Допуски і посадки шліцьових з'єднань з евольвентним профілем зубів

Номінальні розміри шліцьових з'єднань з евольвентним профілем (рис. 11.2), номінальні розміри по роликах (рис. 2.28) і довжини загальної нормалі для окремих вимірювань шліцьових валів і втулок повинні відповідати ГОСТу 6033 - 80 *.

Допуски і посадки шліцьових з'єднань встановлені ГОСТом 6033 - 80 * за трьома видами центрування: по бічних поверхнях зубів, зовнішньому діаметру і по внутрішньому діаметру.

Для шліцьових евольвентних з'єднань створена принципово нова система в рамках міжнародних норм взаємозамінності.

Для нормування точності виготовлення ширини западини втулки і товщини зуба вала встановлені два види допусків: власне ширини западини втулки і товщини зуба вала, що позначаються відповідно Ті й Тs, і сумарний допуск Т, що включає відхилення власне ширини западини (товщини зуба) і відхилення форми і розташування елементів профілю западини (зуба). Розташування полів допусків власне ширини западини (товщини зуба) і поле допуску для відхилення форми і розташування елементів профілю і посадки приведені на рис. 2.29 Числові значення номінальних розмірів по роликах, довжин загальної нормалі і допусків на ці параметри, а також допусків Ті, Тs і Т дані в Гості 6033 - 80 *.

Допуски на зовнішній і внутрішній діаметри (центрируючі і нецентруючі) виконуються за ГОСТом 25347 - 82 *.

Поля допусків нецентруючих діаметрів повинні відповідати вказанним в Гості 6033 - 80 *.

Умовні позначення шліцьових евольвентних сполук, валів і втулок містять: номінальний діаметр з'єднання D, модуль m, позначення посадки з'єднання (полів допусків втулки і валу), що поміщається після розмірів центруючих елементів, номер стандарту.

Рисуонок 2.28 -. Евольвентні шліцьові з'єднання: а - вихідний контур при центруванні по зовнішньому діаметру; б - центрування по зовнішньому діаметру; в - центрування по бічних поверхнях зубів; г - центрування по внутрішньому діаметру

Рисунок 2.29 - Поля допусків по ширині западини "е" і товщині зуба "s"

Приклади позначень евольвентних з'єднань:

1) D = 50 мм, m = 2 мм з центруванням по бічних сторонах зубів, з посадкою по бічних поверхнях зубів 9H / 9g: сполуки 50 ´ 2 ´ 9Н/9g ГОСТ 6033 – 80*;втулки 50 ´ 2 ´ 9Н ГОСТ 6033 – 80*;вала 50 ´ 2 ´ 9g ГОСТ 6033 – 80*.

2) D = 50 мм, m = 2 мм с центруванням по зовнішньому діаметру, з посадками по діаметру центрування H7 / g6 і по нецентрірующім бічних поверхнях зубів 9H / 9g: сполуки 50 ´ 7H/6g ´ 2 ´ 9H/9g ГОСТ 6033 – 80*;втулки 50 ´ 7Н ´ 2 ´ 9H ГОСТ 6033 – 80*; вала 50 ´ 6g ´ 2 ´ 9g ГОСТ 6033 – 80*.

3) D = 50 мм, m = 2 мм з центруванням по внутрішньому діаметру (i), з посадками по діаметру центрування H7 / g6 і по нецентрірующім бічних поверхнях зубів 9H / 9h: сполуки i 50 ´ 2 ´ 7H/6g ´ 9H/9h ГОСТ 6033 – 80*;втулки i 50 ´ 2 ´ 7Н ´ 9H ГОСТ 6033 – 80*; вала i 50 ´ 2 ´ 6g ´ 9h ГОСТ 6033 – 80*.

Взаємозамінність, методи і засоби контролю зубчастих і черв’ячних передач

Загальні положення

Точність значною мірою визначає працездатність зубчастих і черв'ячних передач, так як їх похибки викликають додаткові динамічні навантаження, нерівномірність обертання, вібрації, шум, концентрацію навантажень по довжині контактних ліній і інші дефекти. Існуючі системи допусків для зубчастих і черв'ячних передач обмежують похибки виготовлення з метою отримання працездатних механізмів. Працездатність передач з урахуванням умов їх роботи можна забезпечити, знаючи, які основні експлуатаційні показники визначають точність передач. Це завдання полегшується тим, що за умовами роботи всі зубчасті та черв'ячні передачі можна поділити на декілька груп, кожна з яких характеризується своїм основним показником точності. Так, для відлікових передач основною точносною вимогою є кінематична точність; для високошвидкісних - плавність роботи; для важконавантажених тихохідних - повнота контактних зубів; для реверсивних (особливо відлікових) - обмеження величини і коливання бічного зазору.

З урахуванням умов експлуатації в стандартах на допуски для зубчастих і червячних передач встановлені норми точності: кінематичної, плавності роботи і контакту зубів.

За точністю виготовлення всі зубчасті колеса і передачі розділені на 12 ступенів (від 1-й найбільш точною до 12-ї найбільш грубої). Для деяких ступенів числові значення допусків і відхилень поки не передбачені. Ці ступені точності залишені для майбутнього розвитку. До таких ступенів точності відносяться: для циліндричних передач - 1 і 2; для конічних - 1 - 3; для чер-вячних - 1 і 2 при m <1 мм.

Незалежно від норм і ступенів точності в стандартах передбачені необхідні види сполучень зубів, що відрізняються найменшими бічними зазорамі, і види допусків на бічній зазор.

Для евольвентних циліндричних зубчастих передач розроблений ГОСТ 1643 - 81, який поширюється на евольвентні циліндричні зубчасті колеса і зубчасті передачі зовнішнього і внутрішнього зачеплення з прямозубими, косозубими і шевронними зубчастими колесами з діаметром ділильного кола до 6300 мм, модулем зубів від 1 до 55 мм , шириною зубчастого вінця або полушеврона до 1250 мм.

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)