ГЛАВА 3 (Расчет зубчатых зацеплений) (1034488), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Блокирующий контур (рис.1.4), строится для данной пары колес с z1 и z2 в координатах х1, и х2 очерчивает область существования передачи без всех видов интерференции в станочном и рабочем зацеплении при εα ≥ 1 и отсутствии заострения зубьев. На блокирующий контур наносят линии некоторых геометрических и качественных показателей. Так, могут быть нанесены линии для выбора х1 и х2 при sа1 = 0,0 (линия 2); sa2 = 0,0 (линия 3); εα = 1,0 (линия 1) и др. Могут быть также нанесены линии для определения х1 и х2 при которых будут выравниваться наибольшие значения удельного скольжения, а также изгибная прочность зубьев шестерни и колеса.
Блокирующие контуры для передач с внешним зацеплением при различных сочетаниях зубьев z1 и z2 прямозубых колес, нарезанных реечным инструментом без модификации исходного контура, приведены в Приложении 1. Аналогичные блокирующие контуры для прямозубых передач с внутренним зацеплением для шестерни, нарезанной реечным инструментом или долбяком, и колеса, нарезанным долбяком, приведены в Приложении 2. Эти контуры с некоторым ограничением могут быть применены и для косозубых колес.
Таким образом, выбор оптимальных значений х1 и х2 представляет собой сложную задачу и должен производиться с учетом многих факторов.
|
|
| Рис.1.4. |
1.2. Выбор угла наклона зубьев β.
Наличие угла наклона зубьев увеличивает несущую способность цилиндрических передач. Помимо этого преимущества косозубые передачи отличаются от прямозубых меньшими виброактивностью и шумом, которые снижаются с увеличением β. Но с ростом β увеличивается осевая составляющая силы в зацеплении. В связи с этим большие значения β = 25 - 40º используют обычно только в шевронных передачах и в раздвоенных ступенях редукторов. В остальных случаях рекомендуется принимать β = 8 - 25º.
1.3. Выбор точности зацепления
Точность зубчатых передач нормируют показателями кинематической точности, плавности работы и пятна контакта.
Кинематическая погрешность передачи представляет собой разность между действительным и номинальным углами поворота ведомого зубчатого колеса передачи. Показатели кинематической точности влияют на внешнюю динамику передачи и точность позиционирования выходного вала по отношению к входному.
Показатели плавности работы передачи определяют колебания скорости вращения, многократно повторяющиеся в течение оборота колеса и периода зацепления пары зубьев. Эти показатели связаны с погрешностями шагов и профилей зубьев, определяющими внутреннюю динамику передачи и ее виброакустические характеристики.
Показатели пятна контакта зубьев характеризуют прилегание зубьев в собранной передаче и степень концентрации удельных сил в зацеплении при работе под нагрузкой.
Для предотвращения заклинивания зубьев при рабочей температуре между боковыми сторонами зубьев шестерни и колеса предусматривают необходимый боковой зазор. Боковой зазор ограничивают при высоких требованиях к холостому ходу передачи и учитывают при определении характеристик динамических процессов при крутильных колебаниях невысокозагруженных передач.
В ГОСТ 1643-81 на цилиндрические передачи установлено 12 степеней, обозначаемых в порядке убывания точности от 1 до 12. Для степеней точности 1 и 2 допуски и предельные отклонения не регламентируются.
Допускается комбинирование степенями точности по отдельным показателям. Например, для прецизионных делительных передач при нормах кинематической точности по степени 3 применяют нормы плавности и нормы контакта по степени 4.
Виды сопряжения зубчатых колес не зависят от степени точности и обозначаются в порядке увеличения зазора буквами Н, Е, D, С, В, А. В сопряжении Н боковой зазор равен нулю. Наиболее распространенным является сопряжение В. Для реверсивных и планетарных передач рекомендуют применять сопряжения с уменьшенными зазорами (С или, даже, D).
