9.4. Степени точности и виды сопряжений зубчатых передач

Нарушение кинематических функций механизмов выражается в отклонении действительного закона относительного движения зубчатых колес реальной передачи от теоретического закона движения. Это отклонение связано с погрешностями изготовления и монтажа передачи.

Стандартами предусмотрены 12 степеней точности зубчатых передач. Степени точности обозначаются в порядке их убывания от 1 до 12. В машиностроении и приборостроении наиболее часто применяют 6…9 степени точности. Быстроходные передачи и прецизионные механизмы иногда изготовляют по степени точности 5.

Для каждой степени точности установлены следующие нормы:

· кинематической точности;

· плавности работы;

· контакта зубьев.

Норма кинематической точности характеризуется наибольшей погрешностью передаточного отношения (u) за один оборот зубчатого колеса. Кинематическая точность связана с накопленной ошибкой шага и биением. Данный показатель важен для следующих типов передач:

· передач отсчетных и делительных цепей;

· передач, соединенных с большими массами;

· быстроходных силовых передач из-за опасности возникновения резонансных и других видов колебаний и шума.

Норма плавности работы характеризуется многократно повторяющимися за оборот зубчатого колеса колебаниями скорости, вызывающими динамические нагрузки, колебания и шум. Плавность работы связана с ошибками шага и профиля зуба. Данный показатель важен для силовых быстроходных передач.

Норма контакта зубьев характеризуется пятном контакта зубьев, показывающего на концентрацию нагрузки по ширине зубчатого венца. Данный показатель существенно влияет на работоспособность силовых передач.

Допускается комбинирование норм кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев разных степеней точности.

Снимок

Рис. 9.6. Виды сопряжений

Независимо от степени точности зубчатых колес и передач установлены следующие виды сопряжений (рис. 9.6):

· при : A, B, C, D, E, H;

· при : D, E, F, G, H

Установлены и виды допусков на боковой зазор (в порядке убывания бокового зазора ):

x, y, z, a, b, c, d, e, f, g, h.

Таблица 9.1 Виды допусков на боковой зазор

одуль

передачи

Вид сопряжения

A

B

C

D

E

F

G

H

a

b

c

d

h

h

m < 1

e

e

f

g

h

При отсутствии специальных требований к передачам видам сопряжений соответствуют виды допусков на боковой зазор (табл.


9.1). Соответствие между видом сопряжения и видом допуска на боковой зазор допускается изменять, используя при этом и виды допусков x, y, z.

Точность изготовления зубчатых передач задается степенью точности и требованием к боковому зазору – видом сопряжения по нормам бокового зазора. Вид сопряжения определяет гарантированный боковой зазор () между неработающими профилями зубьев, измеренный по общей нормали к эвольвентным профилям зубьев. Боковой зазор назначают с учетом обеспечения смазывания зубьев, необходимости компенсации погрешностей изготовления и температурных деформаций.

Вид сопряжения определяют независимо от степени точности передачи по расчетному значению бокового зазора:

,

где  – расчетный боковой зазор, мкм;  – боковой зазор, необходимый для компенсации температурных деформаций деталей, мкм;  – боковой зазор, необходимый для размещения слоя смазочного материала, мкм.

Боковой зазор, необходимый для компенсации температурных деформаций деталей, определяется по формуле

,

где  – коэффициент температурного расширения материала зубчатых колес;  – температура нагрева зубчатых колес;  – коэффициент температурного расширения материала корпусных деталей;  – температура нагрева корпусных деталей.

Боковой зазор (), необходимый для размещения слоя смазочного материала, определяется по следующей рекомендации:

,

где 10 – для тихоходных передач; 30 – для быстроходных передач; m – модуль зацепления, мм.

Вид сопряжения назначают исходя из следующего условия:

.

Если для расчета недостаточно исходных данных, то обычно для силовых передач рекомендуется к использованию сопряжение В. Данное сопряжение гарантирует минимальное значение бокового зазора (), при котором исключается возможность заклинивания стальной или чугунной передачи от нагрева при разности температур колеса и корпуса  ºС. Сопряжение Н применяют в реверсивных тихоходных передачах с жесткими требованиями в отношении мертвого хода. При этом, если передача предназначена для работы в условиях значительного колебания температур, зубчатые колеса и корпус должны быть изготовлены из материалов с одинаковыми коэффициентами линейного расширения . При m < 1 рекомендуется к использованию сопряжение F.

Примеры обозначения точности зубчатых передач:

точность передачи со степенью точности 7 по всем трем нормам (кинематической точности, плавности работы, контакта зубьев) с видом сопряжения

1) колес С и соответствием между видом сопряжения и допуском на боковой зазор обозначается следующим образом:

7-С ГОСТ1643-81.

2) при комбинировании норм разных степеней точности и изменении соответствия между видом сопряжения и допуском на боковой зазор точность зубчатых колес и передач обозначается последовательным написанием трех цифр и двух букв:

8-7-6-Ва ГОСТ1643-81.

Показателями, обеспечивающими гарантированный боковой зазор, являются:

· для зубчатых колес наименьшее отклонение длины общей нормали () или наименьшее отклонение толщины зуба по постоянной хорде () (контролируются при изготовлении зубчатых колес);

· для передач с нерегулируемым расположением осей отклонение межосевого расстояния () (контролируется при сборке передачи);

· для передач с регулируемым расположением осей  (контролируется при сборке передачи).