Замер бокового зазора в зацеплении. Сборка зубчатых передач

Для устранения возможного заклинивания при нагреве передачи, обеспечения условий протекания смазочного материала и ограничения мертвого хода при реверсировании отсчетных и делительных реальных передач они должны иметь боковой зазор j n (между нерабочими профилями зубьев сопряженных колес). Этот зазор необходим также для компенсации погрешностей изготовления и монтажа передачи. Боковой зазор определяют в сечении, перпендикулярном к направлению зубьев, в плоскости, касательной к основным цилиндрам (рисунок 8.2.13). Рисунок 8.2.13 Боковой зазор обеспечивается путём радиального смещения исходного контура рейки (зуборезного инструмента) от его номинального положения в теле колеса. Система допусков на зубчатые передачи устанавливает гарантированный боковой зазор j nmin , которым является наименьший предписанный боковой зазор, не зависящий от степени точности колес и передач. Он определяется по формуле: где V – толщина слоя смазочного материала между зубьями; a ω - межосевое расстояние; α 1 и α 2 – температурные коэффициенты линейного расширения материала колес и корпуса; Δt° 1 и Δt° 2 – отклонение температур колеса и корпуса от 20°C; α – угол профиля исходного контура. Толщину слоя смазки ориентировочно принимают в пределах от 0,01m (для тихоходных кинематических передач) до 0,03m (для высокоскоростных передач). Для удовлетворения требований различных отраслей промышленности, независимо от степени точности изготовления колес передачи, предусмотрено шесть видов сопряжений, определяющих различные значения j nmin: A, B,C, D, E, H (рисунок 8.2.14).
Рисунок 8.2.14 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 H и E - II класса, для сопряжений D, C, B и А - классов III, IV, V и VI соответственно). Соответствие видов сопряжений и указанных классов допускается изменять. На боковой зазор установлен допуск T jn , определяемый разностью между наибольшим и наименьшим зазорами. По мере увеличения бокового зазора увеличивается допуск T jn . Установлено восемь видов допуска T jn на боковой зазор: x, y, z, a, b, c, d, h. Видам сопряжений Н и Е соответствует вид допуска h, видам сопряжений D, C, B и A - соответственно виды допусков d, c, b и a. Соответствие видов сопряжений и видов допусков T jn допускается изменять используя при этом и виды допуска z, y и x. Биение зубчатого венца определяется как разность наибольшего и наименьшего показаний индикатора при расположении наконечника во всех впадинах контролируемого колеса.

Стандартизованными параметрами, характеризующими зубчатую передачу являются:

Модуль зубьев,

Передаточное число,

Межосевое расстояние.

Червячные передачи относятся к зубчато-винтовым. Если в зубчато-винтовой передаче углы наклона зубьев принять такими, чтобы зубья шестерни охватывали ее вокруг, то эти зубья превращаются в витки резьбы, шестерня - в червяк, а передача - из винтовой зубчатой в червячную. Преимущество червячной передачи по сравнению с винтовой зубчатой в том, что начальный контакт звеньев происходит по линии, а не в точке. Угол скрещивания валов червяка и червячного колеса может быть каким угодно, но обычно он равен 90°.

Коническая зубчатая передача

Если угол между осями равен 90°, то коническую зубчатую передачу называют ортогональной . В общем случае в неортогональной передаче угол, дополненный до 180° к углу между векторами угловых скоростей извеньев1 и 2, называют межосевым углом Σ

33\34 . Нормирование параметров размерного взаимодействия в шпоночных соединениях

ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Назначение шпоночных соединений Шпоночные соединения предназначены для получения разъёмных соеди-нений, передающих крутящие моменты. Они обеспечивают вращение зубчатых колес, шкивов и других деталей, монтируемых на валы по переходным посад-кам, в которых наряду с натягами могут быть зазоры. Размеры шпоночных со-единений стандартизированы. Различают шпоночные соединения с призматическими (ГОСТ 23360), сегментными (ГОСТ 24071), клиновыми (ГОСТ 24068) и тангенциальными (ГОСТ 24069) шпонками. Шпоночные соединения с призматическими шпонка-ми применяются в малонагруженных тихоходных передачах (кинематические цепи подач станков), в крупногабаритных изделиях (кузнечно-прессовое обо-рудование, маховики двигателей внутреннего сгорания, центрифуги и др.). Клиновые и тангенциальные шпонки воспринимают осевые нагрузки при ре-версах в тяжело нагруженных соединениях. Наиболее широкое использование получили призматические шпонки. Конструктивное исполнение и размеры призматических шпонок Призматические шпонки имеют три исполнения. Вид исполнения шпонки определяет форму паза на валу. Исполнение 1 для закрытого паза, для нормального соединения в усло-виях серийного и массового типов производства; исполнение 2 для открыто-го паза с направляющими шпонками, когда втулка перемещается вдоль вала при свободном соединении; исполнение 3 для полуоткрытого паза со шпон-ками, установленными на конце вала с плотным соединением напрессованной втулки на вал в единичном и серийном типах производства. Размеры шпонки зависят от номинального размера диаметра вала и опре-деляются по ГОСТ 23360. Примеры условных обозначений шпонок: 1. Шпонка 16 х 10 х 50 ГОСТ 23360 (шпонка призматическая, исполнение 1; b х h = 16 х 10, длина шпонки l = 50). 2. Шпонка 2 (3) 18 х 11 х 100 ГОСТ 23360 (шпонка призматическая, испол-нение 2 (или 3), b х h = 18 х 11, длина шпонки l = 100). Посадки шпонок и рекомендации по выбору полей допусков Основным посадочным размером является ширина шпонки b. По этому размеру шпонка сопрягается с двумя пазами: пазом на валу и пазом во втулке. Шпонки обычно соединяются с пазами валов неподвижно, а с пазами втулок с зазором. Натяг необходим для того, чтобы шпонки не перемещались при эксплуатации, а зазор для компенсации неточности размеров и взаимного расположения пазов. Шпонки вне зависимости от посадок изготавливаются по разме-ру b с допуском h9, что делает возможным их централизованное изготовление. Остальные размеры менее ответственны: высота шпонки по h11, длина шпонки по h14, длина паза под шпонку по Н15 . Посадки шпонок осуществляются по системе вала (Сh). Стандартом до-пускаются различные сочетания полей допусков для пазов на валу и во втулке с полем допуска шпонки по ширине. Свободное соединение используется для направляющих длинных шпонок; нормальные применяются наиболее часто для крепёжных шпонок, установлен-ных в середине вала; плотное соединение – для шпонок на конце вала. Основные требования при оформлении поперечных сечений соединения с призматической шпонкой и деталей участвующих в них Предельные отклонения размеров, выбранных полей допусков, опреде-лять по таблицам ГОСТ 25347. При выполнении поперечного сечения шпоночного соединения необхо-димо указать посадки, а у шпонки – поля допусков на размеры b и h шпонки в смешанном виде и шероховатости поверхностей. На чертежах поперечных сечений вала и втулки необходимо указать шероховатости поверхностей, поля допусков на размеры b, d и D в смешанном виде, а также нормировать размеры глубины пазов: на валу t1 – предпочтительный вариант или (d – t1) c отрица-тельным отклонением и во втулке (d + t2) – предпочтительный вариант или t2 c положительным отклонением. В этом и другом случае отклонения выбираются в зависимости от высоты шпонки h . Кроме этого на чертежах по-перечных сечений вала и втулки необходимо ограничивать допусками точность формы и взаимного расположения. Предъявляются требования по допустимым отклонениям от симметричности шпоночных пазов и параллельности плоско-сти симметрии паза относительно оси детали (базы). При наличии в соединении одной шпонки допуск параллельности принимать равным 0,5IT9, допуски симетричности – 2IT9, а при двух шпонках, расположенных диаметрально, – 0,5 IT9 от номинального размера b шпонки. Допуски симметричности могут быть зависимыми в крупносерийном и массовом производстве.