Обозначение точности цилиндрических и конических зубчатых колес и передач состоит из трех цифр, показывающих соответственно степени кинематической точности, плавности и пятна контакта, и буквенного обозначения вида сопряжения. Например, обозначение 7-6-6-В ГОСТ 1643-81 означает, что соответствующее зубчатое колесо или передача имеет 7-ю степень точности по нормам кинематической точности и 6-ю - по нормам плавности и пятна контакта при сопряжении В. Если степени кинематической точности, плавности и пятна контакта одинаковы, то в обозначении точности зубчатого колеса или передачи оставляют одну цифру, соответствующую этой степени. Например, точность цилиндрической передачи по степени 7 с уменьшенным боковым зазором С обозначают 7-С ГОСТ 1643-81.
Нормы кинематической точности и плавности даются по нескольким показателям, например, нормы кинематической точности - по кинематической погрешности, накопленной погрешности и др., нормы плавности - по циклической погрешности и др. Те или иные показатели используют в зависимости от имеющихся измерительных средств и удобств измерений.
Выбор степени точности передачи должен производиться конструктором на основе конкретных условий работы передачи и тех требований, которые к ней предъявляются (окружной скорости, передаваемой мощности, режима работы, требований к кинематической точности, плавности и бесшумности работы, долговечности и т. д.). При выборе степеней точности на практике использовать следующие методы: расчетный, опытный, табличный [4].
Наиболее предпочтительным является расчетный метод, при котором необходимая степень точности определяется на основе кинематического расчета погрешностей всей передачи и допустимого угла рассогласования по нормам кинематической точности; расчета динамики передачи, вибраций или шумовых явлений по нормам плавности работы и в некоторых случаях по нормам кинематической точности; расчета на контактную прочность и долговечность по нормам контакта и в некоторых случаях по нормам плавности. Конкретизированные методики расчетов приводятся в отраслевых стандартах.
При опытном методе степень точности вновь проектируемой передачи принимают аналогичной степени работающей передачи, для которой имеется положительный опыт эксплуатации.
При табличном методе выбора степеней точности используют обобщенные рекомендации и таблицы, в которых содержатся примерные значения окружных скоростей для каждой степени точности и примеры использования норм точности.
При выборе степеней точности можно ориентироваться на данные табл. 1.4 (т > 1 мм) и 1.5
Области применения комбинирования норм по степеням точности должны устанавливаться отраслевыми стандартами, при этом нормы плавности работы цилиндрических колес с т < 1 мм могут быть не более, чем на одну степень точнее или грубее норм кинематической точности; нормы контакта зубьев могут назначаться на одну степень точности грубее норм плавности колес и передач. При т ≥ 1 мм нормы плавности работы зубчатых колес и передач могут быть не более чем на две степени точнее или на одну степень грубее норм кинематической точности; нормы контакта зубьев могут назначаться по любым степеням, более точным, чем нормы плавности работы зубчатых колес и передач, а также и на одну степень грубее норм плавности.
Таблица 1.4. Рекомендации по применению степеней точности и методов обработки для зубчатых колес при т > 1 мм [4].
