Степени точности зубчатых колес

Зубчатые колеса, как и любые другие детали, изготовляют с погрешно­стями, вызываемыми погрешностями профиля зубообрабатывающих инструментов (фрез, долбяков), их установки на станке, отклонениями размеров и формы заготовки, а также неточностью установки заготов­ки на станке, неточностями в кинематических цепях станка. Совмест­ное действие перечисленных погрешностей приводит к кинематической погрешности колеса, неплавности его работы и нарушению прилегания поверхностей зубьев как по длине, так и по высоте зуба.

По точности изготовления зубчатые колеса разделяют в порядке
убывания точности на двенадцать степеней точности. Степень точно­сти — заданный уровень допустимого несоответствия значений их действительных параметров расчетным (номинальным) значениям. В на­стоящее время допуски предусмотрены для степеней точности от 3-й до 12-й. Для 1-й и 2-й степеней точности допуски будут вводиться по
мере надобности. В машиностроении, например, применяют зубчатые
передачи следующих степеней точности: 3—6—в редукторах турбин;
3—8—в металлорежущих станках; 4—1—в авиадвигателях; 5—8—в
легковых автомобилях; 5 —8—в грузовых автомобилях; 8 —11 в сельскохозяйственных машинах. Измерительные (образцовые) колеса изготовляют по 3 —5-й степеням точности.

В зависимости от назначения зубчатые передачи условно подразде­ляются на отсчетные, скоростные, силовые и общего назначения.

Отсчетные передачиобеспечивают высокую кинематическую точ­ность, т. е. согласованность вращения колес. Обычно это колеса, вхо­дящие в кинематические цепи приборов, станков, следящих устройств.

Скоростные передачидолжны работать плавно и бесшумно при высоких скоростях вращения. Это зубчатые колеса коробок передач автомобилей, станков, двигателей, турбин, редукторов.

Силовые передачипередают большие усилия, поэтому для них дол­жна быть обеспечена полнота контакта зубьев.

В зависимости от расположения и формы зубьев зубчатые колеса подразделяют: -прямозубые,- косозубые,

-шевронные(шевронное колесо - зубчатое колесо с косыми зубьями, расположенными V - образно. По сравнению с прямолинейными колесами шевронные колеса производят меньше шума при работе, прочнее на изгиб.) -криволинейными зубьями.

Наибольшее распространение получили:

ЭВОЛЬВентные (зубчатое зацепление при котором профили зубьев колес очерчены по эвольвенте окружности)

цилиндрические зубчатые передачи.

Зубчатые передачи между параллельными валами осуществляются цилиндрическими колесами с прямыми, косыми и шевронными зубьями. Передачи между валами с пересекающимися осями осуществляются обычно коническими колесами с прямыми и круговыми зубьями, реже тангенциальными. Зубчатые передачи для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот осуществляются цилиндрическим колесом и рейкой. Для валов с перекрещивающимися осями применяют зубчато-винтовые передачи.

В соответствии с подразделением зубчатых передач на группы по­строена система допусков на зубчатые колеса. Сказанное выше убе­ждает в том, что предъявлять одинаковые требования ко всем элемен­там зубчатого колеса нецелесообразно. Более высокие требования следует предъявлять к тем элементам, которые являются наиболее важными для данных условий эксплуатации.

Для каждой степени точности колес установлены нормы допу­скаемых отклонений параметров, определяющих кинематическую точ­ность, плавность работы и контакт зубьев. Существуют три такие нормы точности.

Нормы кинематической точностиопределяют точность передачи вращения с одного вала на другой, т. е. величину полной погрешности (ошибки) угла поворота зубчатого колеса в пределах оборота.

Нормы плавности работыхарактеризуют степень плавности измене­ния кинематической погрешности передачи, равномерность вращения.

Нормы контакта зубьевопределяют полноту прилегания поверхно­стей зубьев сопряженных колес в передаче.

Эти три нормы для передачи или колеса могут быть назначены как одной степени точности, так и разных степеней. Допускается комбини­рование степеней точности, т. е. назначение для каждой нормы разных степеней точности. Однако при этом требуется, чтобы нормы плавно­сти работы были не более чем на две степени точнее или на одну сте­пень грубее норм кинематической точности; нормы контакта зубьев могут быть назначены по любым степеням, более точным, чем нормы плавности работы, и также не более чем на одну степень грубее нормы плавности. В результате комбинирования степеней точности по нор­мам точности улучшаются эксплуатационные качества колеса без зна­чительного повышения стоимости его изготовления.