В дизеле привод распределительного вала, топливного, масляного и водяного насосов и так далее осуществляется, главным образом, при помощи зубчатой передачи.
Характерными дефектами цилиндрической зубчатой передачи дизеля являются изнашивание зубьев (выкрашивание, отслаивание, наволакивание, заедание, коррозия, трещины, поломка) и нарушение центровки осей шестерён и колёс передачи.
Выкрашивание (питтинг) — это появление на зубьях мелких, а затем более крупных оспин и раковин. Этот дефект объясняется тем, что в микротрещины зуба попадает масло и под действием капиллярного давления в несколько тысяч атмосфер, создаваемого в процессе работы зубчатой пары, происходит его выкрашивание.
Другой причиной выкрашивания зубьев является непараллельность или перекос осей валов и шестерён, их изгиб, либо плохое качество нарезания зубьев. Для устранения этого дефекта нужен качественный монтаж зубчатой передачи с пригонкой контакта зацепления по краске, обкатка передачи под нагрузкой с подшабровкой натиров, применение масла повышенной вязкости.
Отслаивание — усиленное проявление прогрессивного выкрашивания металла, выраженное в отделении сравнительно больших частиц металла от поверхности зубьев. При появлении отслаивания необходимо установить магниты в фильтры, чаще менять или сепарировать масло.
Наволакивание — образование канавки вдоль зуба ведущей шестерни и «хребта» вдоль зуба ведомого колеса в зоне их контакта. При устранении этого дефекта необходимо снять шабером «хребет» с зубьев ведомого колеса, зачистить канавку на зубьях шестерён и зашлифовать мелкой наждачной шкуркой.
Заедание — образование глубоких борозд по высоте зуба. Заедание, как и наволакивание, возможно при недостаточном количестве или же низком качестве масла. Для предупреждения этого дефекта следует применять масло повышенной вязкости и следить за системой смазки зубчатой передачи.
Коррозия — возникает вследствие обводнения масла.
Трещины — на поверхности зубьев выявляют одним из методов дефектоскопии: цветным, люминесцентным или магнитным.
Поломка зубьев — наиболее тяжёлое повреждение зубчатой передачи вследствие усталости материала, или попадания в передачу посторонних предметов.
Одним из наиболее распространённых дефектов зубчатой передачи дизеля является нарушение центровки осей валов зубчатых колёс и шестерён, которое возникает из-за неравномерного изнашивания подшипников и шеек валов передачи, а также из-за деформации корпуса передачи.
Центровка зубчатой передачи характеризуется следующими факторами: взаимным расположением осей шестерни и колеса, контактом по боковым поверхностям зубьев, боковым (масляным) зазором зубчатой передачи, разностью величин диаметральных зазоров в подшипниках скольжения шестерни (колеса), а также геометрической формой их расточки.
В технической литературе качество центровки зубчатой пары принято оценивать непараллельностью и перекосом. Однако, на основании правил геометрии, перекос осей есть частный случай непараллельности, значит применение термина «перекос» для оценки скрещивания осей является неправильным, поэтому отклонение осей валов зубчатой пары от параллельности определяют по их пересечению и скрещиванию.
Оси валов шестерни и колеса будут параллельны в том случае, если они лежат в одной плоскости и все точки вершины образующей зуба шестерни равно удалены от образующей впадины зуба колеса (идеальный случаи).
Центровка цилиндрической зубчатой пары проверяется по отклонению их осей от параллельности. Непараллельность осей валов колеса и шестерни бывает двух видов: оси валов пересекаются; оси валов скрещиваются.
В первом случае оси валов лежат в одной плоскости и пересекаются. Во втором случае они лежат в разных плоскостях и не пересекаются, то есть скрещиваются.
Перекос осей зубчатой передачи:

Непараллельность осей зубчатой передачи в плоскости их расположения (скрещивание осей)


Контроль центровки цилиндрической зубчатой передачи заключается в проверке контакта по рабочим натирам, на краску и в проверке бокового зазора в зацеплении.
Проверку контакта зубчатой передачи на краску производят в собранной зубчатой передаче по отпечаткам краски, перенесённой с зубьев шестерни на зубья колеса. В качестве краски следует использовать специальные тонкотёртые масляные краски (берлинская лазурь, ультрамарин и т.п.). Перед проверкой контакта все зубья шестерни и участок зубьев колеса на дуге, равной длине окружности шестерни, должны быть насухо протёрты и обезжирены. Краску наносят на обезжиренные поверхности 12-16 зубьев шестерни или колеса тампоном или кистью и тщательно растирают до образования сплошного тонкого слоя. Для получения чётких отпечатков краски передачу проворачивают так, чтобы накрашенный участок зубьев прошёл через зацепление 2-3 раза в обоих направлениях.

