ВИДЫ СОПРЯЖЕНИЙ ЗУБЬЕВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС В ПЕРЕДАЧАХ

Характер сопряжений зубьев определяется боковым зазором между их нерабочими боковыми поверхностями.

Боковой зазор в передаче отсчитывают по общей нормали к боковым поверхностям зубьев (по линии зацепления). Он необходим для компенсации погрешностей изготовления и сборки передач, для создания расчетных условий смазывания, а также для устранения опасности заклинивания зубьев одного зубчатого колеса во впадинах другого в результате тепловых и силовых деформаций.

От боковых зазоров, возникающих в зацеплении зубьев зубчатого колеса, зависит величина х.х. зубчатых передач, поэтому гарантированный (минимальный) зазор jn min и допуск на него Tm назначают с учетом условий работы зубчатых передач.

Стандарт 641-77 (ГОСТ 1643-81) устанавливает шесть видов сопряжений зубчатых колес: A, B, C, D, E, H, отличающихся значениями гарантированного зазора; восемь видов допуска на jn min: h, d, c, b, a, z, y, x (в порядке увеличения допуска); шесть классов отклонений межосевого расстояния aw: I, II, III, IV, V, VI.

Для мелкомодульных передач ст. СЭВ 642-77 установлено пять видов сопряжений зубьев, обозначаемых (в порядке убывания гарантированного зазора) D, E, F, G, H, четыре вида допусков на боковой зазор: e, f, g, h и пять классов отклонений aw: II, III, IV, V, VI.

Основные характеристики видов сопряжений и классов отклонений приведены в табл. 1

Сопряжение Степень точности по нормам плавности работы Минимальный боковой зазор jnmin Рекомендуемый вид допуска ** Класс отключения aw**
Вид Название
А Увеличенный 3-12 IT11 a VI
В* Нормальный 3-12 IT10 b V
С Уменьшенный 3-9 IT9 c IV
Д Малый 3-8 IT8 d III
S Весьма малый 3-7 IT7 h II
Н Нулевой 3-7 h II
* При сопряжении исключается заклинивание зубьев в передачах из стальных и чугунных деталей при 250С.
** В обоснованных случаях разрешается комбинировать виды сопряжения классов отклонения и допусков, а также применение допусков x, y, z.
 

Литература: «Основы стандартизации, допуски, посадки и технические измерения», Н.С.Козловский, А.Н.Виноградов, Машиностроение 1982 г., с. 290.

 

Минимальные значения гарантированных зазоров, назначаемые в зависимости от номинального размера межосевого расстояния зубчатой передачи aw, равны допуску соответствующего квалитета на размер aw.

Например, для соединения зубьев блока шестерен поз. 1 с колесами поз. 2 и 3 с целью облегчения переключения скоростей можно принять вид сопряжения зубьев А. тогда при межосевом расстоянии aw=80 мм, jn min=IT11=190 мкм (см. табл.). ст. СЭВ 145-75.

 

Интервал размеров мм Значение допуска для квалитетов (IT) мкм
До 3
Свыше 3 до 6
> 6 до 10
> 10 до18
> 18 до 30
> 30 до 50
> 50 до 80
> 80 до 120
> 120 до 180
> 180 до 250
> 250 до 315
> 315 до 400
> 400 до 500

Таб. 2. Допуски для размеров до 500 мм (ст. СЭВ 145-75) ГОСТ 25346-82.

 

Если принять вид сопряжений В, то , aw =IT10=120 мкм.

Доковой зазор в передаче обычно является результатом утоньшения зубьев, которые получают наименьшим дополнительным смещением исходного контура (зуборезного инструмента) в тело зубчатого колеса от номинального положения на расчетную величину EHS (рис. ++ б).

Номинальным положением исходного контура (рис ++ а, показано штриховой линией) называют его положение, необходимое для нарезания зубьев с заданным коэффициентом коррекции. Дополнительное смещение исходного контура обозначается ЕН2. Наименьшее дополнительное смещение для зубчатого колеса с внешними зубьями обозначают ЕНS, а с внутренними зубьями – ЕНi.

Связь между jn и EHS устанавливают из треугольника (авс, рис. ++ а). в передачах с регулируемым положением осей валов боковой зазор получают, изменяя межосевое расстояние зубчатой передачи.

Гарантированный боковой зазор в зацеплении зубьев обеспечивается, если соблюдается соответствие между намеченными для данной передачи видом сопряжения и классом отклонений aw (таб. 1).если класс отклонения aw не соответствует виду сопряжения, гарантированный боковой зазор пересчитывают по формуле

jn΄min= jn min – 0.68( ),

где jn΄min – пересчитанный гарант бокового зазора;

jn min и fa – табличные значения гарантированного бокового зазора для заданного вида сопряжения и соответствующих ему предельных отклонений aw;

fa΄ - предельные отклонения для принятого класса отклонений aw.

Если назначен более грубый класс отклонений aw, то jn΄min‹ jn min; если назначен более точный класс, то jn΄min› jn min.

Гарантированный боковой зазор должен быть достаточным для компенсации тепловых деформаций передачи и должен обеспечить заданный режим смазки зацепления.

Боковой зазор, необходимый для температурной компенсации (jnt)

jnt=aw ,

где aw - межосевое расстояние передачи, мм;

αр.зац и αр.коркоэффициенты линейного расширения для материалов соответствующего зубчатого колеса и корпуса;

tзац и tкор – расчетные температуры нагрева соответствующего зубчатого колеса и корпуса;

α – угол зацепления (при α=200, 2sinα=0,684).

Боковой зазор, необходимый для смазки зацепления (мкм)

jn min=kmn;

где к=10…30 (10 – для тихоходной передачи, 30 – для высокоскоростных передач).

Боковой зазор должен удовлетворять следующему условию

jn minjnt+jn см.

По назначению jn min и заданному aw передачи по ст. СЭВ 641-77 (ГОСТ 1643-81) можно подобрать вид сопряжения, класс отклонения aw, а также отклонение EHSНi) и допуск смещения исходного ТН.

Наибольший зазор jn max, необходимый для компенсации погрешности изготовления передачи, вычисляют по формуле

 

jn max= jn min+(ТН1Н2+2fа)×2sinα,

где ТН1 и ТН2 – допуски на смещение исходного контура для шестерни и колеса.

Показателями, обеспечивающими гарантированный боковой зазор, являются: для зубчатого колеса Eнr или E wm2 (отклонение средней длины общей нормали

Wm= ),

или другие показатели для передач с нерегулируемым положением осей fа, с регулируемым - jn min.