Взаимозаменяемость зубчатых колес и передач

Цель занятия: Привить навыки в нормировании параметры зубчатых колес и передач.

Основные положения.

Погрешности параметров зубчатых колес влияют на кинематику и динамику передачи, определяют КПД и долговечность механизма. Точностные требования к колесам и передачам назначают в зависимости от служебного назначения.

Основные погрешности зубчатых колес и передач нормированы допусками, приведенными в ГОСТ 1643. Этот стандарт распространяется на колеса внешнего и внутреннего зацепления с прямыми, косыми или шевронными зубьями с диаметром делительной окружности до 6300 мм, модулем от 1 до 55 мм, шириной венца или полушеврона до 1250 мм.

Согласно ГОСТ 1643 в зависимости от назначения зубчатых колес и передач установлено 12 степеней точности, обозначенных в порядке убывания с 1-й по 12-ю.

Для каждой степени точности приняты независимые нормы точности, которые ограничивают отдельные виды погрешностей. В зависимости от служебного назначения зубчатых колес и передач установлены следующие нормы точности:

1. Нормы кинематической точности, характеризующие согласованность углов поворота ведущего и ведомого колес; они особенно важны для длительных и отсчетных передач.

2. Нормы плавности работы колес, имеющие наибольшее значение в высокоскоростных передачах, так как циклические погрешности, многократно повторяющиеся за один оборот колеса, приводят к значительным динамическим нагрузкам, вызывающим вибрации и шум в передаче.

3. Нормы контакта зубьев, играющие большую роль для тяжелонагруженных тихоходных передач.

Независимо от степени точности назначаются нормы бокового зазора в передаче. Боковой зазор необходим для компенсации температурных деформаций, компенсации погрешностей изготовления и монтажа, для размещения слоя смазки и т. п.

Характер сопряжения зубьев колес в передаче определяется наименьшим гарантированным боковым зазором j_nmin и видом допуска на боковой зазор.

В ГОСТ 1643 предусмотрены шесть видов сопряжений по боковому зазору (рис. 14.1): H; E; D; С; В; А. и восемь видов допуска T_jn на боковой зазор, обозначенных в порядке его возрастания буквами h, d, c, b, a, z, y, x.

Точность изготовления зубчатых колес и передач задается степенью точности с указанием вида сопряжения по боковому зазору. Например, для 8-й степени точности – по всем параметрам точности, виду сопряжения колес С и допуску на зазор с:

8 – С ГОСТ 1643.

A

B

D

E

H

C

Допуск на боковой зазор

Боковой зазор Jnmin

Рис. 14.1. Виды сопряжений по боковому зазору

Если буква, обозначающая допуск зазора, совпадает с буквой, обозначающей вид сопряжения, то она не пишется.

При комбинировании степени точности первой нормой указывается кинематическая, второй – норма плавности и третьей – норма полноты контакта:

6 – 7 – 8 – Db ГОСТ 1643,

где D – вид сопряжения колес; b – вид допуска на боковой зазор.

В том случае, когда одна из норм точности не задается, то вместо степени точности в обозначении указывается буква N. Например,

N – 8 –7 Ва ГОСТ 1643.

Нормативные элементы в стандартах сведены в комплексы контроля (совокупность элементов, подлежащих контролю), состоящих из комплексного показателя норм точности или из элементов его заменяющих. Контроль одной и той же нормы точности может производиться различными средствами измерения. В зависимости от наличия измерительных устройств и других производственных условий для определенной степени точности выбирают соответствующий комплекс контроля. При выборе предпочтение следует отдавать комплексным показателям.

Порядок проведения занятия

Задание 1

Расшифруйте условное обозначение точности цилиндрических колес и передач, приведенное в табл. 14.1.

Таблица 14.1

Варианты	Условные обозначения	Варианты	Условные обозначения
	6-В ГОСТ 1643-81		7-6-6-C ГОСТ 1643-81
	7-6-7-D ГОСТ 1643-81		8-7-7-C ГОСТ 1643-81
	3-4-5-D ГОСТ 1643-81		3-4-5-D ГОСТ 1643-81
	9-H ГОСТ 1643-81		6-5-5-B ГОСТ 1643-81
	6-6-7-E ГОСТ 1643-81		8-7-7-B ГОСТ 1643-81
	5-H ГОСТ 1643-81		4-5-5-D ГОСТ 1643-81
	8-A ГОСТ 1643-81		7-A ГОСТ 1643-81
	4-5-4-C ГОСТ 1643-81		5-5-4-C ГОСТ 1643-81
	3-4-4-H ГОСТ 1643-81		4-5-5-H ГОСТ 1643-81
	7-Ca/V-128 ГОСТ 1643-81		10-Ba/VI-128 ГОСТ 1643-81

Задание 2

Определить степень точности зубчатых колес по результатам измерения показателей кинематической точности: радиального биения зубчатого венца F_rr и колебания длины общей нормали V_wr (табл. 14.2.).

