Сборка зубчатых и червячных передач

Зубчатые и червячные передачи применяются для передачи и изменения крутящего момента или точности относительного углового поворота входного и выходного валов механизмов.

В процессе сборки узлов и агрегатов с зубчатыми и червячными передачами должен быть обеспечен ряд требований: заданная кинематическая точность и плавность работы, норма контакта зубьев, допустимые величина бокового зазора и биение зубчатой передачи, допустимые осевые и радиальные перемещения в подшипниках, плотность и равномерность затяжки резьбовых соединений, поступление смазки в смазочные точки, исключение утечки смазки из стыков и уплотнений.

Агрегат после сборки должен быть обкатан и испытан, при этом передачи должны работать плавно, без шума и перегрева.

Эти требования обеспечиваются точным изготовлением деталей передачи и качеством сборки. Процесс сборки состоит из комплектования передачи деталями, сборки валов с зубчатыми колесами и подшипниками, установки валов в сборе в корпус, регулирования и проверки зацепления между зубьями, контроля плавности и легкости переключения зубчатых колес в коробках передач.

Посадка зубчатых колес на валы обычно производится с натягом. Например, при средних нагрузках по посадке - Н7/k6, при тяжелых нагрузках - H7/n6; H7/m6. В коробках передач, когда необходимо перемещение зубчатого колеса на валу, применяют посадки с зазором H7/g6; H7/f7 и др.

Установку зубчатого колеса на центрирующую поверхность вала производят обычно под прессом с применением специального приспособления, исключающего перекосы колеса на шейке вала. После установки зубчатого колеса на вал контролируют торцовое и радиальное биения его зубчатого венца, плотность прилегания к упорному буртику и качание зубчатого колеса на шейке вала.

Собранный узел проверяют на качание легкими ударами по напрессованному колесу мягким молотком; плотность прилегания колеса к буртику - щупом. Прочность соединения проверяют по допустимому усилию распрессовки.

Торцовое и радиальное биение напрессованного на вал колеса контролируют индикаторными приспособлениями с базированием вала в сборе на призмах или в центрах. Обычно радиальное биение допускается в пределах 25 - 75 мкм, а торцовое – 100 - 150 мкм.

При установке валов с зубчатыми колесами в корпус обычно образованное зацепление удовлетворяет техническим требованиям. Однако могут возникнуть дефекты зацепления в результате неблагоприятного сочетания отклонения размеров сопряженных колес. Наиболее типичными дефектами зацепления являются: увеличенный или уменьшенный зазор в зацеплении между зубьями по всему венцу; неравномерный зазор между зубьями по окружности венца; биение зубчатого колеса, связанное с перекосом оси отверстия колеса. Эти дефекты можно устранить подбором пар, заменой одного из колес и т.п.

Каждому виду сопряжения зубчатой передачи соответствует определенный гарантированный боковой зазор j_n в зацеплении, компенсирующий температурные деформации в агрегате от нагрева колес и корпуса и тем самым исключающий ее заклинивание. Контроль величины бокового зазора в зацеплении осуществляется с помощью щупа либо прокатыванием между зубьями колес свинцовой проволоки с последующим измерением ее толщины, либо на специальных приспособлениях.

Качество зацепления оценивают также по величине площади и, положению пятна контакта на боковых поверхностях зубьев колес зубчатой передачи. Это определяется с помощью краски, нанесенной на одно из колес при зацеплении с парным колесом. Так, в цилиндрических зубчатых передачах прилегание рабочих поверхностей считается нормальным, если отпечаток получается в средней части боковой поверхности зуба и составляет не менее 50% от ее длины и высоты. Если характер прилегания зубьев в передаче отличается от нормы, то узел разбирают и повторным подбором пары колес добиваются необходимой точности зацеплений.

Качество и долговечность работы конических и гипоидных передач зависит от точности относительного положения делительных конусов зубчатых венцов и вершин делительных конусов. Обеспечение точности зацепления в этом случае достигается рядом последовательных мероприятий: точности изготовления деталей агрегата - корпуса, зубчатых колес и элементов, влияющих, на точность зубчатой передачи; подбором пары сопрягаемых колес, регулированием относительного положения зубчатых колес в зацеплении.

Качество сборки таких передач оцениваются по расположению и величине пятна контакта на боковых поверхностях зубьев контактирующих колес и величине бокового зазора j_n в зацеплении.

Правильной считают установку зубчатых колес, при которой пятно контакта располагается ближе к узкому концу зуба, на шестерне выше по профилю, чем на колесе, и если оно будет составлять 0,5 - 0,75 ширины зуба. Объясняется это тем, что при приложении нагрузки в результате деформации колес характер контура изменится: пятно контакта увеличится и сместится к утолщенной части зуба. Качество сборки конической зубчатой передачи в агрегате контролируют динамометрическим ключом по требуемому моменту проворота входного вала.

Сборку червячного колеса производят напрессовкой венца на ступицу в холодном или нагретом состоянии до упора в бурт. Венец обычно устанавливается на ступицу с посадкой Н6/h6 или Н7/f6.

При сборке червячных передач необходимо обеспечить нормальный боковой зазор и нормальный контакт в передаче. При правильном зацеплении червяка с колесом краска должна покрывать на 60-70% по длине и высоте поверхность зуба червячного колеса. При этом ось червячного колеса должна располагаться в средней плоскости червяка. Регулировка этого положения достигается перемещением червяка в его осевом направлении с помощью набора прокладок, установленных в узлах его опоры.

Сборку начинают с установки и регулирования положения червяка в корпусе. Для этого устанавливают червяк на посадочные места, выбирают в подшипниках зазоры с помощью набора прокладок, устанавливают на посадочные места червячного колеса шаблон и путем перемещения регулировочных прокладок с одной опоры на другую регулируют положение средней плоскости червяка относительно оси червячного колеса. Затем устанавливают вместо шаблона червячное колесо, окончательно собирают агрегат и контролируют качество сборки.

Собранные силовые быстроходные зубчатые передачи подвергают обкатке сначала без нагрузки, а затем под нагрузкой, предварительно залив в них соответствующую марку смазки. При обкатке достигается лучшая прирабатываемость деталей агрегата, увеличивается КПД передачи, более равномерно распределяется нагрузка. Одновременно с обкаткой производится окончательный контроль сборки узла по нагреву, шумности и легкости вращения передачи.