Контакт зубів в передачі

Для підвищення зносостійкості і довговічності зубчастих передач необ-ходимо, щоб повнота контакту сполучених бічних поверхонь зубів ко-ліс була найбільшою. При неповному і нерівномірному приляганні зубів розумі-ньшается несуча площа поверхні їх контакту, нерівномірно розподіляються контактні напруги і мастильний матеріал, що призводить до інтенсивного зношування зубів. Для забезпечення необхідної повноти кон-такту зубів у передачі встановлені найменші розміри сумарного плями контакту.

Рисунок 2.30 – Пятно контакту

Сумарним плямою контакту називають частину активної бічної поверх-ності зуба колеса, на якій розташовуються сліди прилягання зубів парного колеса (сліди надиров або фарби) в зібраної передачі після обертання під на-грузкой, установлюваної конструктором. Пляма контакту (рис. 2.30) визначає-ся: по довжині зуба - відношенням відстані а між крайніми точками слідів прилягання за вирахуванням розривів с, що перевищують модуль (в мм), до довжини зуба b, тобто [(а – с)/b]×100 %; по висоті зуба - відношенням середньої (по довжині зуба) висоти слідів прилягання h_m до висоти зуба відповідної активної бічної поверхні h_p, т. е. (h_m/h_p)×100 %.

Миттєва пляма контакту, яке визначається після повороту колеса соб-ранной передачі на повний оборот при легкому гальмуванні.

На повноту контакту коліс впливають похибки форми зубів і похибки-сті їх взаємного розташування в передачі.

Відхиленням осьових кроків по нормалі F_Pxnr називають різницю між дійсним осьовою відстанню зубів і сумою відповідного числа номінальних осьових кроків, помножену на синус кута нахилу ділильної лінії зуба b р, т. е. F_Pxnr = F_Pxr×sinb (рис. 12.11, a).

Рисунок 2.31 - Параметри повноти контакту зубів в передачі: а - відхилення осьових кроків по нормалі F_Pxnr; б – сумарна похибка контактної лінії F_kr; в – похибка напряму зуба F_br; г – відхилення від паралельності осей f_xr, перекос осей f_yr і відхилення міжосьової відстані f_ar

Під дійсною осьовою відстанню зубів розуміють відстань між однойменними лініями зубів косозубого зубчастого колеса по прямій, па-раллельную робочої осі. Відстань між однойменними лініями сусідніх зубів є дійсним осьовим кроком. За ГОСТом 1643 - 81 передбачені граничні відхилення осьових кроків по нормалі ± F_Pxn.

Бічний зазор

Для усунення можливого заклинювання при нагріванні передачі, забезпе-чення умов протікання мастильного матеріалу і обмеження мертвого ходу при реверсуванні відлікових і ділильних реальних передач вони повинні мати боковий зазор jn (між неробочими профілями зубів сполучених коліс). Цей зазор необхідний також для компенсації похибок виготовлення і монтажу передачі і для усунення удару по неробочим профілями, який може бути викликаний розривом контакту робочих профілів внаслідок динамічних явищ. Така передача є однопрофільних (контакт зубів коліс відбувається за одним робочим профілям).

Бічний зазор визначають у перетині, перпендикулярному до напрямку зу-бьев, в площині, дотичній до основних циліндрах (рис. 2.32).

Рисунок 2.32 – Бічний зазор в передачі

Незалежно від ступеня точності виготовлення коліс передачі предусмот-рено шість видів сполученні. Встановлено шість класів відхилень міжосьового-го відстані, що позначаються в порядку убування точності римськими цифрами від I до VI. Відповідність видів сполученні та зазначених класів, наведених у табл. 12.1, допускається змінювати.

Рисунок 2.33 – Види спряжень і допуски на бічний зазор

На бічний зазор встановлений допуск Т_jn, що визначається різницею між найбільшим і найменшим зазорами. У міру збільшення бічного зазору збільшується допуск Тjn. Встановлено вісім видів допуску на бічний зазор: х, у, z, а, b, с, d, h. Кожному виду сполучення відповідає певний вид допуску (див. бабл. 2.7). Відповідність видів сполучень та видів допусків допускається змінювати, використовуючи при цьому і види допуску x, у і z.

