубчастих коліс і передач (точність заготовок коліс стандартом не нормована). Для кожного ступеня встановлені незалежні норми допустимих відхилень параметрів, що визначають кінематичну точність коліс і передачі, плавність роботи і контакт зубів передачі, що дозволяє призначати різні норми і ступеня точності для передач у відповідності з їх експлуатаційним призначенням і враховувати відмінність у технологічних способах забезпечення необхідної точності.

Норми кінематичної точності. Показники точності

Показник точності і його позначення	Ступінь точності	Позначення допуску
5-а, 6-а	7-а, 8-а	9-а	10-а, 11-а
Зубчаста передача
Найбільша кінематична похибкою-ність передачі	+	+	_	_
Зубчасте колесо
Найбільша кінематична похибкою-ність колеса	+	+	_	_
Накопичувальна похибка k кроків	+	_	_	_
Накопичувальна похибка	+	_	_	_
Похибка обкату	+	+	_	_
Радіальне биття зубчастого вінця	+	+	_	_
Коливання довжини загальної нормалі	+	+	_	_
Коливання вимірювального межосе-вого відстані за оборот колеса	+	+	_	_
Коливання вимірювального межосе-вого відстані за оборот колеса	_	_	+	+
Радіальне биття зубчастого вінця	_	_	+	+

Точність зубчастих коліс і передач на кресленні вказують у таблиці параметрів зубчастого колеса в графі «Ступінь точності за ГОСТ 1643-81» у вигляді трьох цифр і двох латинських букв, одна з яких мала: 8 -7 -6-Ва. Перша цифра означає 8-ю ступінь точності за нормами кінематичної точності, друга цифра - 7-ю ступінь точності за нормами плавності роботи, а третя цифра 6-ю ступінь точності за нормами контакту зубів; прописна літера В вказує на вид сполучення, а літера а - на вигляд допуску на бічний зазор. Можна припустити, що дане колесо призначене для силової передачі, так як за нормою контакту зубів задана більш висока точність у порівнянні з двома іншими нормами.

У випадку умовного позначення передачі 7-С слід вважати однаковий ступінь точності 7 по всім нормам, вид сполучення коліс-С, вид допуску на бічний зазор-с.

При необхідності вибору більш грубого класу відхилень міжосьової відстані, ніж передбачено для даного виду сполучення, в умовному позначенні вказують прийнятий клас і зменшений гарантований бічний зазор, наприклад 7 - Са \ V-128 ГОСТ 1643 - 81, клас відхилень міжосьової відстані V (при зменшеному гарантованому бічному зазорі j n min = 128 мкм).

Ступінь точності коліс та передач встановлюють залежно від вимог до кінематичної точності, плавності, переданої потужності, а так само від величини окружної швидкості коліс. Наприклад, при окружної швидкості прямозубних коліс, що дорівнює 10... 15 м \ сек. Застосовують 6... 7-у ступеня точності. Ступінь точності потрібно визначати відповідними розрахунками.

З урахуванням досвіду експлуатації зубчастих передач і обов'язкового використання принципу комбінування норм точності, тобто для конкретної передачі в залежності від її призначення, встановлюють різні ступені точності (за нормами кінематичної точності, плавності роботи і контакту зубів). Комбінування норм дозволяє встановлювати підвищену точність тільки тих параметрів коліс, які важливі для задоволення експлуатаційних вимог; інші параметри можна виконувати за більш грубим допусках. Комбінування доцільно з експлуатаційної та технологічної точок зору. При комбінуванні потрібно враховувати, що норми плавності роботи коліс і передачі можуть бути не більше, ніж на два ступені точніше або на один ступінь грубіше норм кінематичної точності; норми контакту зубів можна призначати точніше норм плавності колесі передач, а так само на одну ступінь грубіше норм плавності.

Передача не може плавно працювати при поганому контакті зубів. У більшості випадків ступеня за нормами контакту збігаються зі ступенями за нормами плавності. Наприклад, для тракторів застосовують ступеня 7-6-6-С, 8-7-7-С, для ділильних та інших відлікових механізмів ступеня за нормами кінематичної точності й плавності приймають однаковими, а іноді і норми кінематичної точності на один ступінь точніше норм плавності (наприклад, 4-5-5-D).

