Обработка зубьев зубчатых колёс

Сведения о точности зубчатых передач. Эксплуатационные показатели зубчатых передач – прочность, долговечность и бесшумность работы в значительной степени зависят от точности изготовления и монтажа зубчатых колёс.

Точность зубчатых передач характеризуют следующие параметры: кинематическая точность передачи вращения от одного колеса к сопряжённому с ним колесу; плавность работы передачи; пятно контакта боковых поверхностей зубьев сопряжённых колёс.

Нарушение кинематической точности проявляется в периодически повторяющейся несогласованности поворотов зубчатых колёс. Показатели кинематической точности характеризуют величину полной ошибки передачи за оборот колеса. Нарушение плавности работы проявляется в колебаниях скорости вращения колеса в период его оборота. Эти колебания вызывают динамические нагрузки, вибрации и шум передачи. Нарушение правильного контакта приводит к концентрации нагрузки на отдельных участках зубьев, снижению прочности колёс и долговечности работы зубчатых передач.

В стандартах предусмотрены 12 степеней точности колёс (ГОСТ 1643-81), отличающихся друг от друга величинами предельных отклонений элементов зубьев. Каждая степень точности отвечает определённым эксплуатационным требованиям, предъявляемым к зубчатой передаче. Допускается комбинирование норм точности всех трёх групп в зависимости от того, какие показатели являются для данной передачи наиболее важными. Так, для высокоскоростных передач наиболее жёсткие допуски назначаются на показатели плавности работы; для передач, работающих с большими нагрузками и малыми скоростями – на показатели контакта зубьев.

Стандартами установлены также показатели и нормы бокового зазора в передаче, который влияет на заклинивание зубьев и свободный поворот одного колеса относительно другого. Боковой зазор это кратчайшее расстояние между нерабочими профилями зубьев сопряжённой передачи, когда рабочие зубья находятся в зацеплении. Величина бокового зазора определяется не уровнем точности передачи, а её назначением и условиями эксплуатации: температурой, обильностью смазки и т.п. В стандарте предусмотрены 6 видов сопряжений, определяющих величину наименьшего гарантированного зазора между зубьями независимо от степени точности колёс и передачи. В порядке убывания зазора сопряжения обозначают буквами А, В, С, D, E и Н.

Показатели точности цилиндрических колёс. Установлены стандартом ГОСТ 1643-81, распространяющимся на механически обработанные колёса эвольвентного зацепления с углом профиля α _д = 20°, модулем m = 1…50 мм (по ГОСТ 9563-60). Наиболее широкое распространение в промышленности получили колёса 5…9-й степени точности.

Комплексным показателем кинематической точности колеса является погрешность , которая определяется погрешностью угла поворота колеса за один его оборот. Кинематическая погрешность колеса возникает при его изготовлении вследствие неточности зуборезного станка, погрешностей установки инструмента и заготовки. К поэлементным показателям кинематической точности относятся: накопленная погрешность шага F _{P r}, радиальное биение зубчатого венца F _{r r}, колебание длины общей нормали F _{v w r}, погрешность обката F _{с r}, колебание измерительного межосевого расстояния за оборот колеса .

Комплексным показателем плавности работы является циклическая погрешность колеса f _{z k r}. При большой циклической погрешности работа передачи сопровождается ударами зубьев, повышенными динамическими нагрузками и высоким уровнем шума. К поэлементным показателям плавности относятся: отклонение основного шага f _{p t r}, разность шагов f _{v p t r}, погрешность профиля f _{f r}, колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе .

Комплексным показателем контакта зубьев является суммарная погрешность контактной линии F _{k r}. К поэлементным показателям контакта зубьев относятся: погрешность направления зуба F _{β r}, отклонение от параллельности осей f _{х r}, перекос осей f _{y r}.

Комплексным показателем бокового зазора является смещение исходного контура Е _{Н r}. К поэлементным показателям бокового зазора относятся: отклонение длины общей нормали Е _{W r}, отклонение толщины зуба Е _{с r}, отклонение размера по роликам Е _{М r}, отклонение измерительного межцентрового расстояния . Наиболее объективным методом контроля следует считать контроль по комплексным показателям. Однако, с одной стороны, такой контроль не всегда возможен из-за отсутствия соответствующих приборов и других конкретных условий производства; с другой стороны, нет необходимости контролировать все эти показатели, т.к. элементы зубчатых колёс в значительной мере взаимосвязаны.

У конических и червячных колёс существуют свои показатели и нормы точности, которые соответственно назначаются по ГОСТ 1758-81 и ГОСТ 3675-81.