Бічний зазор j_{n min}, необхідний для компенсації температурних дефор-мацій і розміщення мастильного матеріалу, визначають за формулою

j_{n min} = V + a_w ×(a₁×Dt^o₁ - a₂×Dt^o₂)×2sina , (2.17)

де V — товщина шару мастильного матеріалу між зубами;

a_w — міжосьова відстань;

a₁ и a₂ — температурні коефіцієнти лінійного розширення матеріалу коліс і корпуса; ×

Dt^o₁ и ×Dt^o₂ — відхилення температур колеса і корпусу від 20 °С;

a — кут профілю вихідного контуру.

Деформацію від нагрівання визначають по нормалі до профілів.

Бічний зазор забезпечують шляхом радіального зсуву вихідного кон-туру рейки (зуборізного інструменту) від його номінального положення в тіло ко-лісу (рис. 12.14). Під номінальним становищем вихідного контуру розуміють положення вихідного контуру на зубчастому колесі, позбавленому похибок, при якому номінальна товщина зуба відповідає щільному двухпрофільному зачеплення.

Рисунок 2.34 – Вихідний контур: а) номінальне положення; б) дійсне положення

Зв'язок зміщення вихідного контуру з боковим зазором jn і потовщенням то-лщіни зуба по постійній хорді Ecs можна встановити відповідно з трикутників abc і dbc (див. рис. 2.34):

j_{n min} = 2E_Hs×sina; (2.18)

E_cs = 2E_Hs×tga. (2.19)

Додаткове зміщення вихідного контуру ЕHr від його номінального положення в тіло зубчастого колеса здійснюють для забезпечення в передачі гара-нованного бічного зазору. найменшого додаткового зміщення вихідного контуру призначають залежно від ступеня точності за нормами плавності і виду сполучення і позначають: для зубчастих коліс із зовнішніми зубами як - E_Hs, для коліс з внутрішніми зубами - через +E_Hi.

Таблиця 2.7 - Види сполучень і відповідні їм види допусків на бічний зазор і класи відхилень на міжосьова відстань

У табл. 2.8 наведені показники, що визначають гарантований бічний зазор, допуски і відхилення за нормами бічного зазору.

Таблица 2.8- Показники бічного зазору

Продовження таблиці 2.8

Примітка.Середню довжину загальної нормалі визначають за формулою

W_m = (W₁ + W₂ + × × × + Wz)/z , (2.20)

де W₁, W₂, × × × Wz – дійсні довжини загальної нормалі;

z - число зубів.

Загальний бічний зазор повинен складатися з гарантованого бічного зазору j_{n min} и зазора К_j, компенсуючого похибки виготовлення зубчастих коліс і монтажу передачі і зменшує бічний зазор:

j_{n min} + К_j = 2(E_Hs1 + E_Hs2)×sina. (2.21)

Зазор К_j відраховують по нормалі до зубів.

Необхідне найменше зміщення вихідного контуру на обох зубчастих колесах

E_Hs1 + E_Hs2 = 0,5×( j_{n min} + К_j)/ sina. (2.22)

Зазор К_j призначений для компенсації ряду похибок виготовлення зубчастих коліс і монтажу передачі і визначається за формулою

. (2.23)

Найбільший бічний зазор, одержуваний між зубами в передачі, не обмежений стандартом. Він являє собою замикаючу ланка складальної розмірної ланцюга, в якій складовими розмірами, обмеженими допусками, є міжосьова відстань і зсув вихідних контурів при нарізанні обох коліс та ін. Тому найбільший зазор не може перевищувати значення, одержуваного при найбільш несприятливому поєднанні відхилень складових розмірів:

j_{n max} = j_{n min} + 2(T_H1 + T_H2 + 2f_a)×sina. (2.24)