Для підвищення зносостійкості і довговічності зубчастих передач необхідно, щоб повнота контакту сполучених бічних поверхонь зубів коліс була найбільшою. При неповному і нерівномірному приляганні зубів зменшується несуча площа поверхні їх контакту, нерівномірно розподіляються контактні напруги і змащення, що призводить до інтенсивного зносу зубів. Для гарантії необхідної повноти контакту зубів в передачі встановлені найменші розміри, так званого, сумарного плями контакту.

Сумарним плямою контакту називають частину активної бічної поверхні зуба колеса, на якій розташовуються сліди прилягання його до зубів парного колеса (сліди підробітки або фарби) після обертання зібраної передачі під навантаженням, що встановлюється в залежності від експлуатаційних вимог до передачі. Пляма контакту визначається відносними розмірами (у відсотках): по довжині зуба - відношенням відстані a між крайніми точками слідів прилягання (за вирахуванням розривів С, переважаючих величину модуля, мм) до довжини зуба b: по висоті зуба - відношенням середньої (по всій довжині зуба) висоти слідів прилягання о висоти зуба відповідної активної поверхні , .

Відносні розміри сумарного плями у відсотках-наведені в таблиці:

Норми контакту зубів в передачі. Відносні розміри сумарного плями контакту у відсотках (ГОСТ 1643-81)

МЕТОДИ І ЗАСОБИ КОНТРОЛЮ зубчастих коліс і передач

У залежності від поставленої мети контроль зубчастих коліс ділять на приймальний (остаточний) та технологічний. При приймальному контролі встановлюють відповідність точності колеса пред'являються вимог, що залежать від призначення передачі. Бажано, щоб цей контроль був комплексним, і виконували його в умовах, близьких до експлуатаційних, при поєднанні вимірювальної бази деталі з експлуатаційної (монтажної). Якщо відповідні кошти для комплексного контролю відсутні, то застосовують поелементний (диференційований) контроль.

Технологічний контроль використовують при налагодженні технологічних операцій і для виявлення причин браку. При цьому контролі вимірювальну базу треба поєднувати з технологічної.

Прямий поелементний контроль зубчастих коліс найбільш трудомісткий, для його здійснення потрібно велика кількість найменувань вимірювальних приладів і його доцільно застосовувати лише в індивідуальному і дрібносерійному виробництвах.

Існування зв'язків між похибками зубчастих коліс і передач з дефектами технологічного обладнання дозволяє замінити прямий контроль точності виробів непрямим.

Непрямий контроль полягає у контролі таких похибок верстата, інструмента і пристосувань, за якими можна судити про точність зубчастих коліс. При здійсненні непрямого контролю скорочується трудомісткість контрольних операцій і потреба у вимірювальних засобах. Однак це досягається тільки при обгрунтованою системою контролю, що охоплює всі елементи виробництва і встановлює види контрольних перевірок, методи, засоби та періодичність їх проведення.

Останнім часом застосовують активний контроль зубчастих коліс, результати якого використовують для управління ходом технологічного процесу (його підналагодження, перемикання режимів обробки тощо)

Прилади для контролю циліндричних зубчастих коліс поділяють на станкові з пристроями для базування перевіряються коліс і накладні, які при контролі розташовують на колесі. За призначенням прилади діляться на прилади для контролю кінематичної похибки та обкату

(); Накопиченої похибки кроку по колесу і за k кроків ( і ) І т.д., всього на 14 груп. По точності вимірювання прилади повинні мати класи: А, АВ і В. По кожному класу приладів встановлені метрологічні показники та гранично допустимі похибки вимірювання. Розглянемо коротко загальні принципи контролю похибок.

Контроль накопиченої похибки кроку здійснюють за результатами перевірки рівномірності кроку по всьому колесу. У цьому випадку накопичену похибка визначають шляхом відповідної обробки результатів послідовного вимірювання кроків колеса з допомогою універсальних приладів для кутових вимірів (теодоліти, оптичні ділильні головки і т. п.). Принципова схема кутового шагометра показана на рис. 1. Проверяемое колесо 1 встановлюють з кутовим лімбом 2 і фіксують у цьому положенні фіксатором 3. Вимірювальний наконечник 5 важеля 4, на який спирається індикатор. Приводять в зіткнення з профілем зуба колеса і його радіальне положення фіксують упором 6. Індикатор встановлюють на 0. потім за допомогою каретки 7 наконечник 5 відводять, зубчасте колесо послідовно провертають від зуба до зуба по всьому колу на величину кутового кроку (j = 360 о / 2). Цим приладом вимірюють відхилення кутового кроку від його номінальної величини. Сума найбільшого позитивного і негативного відхилень кутових кроків, отриманих при вимірюванні цього параметра по всій окружності колеса, становить накопичену похибка окружного кроку в кутових величинах.