Нормы контакта зубьев на краску: по высоте зуба — не менее 60% рабочей поверхности зуба на передний и задний ход; по длине зуба — не менее 90% на передний ход и 70% на задний ход.
Боковой зазор в зубчатом зацеплении измеряют с помощью свинцовых оттисков, индикатором часового типа или пластинами щупа.
Измерение бокового зазора оттисками свинцовой проволоки выполняют, прокатывая свинцовую проволоку через зубчатое зацепление.
Схема укладки и измерения свинцовой проволоки:


1 — свинцовая проволока; 2 — шестерня; 3 — свинцовая «выжимка».
Проволоку укладывают посередине зубчатого колеса по профилю 8-10 зубьев и закрепляют на зубьях консистентной смазкой.Провернув зубчатую передачу, проволоку снимают, расправляют и измеряют её толщину микрометром.
Определение бокового зазора с помощью индикатора:


По результатам измерений определяют среднюю толщину оттисков с рабочей (А) и нерабочей (В) сторон зубьев. При этом случайные измерения (резко отличающиеся от остальных) из расчёта средних исключают.

Средние значения А и В определяют из соотношений:


где n — число измерений.
Средняя величина суммарного зазора в зубчатом зацеплении равна:
С = А+В.
Для измерения бокового зазора с помощью индикатора часового типа одно из колёс зубчатой передачи закрепляют от проворачивания, а на другом колесе перпендикулярно боковой поверхности зуба устанавливают индикатор. Величину бокового зазора определяют по разности показаний индикатора при проворачивании незакреплённого колеса до упора в одну и другую сторону.
Боковой зазор пластинами щупа измеряют через каждые 90 градусов поворота колеса. При этом пластины щупа заводят в зазор между зубьями шестерни и колеса в точке их контакту.
Измерение бокового зазора пластинами щупа:


1 — шестерня-колесо; 2 — пластины щупа .
Если разность измеренных зазоров составляет 20-40%, то проверяют биение венца зубчатого колеса индикатором.
Схема проверки биения венца зубчатого колеса индикатором:


1 — зубчатое колесо; 2 — шестерня; 3 — фигурная ножка; 4 — индикатор.
Для этого ножку индикатора следует установить на венец зубчатого колеса и снять показания индикатора через каждые 90 градусов поворота вала шестерни. Биение венца зубчатого колеса не должно превышать 0,05-0,15 мм. При наличии в зубчатой передаче нескольких шестерён боковой зазор измеряют в каждой зубчатой паре. В этом случае одну из двух проверяемых шестерён фиксируют неподвижно.
В таблице приведены установочные и предельно допустимые величины боковых зазоров в зубчатом зацеплении дизелей:
Установочный (У) и предельно допустимый (П) боковой зазор в зубьях шестерён, мм:


После технического обслуживания зубчатой передачи проводят обкатку дизеля с целью приработки отремонтированных элементов зубчатой передачи.

Немного о методах измерения толщины зуба.