| Степень точности | Условие работы и применение | Окружная скорость, м/с | Метод нарезания зубьев | Окончательная обработка рабочей поверхности (профилей) зубьев | |||||||||||||||||||||||||
| Прямозубые колеса | Косозубые колеса | ||||||||||||||||||||||||||||
| 3 (особо прецизионные) | Зубчатые колеса для передач с особо прецизионной согласованностью вращения * или работающих при особо высоких скоростях с наибольшей плавностью и бесшумностью**. Зубчатые колеса особо прецизионных механизмов, особо высокоскоростных передач (турбинные), измерительные колеса для контроля зубчатых колес 5, 6-й степеней точности. | Св. 40 | Св. 75 | Обкатка на особо прецизионных станках с весьма малой циклической ошибкой. | Особо тщательное шлифование и доводка. Для больших незакаленных колес после фрезерования обработка прецизионными червячными фрезами или одностороннее шевингование | ||||||||||||||||||||||||
| 4 (особо прецизионные) | Зубчатые колеса для особо прецизионных делительных механизмов* или передачи, работающие при весьма высоких скоростях и требующие наибольшей плавности и бесшумности**. Зубчатые колеса особо прецизионных делительных механизмов, высокоскоростных турбинных передач, измерительные колеса для зубчатых колес 7-й-степени точности. | Св. 35 | Св. 70 | Обкатка на прецизионных станках с очень малой циклической ошибкой. | Тщательное шлифование. Для больших зубчатых колес - фрезерование прецизионными червячными фрезами и притирка или одностороннее шевингование. | ||||||||||||||||||||||||
| 5 (прецизионные) | Зубчатые колеса для прецизионных делительных механизмов*. Работающие при высоких скоростях, требующие высокой плавности и бесшумности**. Зубчатые колеса прецизионных механизмов. Турбинных передач. Измерительные колеса для колес 8, 9-й степеней точности. | Св. 20 | Св. 40 | Обкатка на прецизионных станках с малой циклической ошибкой. | Тщательное шлифование. Для больших колес - фрезерование прецизионными червячными фрезами, далее притирка или шевингование. | ||||||||||||||||||||||||
| 6 (высокоточные) | Зубчатые колеса для плавной работы на высоких скоростях, требующие наиболее высокого КПД и бесшумности**. Зубчатые колеса делительных механизмов*. Особо ответственные зубчатые колеса - авиа-, автостроения, особо точные передачи на устройства с отсчетом. | До 15 | До 30 | Обкатка на точных станках. | Тщательное шлифование или шевингование. | ||||||||||||||||||||||||
| 7 (точные) | Зубчатые колеса при повышенных скоростях и умеренных мощностях или наоборот**. Зубчатые колеса подач в металлорежущих станках, где требуется согласованность движений*. Колеса скоростных редукторов, авиа-, автостроения, передачи на устройства с отсчетом. | До 10 | До 15 | Обкатка на точных станках. | Точным инструментом. Для сырых зубчатых колес рекомендуется, а для закаленных обязательна, отделка (шлифование, шевингование, шевинг-обкатка, притирка, хонингование). | ||||||||||||||||||||||||
| 8 (средней точности) | Зубчатые колеса общего машиностроения, не требующие особой точности. Колеса передач станков, не входящие в делительные цепи. Неответственные зубчатые колеса авиа-, автостроения. Колеса грузоподъемных механизмов. Ответственные зубчатые колеса сельскохозяйственных машин. Зубчатые колеса нормальных редукторов. | До 6 | До 10 | Обкатка или копирование инструментом, профилированным в соответствии с действительным числом зубьев колеса. | Зубья не шлифуются, при надобности отделываются или притираются. | ||||||||||||||||||||||||
| 9 (пониженной точности) | Зубчатые колеса, предназначенные для грубой работы, к который не предъявляются требования нормальной точности. Ненагруженные передачи, выполненные по конструктивным соображениям большими, чем следует из расчета. | До 2 | До 4 | Любой. | Специальных доводочных операций не требуется. | ||||||||||||||||||||||||
| Требования к шероховатости рабочей поверхности зубьев:
* - степень точности по нормам плавности paботы может быть на одну степень грубее. ** - степень точности по нормам кинематической точности может быть на одну степень грубее, если передача не многопоточная. | |||||||||||||||||||||||||||||
Таблица 1.5. Степени точности зубчатых колес, применяемых в различных изделиях [4].
| Вид изделия | Степень точности | Вид изделия | Степень точности | Вид изделия | Степень точности |
| Измерительные колеса | 3 - 6 | Автомобили: легковые грузовые | 5 - 8 7 - 9 | Прокатные станы | 6 - 9 |
| Редукторы турбин и турбомашин | 3 - 6 | Шахтные лебедки | 8 - 10 | ||
| Крановые механизмы | 7 - 12 | ||||
| Металлорежущие станки | 3 - 7 | Тракторы | 6 - 8 | Сельскохозяйственные машины | 8 - 12 |
| Железнодорожный состав (пассажирский) | 5 - 7 | Редукторы общего назначения | 6 - 8 |
1.4. Расчет геометрии цилиндрических зубчатых передач.
1. Делительное межосевое расстояние, мм
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
