8 Общие сведения

Основным комплексным элементом, обеспечивающим боковой зазор в передаче, является величина смещения исходного контура Е_Hr и толщина зуба по постоянной хорде S_c, между которыми существует определенная геометрическая взаимосвязь (рис.1, рис. 2).

Боковой зазор в передачах, как правило, создается за счет дополнительного смещения исходного контура E_HS зубонарезного инструмента в направлении приближения к нарезным зубьям, т.е. за счет некоторого уменьшения толщины зубьев сопрягаемых колес от теоретически возможного контура или номинального положения.

Рис. 1. Боковой зазор j_n в передаче и схеме расположения полей допусков T_jn для принятых видов сопряжения зубьев зубчатых колес.

Рис. 2. Схема уменьшения толщины зубьев колеса в целях получения в передаче суммарного бокового зазора j_{n min} + k_j

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

Дополнительное смещение исходного контура определяется двумя группами причин:

• обеспечением нормальных условий работы передачи;

• необходимостью компенсировать погрешности изготовления деталей и монтажа передачи.

Часть бокового зазора, предназначенную для компенсации температурной погрешности, определяют по формуле:

j_n1 = a (α₁Δt₁ – α₂Δt₂) · 2 sin α, мкм (8.1)

где а – межотраслевое расстояние передачи, мм;

α₁, α₂ – коэффициенты линейного расширения материала колеса и корпуса соответственно;

Δt₁, Δt₂ – отклонения температур колес и корпуса соответственно;

α – угол профиля зуба, равный для эвольвентного зацепления 20⁰.

Часть гарантированного бокового зазора необходимая для обеспечения нормального смазывания, мкм:

j_n2 = (10…30) m, мкм (8.2)

где m – модуль нормальный, мм;

10m – для тихоходных передач;

30m – особо скоростные передачи.

Таким образом, чтобы выбрать тот или иной вид сопряжения согласно ГОСТ 1643-81, следует обеспечить гарантированный боковой зазор, равный или несколько больший суммы найденных частей:

j_{n min} ≥ j_n1 + j_n2 , мкм (8.3)

Наименьшее дополнительное смещение исходного контура E_HS, кроме получения гарантированного бокового зазора, одновременно должно компенсировать погрешности изготовления зубчатых колес (колебание размеров, толщины зубьев, основного шага и др.) и монтажа передачи (отклонение межосевых расстояний, параллельного и перекоса осей основного корпуса, эксцентриситетов и разностенности у промежуточных корпусов, биений и зазоров у подшипников и т.д.). Следовательно, смещение исходного контура на каждом зубчатом колесе рабочей оси должно быть определено из формулы:

E_HS1 + E_HS2 = (j_{n min} + k_j)/2sinα, (8.4)

где E_HS1, E_HS2 – наименьшее дополнительное смещение контура на первом и втором зубчатых колесах передачи;

k_j – дополнительная часть бокового зазора, предназначенная для компенсации влияния погрешностей изготовления и монтажа, которые косвенно учтены в ГОСТ 1643-81 через указанные значения E_HS.

Схема уменьшения толщины зубьев колеса в целях получения в передаче суммарного бокового зазора приведена на рис. 2.

j_{n min} + k_j = (E_HS1 + E_HS2) · 2sinα (8.5)

Штриховой линией обозначен теоретический контур зуба колеса в зацеплении с исходным контуром рейки, не имеющей смещения; делительная прямая касательная к делительной окружности.

Наименьшее дополнительное смещение назначают от его номинального положения в тело зубчатого колеса (заготовки) для обеспечения в передаче гарантированного бокового зазора в зависимости от степени точности (1-12) по нормам плавности и вида сопряжения (рис. 1) и обозначают: для зубчатых колес с внешними зубьями - E_HS, для колес с внутренними зубьями через - E_Hi. Допуск Т_н на смещение исходного контура установлен в зависимости от допуска на радиальное биение F_r и вида сопряжения (рис. 1), причем для всех видов сопряжения Т_н > F_r.

Между величиной наименьшего дополнительного смещения исходного контура рейки E_HS и наименьшим отклонением толщины зуба по постоянной хорде E_cs существует определенная геометрическая взаимозаменяемость, выражаемая формулой (рис. 2):

E_CS = 2 E_HS · tg α (8.6)

j _{n min} = 2 E_HS · sin α

Наибольший боковой зазор, получаемый между зубьями в передаче, не ограничен стандартом и может быть определен при наиболее неблагоприятном сочетании отклонений составляющих размеров:

j _{n man} = j _{n min} + 2 (Т_н1 + Т_н2 + 2 fα) · sin α, (8.7)

где Т_н1, Т_н2 – допуски на дополнительное смещение исходного контура первого и второго зубчатого колес, мкм;

fα – предульное отклонение межотраслевого расстояния в передаче, мкм;

α – угол профиля зубьев колес.

В собранной передаче действительный боковой зазор можно измерить с помощью индикатора по круговому люфту одного из колес при заторможенном втором или посредством набора щупов, а при недоступности с помощью свинцовой проволочки (ее кладут со стороны нерабочих профилей), после поворота колес она обожмется и а наиболее тонком месте будет соответствовать боковому зазору. Однако недостатком прямых методов измерения является возможность их применения лишь на стадии готовности зубчатой передачи.

Поэтому на предприятиях преимущественно пользуются косвенными методами контроля бокового зазора непосредственно при наладке станков и нарезании зубьев:

1. Контроль допустимых отклонений измерительного межосевого расстояния а^// при без зазорном зацеплении измерительного колеса с контролируемым на межцентрометрах типа МЦМ-160 и др.

2. Тангенциальным зубомером измеряют действительное смещение исходного контура при условии принятия за начало отсчета поверхности вершин зубьев изготовленных по h11 или h12 с уменьшением шероховатости поверхности и ужесточения допуска на радиальное биение;

3. Непосредственное измерение толщины зубьев по постоянной хорде кромочным зубомером;

4. Оценка утонения зубьев через измерение длины общей нормали индикаторными нормалемерами, зубомерными микрометрами или универсальными зубоизмерительными приборами.