В большинстве зубчатых передач для правильной работы необходимо обеспечить боковой зазор. В передачах с регулируемыми осями зазор может настраиваться изменением межосевого расстояния. В передачах с постоянным межосевым расстоянием зазор обеспечивается при нарезании зубьев колёс. Для этого на параметр, характеризующий толщину зуба, задаётся поле допуска с двумя минусами. Таким образом в передаче гарантируется некий зазор между j nmin зубьями. Величина бокового зазора и допуск на боковой зазор (толщину зуба) задаётся в виде сопряжния (А, B, C, D, E, H). А - самый грубый вид сопряжения, Н - самый точный вид сопряжения (минимальный гарантированный зазор равен нулю). Вид сопряжения указывается в степени точности колеса (например, 8-В)

Существует несколько разных геометрических параметров, которыми можно выразить толщину зуба и следовательно боковой зазор в передаче:

  • толщина зуба по хорде S c ;
  • длина общей нормали W ;
  • размер по шарикам M ;
  • смещение исходного контура E H ;
  • межосевое расстояние в беззазорном зацеплении с колесом-эталоном;

Эти параметры в пределах одного колеса связаны строгими геометрическими отношениями. Т.е. зная один параметр можно вычислить любой другой. Формулы приводить здесь не буду. Все требуемые расчёты есть в ГОСТ 16532-70 "Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчет геометрии" и в различных программах.

для измерения косозубых колёс используются шарики

Преимущества:

  • измерения проводится универсальными приборами для измерения длин (штангенциркуль, микрометр) и шариками/роликами диаметр которых можно достаточно легко проконтролировать;
  • удобно измерять мелкомодульные колёса;
  • измерение не требует никаких баз. Базирование происходит непосредственно по эвольвентным поверхностям зубьев;
  • возможность измерения не ограничена геометрическими параметрами колеса.

Недостатки:

  • на результат измерения влияет точность профиля зуба;
  • измерение показывает среднее арифметическое толщин противоположных зубьев, т.е. не полностью выявляет радиальное биение венца
Изменено 26 декабря 2011 пользователем tmpr

Средства измерения

линейных и угловых

величин

Любой линейный размер может быть измерен различными измерительными средства­ми, обеспечивающими различную точность измерения. В каждом конкретном случае точ­ность измерения зависит от принципа действия, конструкции прибора, а также от условий настройки и применения.

Принцип выбора средств измерения заключается в сравнении существующей предель­ной погрешности измерения конкретного средства измерения с расчетной допускаемой по­грешностью измерения, регламентированной стандартами . При этом предельная по­грешность не должна превышать допускаемую, составляющую обычно 20 35% от величины допуска на размер.

В отдельных случаях допускаемая погрешность измерения может быть увеличена при уменьшении допуска размера, например, при разделении изделий на размерные группы при селективной сборке . В этом случае часто размер группы (его принимают условно за до­пуск контролируемого изделия) берут близким или даже равным погрешности измерения с тем, чтобы в группах ограничить разноразмерность деталей. При селективной сборке неце­лесообразно нормировать более жесткие требования к погрешности измерения.

Допускаемые значения случайной погрешности измерения (изм.), регламентирован­ные стандартами СТ СЭВ 303-76 и ГОСТ 8.051-81, приняты при доверительной вероятности 0,95 (исходя из предположения, что закон распределения погрешностей – нормальный иизм. приравнивается зоне ±2) .

Значение предельной случайности погрешности (Lim) приравнивают зоне распреде­ления ±3, (исходя из нормального закона распределения), т. е. доверительная вероятность составляет 0,9973. Для производственных измерений в массовом и крупносерийном производстве значение погрешности измерений принимают равной ±2.

Прежде чем перейти к рассмотрению существующих методик выбора измерительных средств, остановимся на некоторых общих понятиях.

Классификация приборов для измерения линейных и угловых величин

Средства измерения - технические средства, предназначенные для измерений, имеющие нормированные метрологические свойства (характеристики).

Средства измерения (СИ) - это всевозможные меры, инструменты, приборы и приспособления, с помощью которых производятся измерения.

Представленная в данном пособии классификация СИ относится к СИ, предназначенным для измерения геометрических параметров.

По виду все средства измерения делятся:

На меры;

Измерительные инструменты;

Измерительные приборы.

Меры - средства измерения, предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера.

Для линейных и угловых измерений различают:

    плоскопараллельные концевые меры длины;

    угловые меры;

Специальные меры и эталоны, которые служат для настройки приборов.

Плоскопараллельные концевые меры длины представляют собой наборы параллелепипедов (пластин и брусков) из стали длиной до 1000 мм или твердого сплава длиной до 100 мм с двумя плоскими взаимно параллельными измерительными поверхностями (ГОСТ 9038-83). Они предназначены для непосредственного измерения линейных размеров, передачи размера единицы длины от первичного эталона концевым мерам меньшей точности, а также для поверки, градуировки и настройки измерительных приборов, инструментов, станков и др. Благодаря способности к притираемости (т.е. сцеплению), обусловленной действием межмолекулярных сил притяжения, концевые меры можно собирать в блоки нужных размеров, которые не распадаются при перемещениях. Наборы составляют из различного числа концевых мер (от 2 до 112 шт.). Концевые меры изготовляют следующих классов точности: 00; 01; 0; 1; 2; 3.

Различают разряды плиток в зависимости от параллельности рабочих граней: 1; 2; 3; 4; 5. Для 0 кл. изготовляются плитки 4; 5 разрядов; для 1 кл.-4; 5 разрядов; для 2 кл. - 3; 4; 5 разрядов; для Зкл.- 2; 3; 4 разрядов). Плитки 4, 5 классов промышленностью не выпускаются, это изношенные плитки для ремонтного производства и сельскохозяйственного машиностроения.

В таблице 2 пособия указаны классы и разряды плиток, рекомендуемые для настройки приборов.

Угловые меры служат для хранения и передачи единицы плоского угла, проверки и градуировки угловых приборов, для контроля угловых изделий. Их обычно изготавливают из стали в виде трех- и четырехгранных плиток. Измерительные поверхности плиток доводят, что позволяет составлять блоки из нескольких мер.

В соответствии со стандартом угловые меры выпускают в виде нескольких наборов 0, 1 и 2-го классов точности в зависимости от допускаемых отклонений рабочих углов. Так, для 0-го класса отклонения рабочих углов находятся в пределах ±3...5", первого ±10" и второго ±30".

Для контроля взаимной перпендикулярности применяют угольники с рабочим углом 90°. Угольники изготавливают пяти типов и четырех классов точности (0, 1, 2 и 3).

Измерение углов при помощи угловых мер основано на методе сравнения. Для отсчета разности углов используют световой просвет между сторонами измеряемого угла и меры (рис. 52).

Отклонение угла изделия от угла меры определяется по отношению просвета к длине стороны Н. Если просвет не более 30 мкм, то используют образцы просвета, если более 30 мкм - специальные щупы.

Рис. 52. Измерение углов угольником.

Специальные меры - это коробочки с плоскопараллельными стеклянными пластинками, по которым проверяются микрометры на параллельность пяток. Калибры - это бесшкальные приборы, которые предназначены для контроля деталей в массовом производстве. Подробнее с классификацией калибров можно ознакомиться в любой справочной литературе, в т.ч. .

Инструмент - это средство измерения, имеющее одну механическую передачу. К инструментам относятся штангенциркули и другие штангенинструменты, микрометры гладкие и микрометрические инструменты (штихмасы, микрометрические головки, глубиномеры, все типы микрометрических трехточечных нутромеров).

Приборы - средства измерений, имеющие две или более механических передач или сочетание оптической и механической передач или сочетание одной или нескольких оптических передач.

Все приборы и инструменты по назначению делятся на:

Специальные

Универсальные.

Универсальные средства используют для измерения различных геометрических параметров либо непосредственно, либо в сочетании с предметными столиками, плитами, стойками, штативами, струбцинами и другими дополнительными приспособлениями. Специальные средства позволяют осуществлять измерения или контроль параметров деталей определенного вида.

По типу передач приборы и инструменты делятся:

1. Инструменты и приборы с механическими передачами:

    Прямая передача (штангенинструменты);

    Винтовая передача (микрометрические инструменты);

    Рычажная передача (миниметры);

    Зубчатая передача (индикаторы часового типа);

    Рычажно-зубчатая передача (рычажные скобы, рычажные микрометры);

    Пружинная передача (микрокаторы, микаторы).

2. Оптические передачи (длиномеры, проекторы, микроскопы).

3. Оптико-механические передачи (оптиметры, оптикаторы, ультраоптиметры).

4. Электромеханические передачи (клугломеры, профилографы-профилометры).

К прибором для измерения длин и углов предъявляют следующие требования :

Точность;

Надежность;

Технологичность;

Экономичность;

Безопасность;

Эргономичность;

Эстетичность;

Инфицированность;

Активное воздействие на технологический процесс с целью получения только годных деталей.

2 Средства измерения бокового зазора в зубчатом зацеплении

Для устранения возможного заклинивания при нагреве передачи, обеспечения условий протекания смазочного материала и ограничения мертвого хода при реверсировании отсчетных и делительных реальных передач они должны иметь боковой зазор j n (между нерабочими профилями зубьев сопряженных колес). Этот зазор необходим также для компенсации погрешностей изготовления и монтажа передачи. Боковой зазор определяют в сечении, перпендикулярном к направлению зубьев, в плоскости, касательной к основным цилиндрам (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1

Измерение бокового зазора в зацеплении можно осуществить двумя способами:

1.С помощью индикатора : установите на специальном кронштейне микрометр так, чтобы щуп его упирался в рабочую поверхность зуба ведомого колеса в с внешней стороны. При зафиксированном выходном вале с ведущей шестерней проверните ведомое колесо до упора влево и вправо. Разница показаний индикатора в крайних точках и есть боковой зазор.

2. Для измерения бокового зазора свинцовой проволокой на зубья шестерни накладывают и закрепляют тавотом два равных по длине отрезка проволоки диаметром 1-3 мм и замеряют расстояние между проволоками. Затем, поворачивая от руки колесо, сплющивают проволоку. Полученные оттиски бокового и радиального зазоров будут представлять полоски с переменной толщиной. Меньшая толщина а соответствует зазору с рабочей стороны зуба, а большая - с нерабочей. Сумма толщин обоих оттисков, замеренная микрометром, равна боковому зазору зацепления.

Точность зубчатых передач определяется величиной погрешности угла поворота ведомого звена, которая зависит от погрешностей шага, толщины и профиля зуба, погрешностей межосевого расстояния, т.е. погрешностей изготовления и сборки.

Стандарты разделяют показатели точности и бокового зазора. Стандартами для зубчатых передач предусмотрены 12 степеней точности изготовления и сборки колес, пар и передач (для цилиндрических мелкомодульных m < 1 мм ГОСТ 9178-81 и с m ≥ 1,0 мм ГОСТ 1643-81). С увеличением цифры степени точность зубчатых колес уменьшается. Для колес 1–3 степеней численные параметры точности не оговорены. Колеса 4 и 5 степеней точности применяются в качестве эталонных, в зацеплении с которыми контролируются серийно изготавливаемые колеса. Наиболее часто применяют колеса 6–10 степеней точности.

Колеса 6-й степени применяют для высококачественных передач при скоростях, превышающих 8 м/с. Их используют в приборах и механизмах высокой чувствительности и точности, при предъявлении жестких требований к постоянству передаточного отношения и плавности хода.

Колеса 7-й степени точности применяют в точных приборах при окружных скоростях зубьев до 8 м/с и умеренных нагрузках; а колеса 8-й степени – в приборах средней точности для неответственных кинематических цепей при окружных скоростях зубьев до 6 м/с.

9-ю и 10-ю степени точности назначают для зубчатых колес пониженной точности при использовании в неответственных передачах. Колеса могут работать с повышенным шумом и толчками в зацеплениях зубьев при низкой окружной скорости до 2 м/с.

Зубчатые колеса передаточных механизмов приборных устройств обычно имеют 7-ю или 8-ю степень точности. Применение 6-й степени должно быть обосновано.

Для каждой степени точности зубчатых колес и передач установлены нормы: кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев. Показателем кинематической точности зубчатого колеса является наибольшая кинематическая погрешность F ir " , определяемая экспериментально на специальных приборах – кинематометрах как наибольшая погрешность угла поворота колеса в пределах одного оборота при его зацеплении с эталонным зубчатым колесом (рис. 14.14, а). Кинематическая точность характеризует постоянство передаточного отношения за один оборот колеса.

в
г
б
а

Показателем плавности работы колеса является местная кинематическая погрешность f ir " , которая определяет величину составляющих полной погрешности угла поворота и многократно повторяется за один оборот колеса. Плавность характеризует постоянство передаточного отношения в пределах поворота колеса на один зуб.



Кинематическая погрешность при расчетах оценивается по допускаемому отклонению F i " , которое определяется как

F i " = F p + f f , мкм, (14.14)

где F p – допуск на накопленную погрешность шага по зубчатому колесу, назначается в зависимости от степени точности по норме кинематической точности (табл. 14.1); f f – допуск на погрешность профиля зуба, назначается в зависимости от степени точности по норме плавности (табл. 14.2).

Таблица 14.1

Допуск на накопленную погрешность шага F p , мкм

Таблица 14.2

Допуск на погрешность профиля зуба f f , мкм

Норма контактов зубьев характеризует полноту прилегания боковых поверхностей сопряженных зубьев в передаче (рис. 14.14, б) и определяется погрешностью направления зуба, перекосом и непараллельностью осей колес. Норма контакта существенна для тяжело нагруженных передач. Для полимерных и металлополимерных передач, в приборостроении она не важна.

На точность зубчатых передач с нерегулируемым межосевым расстоянием, работающих в реверсивном режиме, влияет величина бокового зазора, измеряемого в микрометрах по общей нормали к профилям зубьев (рис. 14.14, в). Боковой зазор передачи регламентируется видом сопряжения зубчатых колес и допуском на боковой зазор. Для мелкомодульных передач (m < 1 мм) стандартом независимо от степени точности колес установлено 5 видов сопряжений, по которым зуб одного колеса входит во впадину второго. Вид сопряжения, определяющий величину минимального бокового зазора j n min в порядке его возрастания обозначается буквами H ,G ,F ,E иD (рис. 14.14, г), а допуск на боковой зазор – h ,q ,f ,e . Видам сопряжений D и E соответствует вид допуска на боковой зазор е, а видам сопряжений F , G , H –допуски f , g , h соответственно. Для передач с модулем m ≥ 1 мм установлено в порядке увеличения гарантированного бокового зазора j n min 6 видов сопряжения: H , E , D , C , B , A и 8 видов допусков на боковой зазор: h , d , c , b , a , x , y , z . Допуск h соответствует видам сопряжений H , E ; допуски d , c , b , a соответствуют соответственно сопряжениям D , C , B , A ; допуски x , y , z не связаны с определенным видом сопряжения.

Причинами появления бокового зазора являются уменьшение толщин сопряженных зубьев, предусмотренное при изготовлении; увеличение межосевого расстояния при сборке; эксцентриситеты делительных окружностей находящихся в зацеплении колес.

Боковой зазор необходим для работы передачи. Он позволяет компенсировать температурные деформации, влияние неточностей межосевого расстояния, прогибов валов, зазоров в опорах и обеспечивает условия смазки.

Сопряжение Н с минимальным зазором применяют в тихоходных передачах при наличии стабильного температурного режима и одинаковом температурном коэффициенте линейного расширения корпуса и зубчатых колес. При колебаниях температуры и применении различных материалов при изготовлении элементов колес необходимы сопряжения G … D с гарантированным зазором, исключающим заклинивание передачи при изменении толщин зубьев, уменьшении межосевого расстояния.

Точность изготовления зубчатых колес и передач задается на чертеже степенью точности, а требования к боковому зазору – видом сопряжения по нормам бокового зазора. Например, зубчатая передача со степенью по нормам кинематической точности 7, по нормам плавности 8, по нормам контакта зубьев 7, с видом сопряжения H и допуском на величину бокового зазора h обозначается 7 – 8 – 7H h . Если мелкомодульная передача имеет одинаковую степень точности по всем трем нормам точности, например 7-ю, и сопряжение F с соответствующим допуском f на боковой зазор, она будет обозначаться 7F f ; соответственно для передачи с m ≥ 1 со степенью точности 8 и сопряжением В, допуском х точность обозначают 8В х.