Таблица 14.2

Варианты
Модуль m, мм	1,5		1,5	2,5		1,5	2,75		1,25
Число зубьев z
Значение Frr, мкм
Значение Vwr, мкм

Окончание табл. 14.2

Варианты
Модуль m, мм	1,5	2,5	3,5				2,25		2,5	5,5
Число зубьев z
Значение Frr, мкм
Значение Vwr, мкм

Задание 3

Определить степень точности зубчатых колес по результатам действительных отклонений шага зацепления f_pbr и погрешности профиля зуба f_fr (табл. 14.3).

Таблица 14.3

Варианты
Модуль m, мм			1,5		2,5	3,5	1,25	2,75		1,75
Число зубьев z
Значение fpbr, мкм	+16	-9	-12	+21	-22	+18	-8	+14	-7	+13
Значение ffr, мкм

Окончание табл. 14.3

Варианты
Модуль m, мм	3,5		2,75	3,5	1,75	4,5	1,25	1,5		2,5
Число зубьев z
Значение Frr, мкм	+18	-7	+13	-8	+13	+17	-10	-11	+20	-21
Значение Vwr, мкм

Задание 4

Определить степень точности зубчатых колес по результатам измерения суммарного пятна контакта (табл. 14.4.).

Таблица 14.4

Вари- анты
Модуль m, мм			1,5		2,5	3,5	1,25	2,75		1,75
Длина зуба b, мм
Размеры пятна контакта ,мм	hm		1,77		2,1	3,2	4,8	1,8	3,1	4,3
a
c				1,8

Окончание табл. 14.4

Варианты
Модуль m, мм	3,5			2,5		2,5	3,5
Длина зуба b, мм
Размеры пятна контакта, мм	hm	5,5	4,5	6,5	3,5		4,1	12,1	11,1	10,1	9,5
a
c

Оформление отчета

Отчет должен содержать:

1. Название темы и цель работы.

2. Выполненные задания 1 – 4 и оформленные в соответствии с требованиями, приведенными в табл.14.5.

Таблица 14.5

Задание №1
Условное обозначение
Расшифровка условного обозначения
Задание №2
Значение допуска радиального биения зубчатого венца Fr и степень точности
Значение допуска на колебание длины общей нормали Vw и степень точности
Задание №3
Значение допуска шага зацепления fpb и степень точности
Значение допуска профиля зуба ff и степень точности
Задание №4
Расчет суммарного пятна контакта
Допустимое значение пятна контакта и степень точности

14.3. Контрольные вопросы

1. Какие зубчатые передачи относятся к скоростным?

2. Какие степени точности установлены для зубчатых передач?

3. Приведите определение и рассмотрите суть плавности работы передачи.

4. Какие нормы предусмотрены для обеспечения контакта зубьев в передаче.

5. Как определить радиальное биение зубчатого венца?

6. Как определить суммарное пятно контакта по длине зуба?

7. Какие нормы точности являются основными и назначаются по более высоким степеням точности для зубчатых передач редукторов общего назначения.

Заключение

В методических указаниях рассмотрены основные положения взаимозаменяемости: определение показателей точности, методы их расчета, указание на чертежах и технической документации, способы использования стандартизованных систем нормирования таких показателей. В указаниях рассмотрены вопросы нормирования отклонений формы и расположения поверхностей, шероховатости, точности гладких цилиндрических и других соединений и размеров, входящих в размерные цепи.

Для индивидуальной работы студентов разработаны 20 вариантов для каждого задания. В каждом разделе дисциплины в зависимости от сложности таких заданий приведено от трех до семи. Для решения заданий в приложении приведены таблицы допусков и основных отклонений размеров отверстий и валов, таблицы с рекомендациями по выбору посадок подшипников качения и другие.

Материал методических указаний позволит закрепить знания, полученные при изучении теоретического курса по дисциплине «Взаимозаменяемость».