Независимо от точности изготовления передач и колес (норм кине­матической точности, плавности работы и контакта зубьев) назначают­ся требования к боковому зазору между нерабочими профилями зубьев в собранной передаче, объединенные в норму бокового зазора. Боковой зазор j_nmin обеспечивает небольшой люфт (поворот) зубчатого колеса в передаче при заторможенном или неподвижном втором коле­се. Этот зазор необходим для предотвращения заклинивания передачи при ее нагреве во время работы, для компенсации ошибок монтажа и для обеспечения смазывания колес. Установлено шесть видов сопряжений А, В, С, D, Е и-Я ко­торые определяют величину гарантированного наименьшего бокового зазора /_{n min}. На. каждый вид сопряжения установлен допуск. Видам со­пряжения Н и Е соответствует вид допуска на боковой зазор h, сопря­жениям D, С, В и А — соответственно виды допусков d, с, b и а. Кроме того, установлены увеличенные допуски х, у и z, которые при необходимости могут быть использованы вместо предусмотренных выше ви­дов допусков для каждого вида сопряжения.

Стандартом установлены шесть классов отклонений межосевого расстояния, обозначаемых в порядке убывания точности римскими ци­фрами: I, II, III, IV, V и VI. Сопряжения эбеспечиваются при II классе, сопряжения D, С, В и А соответственно при III, IV, V и VI. В обоснованных случаях это соответствие между видом сопряжения и классом отклонения межосевого расстояния может изменяться.

Структура норм точности и показателей точности колес и передач приведена на рис. 3. Показатели точности зубчатой передачи, являются комплексными. Если кинематическая точность и плавность работы со­бранной передачи соответствуют требованиям стандарта, то контроль колес по этим нормам в отдельности не производится. Если колеса, входящие в передачу, соответствуют стандарту, то контроль собран­ной передачи не является обязательным. Это положение распростра­няется и на контроль по нормам контакта зубьев.

Система допусков цилиндрических зубчатых передач.

Для регламентации точности отдельных видов зубчатых передач (цилиндрических, конических и др.) созданы системы допусков именно на передачи, а не на отдельные зубчатые колеса, так как точность зубчатых передач как самостоятельных звеньев машины зависит не только от точности входящих в зацепление зубчатых колес, но и от точности расположения осей в корпусах.

Система допусков цилиндрических зубчатых передач изложена в ГОСТ 1643—81, который распространяется на эвольвентные передачи внешнего и внутреннего зацепления с прямыми, косозубыми и шевронными колесами с делительным диаметром до 6300 мм, шириной зубчатого венца или полушеврона до 1250 мм, модулем зубьев 1—55 мм, с исходным контуром по ГОСТ 13755—81 независимо от метода получения боковых поверхностей зубьев.

Для зубчатых колес и передач установлено двенадцать степеней точности, обозначаемых в порядке убывания точности цифрами от 1 до 12.

Степени 1 и 2 не имеют установленных норм и являются резервными. Все допуски рассчитаны для шестой степени точности. Числовые значения допусков других степеней определяют умножением на переходный коэффициент.

Для каждой степени точности зубчатых колес и передач устанавливаются независимые нормы допустимых отклонений параметров, определяющих кинематическую точность колес и передачи, плавности работы и контакт зубьев передачи, что позволяет назначать различные нормы и степени точности для передач в соответствии с их эксплуатационным назначением и учитывать отличие технологических способов обеспечения требуемой точности.

Точность изготовления зубчатых колес и передач задается степенью точности, а требования к боковому зазору — видом сопряжения по нормам бокового зазора.

Пример условного обозначения точности цилиндрической передачи со степенью точности 7 по всем трем нормам, с видом сопряжения зубчатых колес С и соответствием между видом сопряжения и видом допуска на боковой зазор (вид допуска на боковой зазор — с), а также между видом сопряжения и классом отклонений межосевого расстояния:

7 – С ГОСТ 1643 - 81

При комбинировании норм разных степеней точности в изменении соответствия между видом сопряжения и видом допуска на боковой зазор, но при сохранении соответствия между видом сопряжения и классом отклонений межосевого расстояния точность зубчатых колес и передач обозначается последовательным написанием трех цифр и двух букв.

Первая цифра обозначает степень по нормам кинематической точности, вторая — степень по нормам плавности работы, третья — по нормам контакта зубьев, первая из букв — вид сопряжения, а вторая — вид допуска на боковой зазор. Цифры между собой и от слитно пишущихся букв разделяются тире. Пример условного обозначения точности цилиндрической передачи со степенью 8 по нормам кинематической точности, со сте­пенью 7 по нормам плавности, со степенью 6 по нормам контакта зубьев, с видом сопряжения В, видом допуска на боковой зазор а и соответствием между видом сопряжения и классом отклонений межосевого расстояния:

8 – 7 - 6 – Ва ГОСТ 1643 - 81

Л № 3 осеняй семестр