Безпосередньо визначення накопиченої похибки кроку по зубчастому колесу не вимагає математичної обробки результатів вимірювань і має велику практичну цінність.

Контроль радіального биття зубчастого вінця виробляють за допомогою приладів, які називаються біеніемерамі.

Вимірювальний наконечник може мати форму зуба рейки, виконаного по вихідного контуру; усіченого конуса з кутом при вершині 2; Седлообразно наконечника, що має профіль западини зуба або форму сферичного наконечника. Наконечник повинен стосуватися поверхонь двох сусідніх зубів за постійною хорді западини.

Проверяемое зубчасте колесо 1 насаджують на оправу 2. Наконечник 3 на вимірювальному стержні 4 переміщається під дією пружини в направляючій втулці 5 і прикріпленим до нього стрижнем 7 впливає на наконечник індикатора 6. Вимірювання проводять шляхом послідовного введення наконечника 3 в усі западини колеса. Різниця між найбільшим і найменшим показниками індикатора при черговому переміщенні наконечника в усі западини колеса визначає радіальне биття зубчастого вінця.

Контроль відхилення кроку зачеплення від нормального здійснюють за допомогою відповідних шагометров. Поширений шагометр з тангенціальними наконечниками. Вимірювальний наконечник підвішений на плоских пружинах, його переміщення фіксуються відліковим пристроєм з ціною поділки 0,001 мм. Другий вимірювальний наконечник можна встановлювати в потрібному положенні гвинтом. Опорний наконечник підтримує прилад при вимірюванні і забезпечує розташування лінії вимірювання по нормалі до профілів. Наконечники з боку вимірювальних поверхонь армовані твердим сплавом.

Шагометр налаштовують по блоку кінцевих мір, розмір яких дорівнює номінальному значенню основного кроку.

Контроль профілю зубів коліс в торцевому перерізі проводять шляхом зіставлення дійсного евольвентного профілю з його теоретичною формою. Для цієї мети застосовують прилади, які називаються евольвентомерамі.

Евольвентомери постачають записуючими механізмами, що реєструють результати вимірювання в збільшеному масштабі. Більш досконалі універсальні евольвентомери для контролю коліс з різними діаметрами основних кіл, що настроюються за допомогою шкал або кінцевих мір.

Контроль розмірів зубів здійснюють по вимірювальному міжосьовому відстані, що визначається межцентромерамі; відхиленню середньої довжини загальної нормалі, яка вимірюється нормалемерамі або зубомернимі мікрометра; зміщення вихідного контуру; відхиленню товщини зуба по хорді.

ВИСНОВОК

Зубчаста передача являє собою складну кінематичну пару, точність якої повинна бути забезпечена багатьма параметрами. Від роботи зубчастих передач залежать такі показники роботи машин, як плавність і безшумність ходу автомобіля, передача великих моментів, що крутять у тракторі, забезпечення точного передавального відношення в механізмах газорозподілу двигунів, висока точність кінематичних ланцюгів металорізальних верстатів і т.п. Збільшення швидкостей і навантажень, підвищення вимог до надійності і довговічності викликають необхідність виготовлення більш точних зубчатих передач.

Параметри точності зубчастих передач неможливо розглядати у відриві від методів їх контролю, оскільки самі визначення параметрів пов'язані з тим чи іншим методом їх вимірювання. Досить розглянути параметри точності на прикладі циліндричних прямозубних передач, найбільш широко поширених, маючи на увазі, що принципи побудови системи допусків для всіх різновидів зубчастих передач є загальними.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. П.В. Чижикова. «Стандартизація, сертифікація та метрологія.

Основи взаємозамінності»Москва. «Колос». 2004р.

Поиск по сайту: