7.5. Нормы бокового зазора зубчатых колес (гост 1643-81 ограничен)

Величины гарантированного бокового зазора и различных видов сопряжений зубчатых колес устанавливаются независимо от степени точности.

Боковой зазор – расстояние между нерабочими профилями зубьев зубчатых колес, находящихся в зацеплении (рис. 61).

Величина бокового зазора зависит от толщины зуба и ширины впадины зубчатого колеса. Показателями норм бокового зазора являются: смещение исходного контура колеса – Е_Н; отклонение толщины зуба – S_C; отклонение длины общей нормали – Е_W .

Рис. 61. Боковой зазор в зацеплении

зубчатых колес

Устанавливается шесть видов сопряжений зубчатых колес в передаче (рис. 62).

Показателями, обеспечивающими гарантированный боковой зазор, являются: для зубчатых колес – длина общей нормали W и её допуск T_Wm или толщина зуба по постоянной хорде S_c и её допуск Ts_c (табл. 70, табл. 71).

Рис. 62. Виды сопряжений и величины

гарантированных боковых зазоров

Таблица 65

Гарантированный боковой зазор j_{n min}, предельные отклонения межосевого расстояния fa для m>1 мм

Обозначение отклонения	Вид сопряжения	Межосевое расстояние, мм
		Св. 50 до 80	Св. 80 до 125	Св. 125 до 180	Св. 180 до 250	Св. 250 до 315	Св. 315 до 400	Св. 400 до 500	Св. 500 до 630
jn min	H	0	0	0	0	0	0	0	0
	E	30	35	40	46	52	57	63	70
	D	46	54	63	72	81	89	97	110
	C	74	87	100	115	130	140	155	175
	B	120	140	160	185	210	230	250	280
	A	190	220	250	290	320	260	400	440
fa	H, E	15	18	20	23	25	28	32	35
	D	23	27	32	26	40	45	58	55
	C	37	43	50	58	65	70	78	88
	B	60	70	80	92	105	115	125	140
	A	95	110	125	145	160	180	200	220

Таблица 66

Значения длины общей нормали W для прямозубых

и косозубых колес при m = 1 мм, а = 20° и х = 0, мм

Прямозубые колеса
z	zn	W1	z	zn	W1	z	zn	W1
8	2	4,54024	47	6	16,89496	86	10	29,24968
9	2	4,55424	48	6	16,90896	87	10	29,26368
10	2	4,56825	49	6	16,92297	88	10	29,27769
11	2	4,58225	50	6	16,93697	89	10	29,29169
12	2	4,59626	51	6	16,95098	90	10	29,30570
13	2	4,61026	52	6	16,96498	91	11	32,27183
14	2	4,62427	53	6	16,97899	92	11	32,28584
15	2	4,63827	54	6	16,99299	93	11	32,29984
16	2	4,65228	55	7	19,95813	94	11	32,31385
17	2	4,66628	56	7	19,97313	95	11	32,32785
18	2	4,68029	57	7	19,98713	96	11	32,34186
19	3	7,64642	58	7	20,00114	97	11	32,35586
20	3	7,66043	59	7	20,01615	93	11	32,36987
21	3	7,67443	60	7	20,02915	99	11	32,38387
22	3	7,68844	61	7	20,04316	100	12	35,35001
23	3	7,70244	62	7	20,05716	101	12	35,36407
24	3	7,71645	63	7	20,07117	102	12	35,37808
25	3	7,73045	64	8	23,03730	103	12	35,39208
26	3	7,74446	65	8	23,05131	104	12	35,40609
27	3	7,75846	66	8	23,06531	105	12	35,42009
28	4	10,72460	67	8	23,07932	106	12	35,43410
29	4	10,73860	68	8	23,09333	107	12	35,44810
30	4	10,75261	69	8	23,10733	108	13	38,41424
31	4	10,76661	70	8	23,12134	109	13	38.42825
32	4	10,78062	71	8	23,13534	110	13	38,44225
33	4	10,79462	72	8	23,14935	111	13	38,45626
34	4	10,83863	73	9	26,11548	112	13	38,47026
35	4	10,82264	74	9	26,12949	113	13	38,48427
36	4	10,83664	75	8	26,14349	114	13	38,49827
37	5	13,80278	76	9	26 15750	115	13	38,51228
38	5	13,81678	77	9	26,17150	116	13	38,52629
39	5	13,83079	78	9	26,18551	117	14	41,49242
40	5	13,84479	79	9	26,19951	118	14	41,50643
41	5	13,85880	80	9	26,21352	119	14	41,52043
42	5	13,87280	81	9	26,22752	120	14	41,53444
43	5	13,88681	82	10	29,19366	121	14	41,54844
44	5	13,90081	83	10	29,20766	122	14	41,56245
45	5	13,91482	84	10	29,22167	123	14	41,57646
46	6	16,88095	85	10	29,23567	124	14	41,59046
						125	14	41 60447
Примечания: 1. Правило пользования таблицей значения длины общей нормали W для колес с т ≠ 1 мм определяются умножением значения W1 данных в таблице, на величину модуля т, W = W1 m; 2. Для корригированных колес длина общей нормали Wкор = W + 2хт sin α, при α = 20° Wкор = W + 0,684 хт.

Показателями, обеспечивающими гарантированный боковой зазор, являются: для колес – наименьшее смещение исходного контура или наименьшее отклонение длины общей нормали

E_Wme= E_WmeI+ E_WmeII

Значение E_WmeI выбирается по табл. 7, E_WmeII – по табл. 68.

Стандартом установленные допуски на смещение исходного контура T_H (табл. 70) и на среднюю длину общей нормали T_Wm (табл. 69) и допуск на толщину зуба T_sc (табл. 71), а также предельные отклонения измерительного межосевого расстояния f_a (табл. 65).

Общий боковой зазор должен состоять из гарантированного бокового зазора ј_{n min} (табл. 65) и зазора, компенсирующего погрешности изготовления зубчатых колес и монтажа передачи, уменьшающих боковой зазор.

Таблица 67

Верхнее отклонение длины общей нормали (E_Wme– I слагаемое)

Слагаемое I (см. примечания к табл. 68)
Модуль т, мм	Вид сопряжения зубьев	Ст. точности по нормам плавности	Диаметр делительной окружности зубчатого колеса, мм
			До 12	Св. 12 до 20	Св. 20 до 32	Св. 32 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 125	Св. 125 до 180	Св. 180 до 250	Св. 250 до 315	Св. 315 до 400	Св. 400 до 500	Св. 500 до 630	Св. 630 до 800
			Наименьшее отклонение EWme (слагаемое I), мкм
т  1	H	5,6	8	8	8	8	8	10	11	12	14	15	17	19	22
		7	9	9	9	9	9	11	12	14	15	17	19	22	25
	Е	5,6	20	20	20	20	20	24	27	32	36	40	43	48	55
		7	24	24	24	24	24	27	30	34	38	43	48	55	60
	D	5,6	32	32	32	32	32	36	42	48	55	60	65	75	85
		7	34	34	34	34	34	40	48	55	60	70	75	80	95
		8	38	38	38	38	38	45	52	60	70	75	80	90	105
	С	5,6	50	50	50	50	50	60	70	80	90	95	105	120	140
		7	55	55	55	55	55	65	75	85	95	100	110	130	150
		8	60	60	60	60	60	70	80	95	110	120	130	140	160
		9	70	70	70	70	70	75	90	105	120	125	140	150	180
	В	5,6	80	80	80	80	80	95	110	125	140	160	170	190	220
		7	90	90	90	90	90	105	120	140	160	170	180	200	240
		8	95	95	95	95	95	120	130	150	170	190	200	220	260
		9	110	110	110	110	110	125	140	160	190	200	220	250	280
		10	120	120	120	120	120	130	150	180	200	220	240	260	300
	А	5,6	130	130	130	130	130	150	170	200	220	240	260	300	340
		7	140	140	140	140	140	160	190	220	240	260	300	340	360
		8	150	150	150	150	150	180	200	240	260	280	320	360	400
		9	170	170	170	170	170	190	220	250	280	320	360	400	450
		10	180	180	180	180	180	200	240	280	300	360	400	450	500

Таблица 68

Верхнее отклонение длины общей нормали (E_Wme– II слагаемое)

Слагаемое II (см. примечания)
Модуль т, мм	Допуски на радиальное биение зубчатого венца Fr , мкм
	До 6	Св. 6 до 8	Св. 8 до 10	Св. 10 до 12	Св. 12 до 16	Св. 16 до 20	Св. 20 до 25	Св. 25 до 32	Св. 32 до 40	Св. 40 до 50	Св. 50 до 60		Св. 60 до 80	Св. 80 до 100	Св. 100 до 125	Св. 125 до 160	Св. 160 до 200
	Наименьшие отклонения EWme (слагаемое II), мкм
тn < 1	1	2	2	3	3	4	5	7	9	11	13		17	21	27	36	36
т  1	2	2	2	3	3	4	5	7	9	11	14		17	21	26	34	42
Примечания: 1. Наименьшее отклонение средней длины общей нормали для зубчатого колеса с внешними зубьями (–EWme) и для колеса с внутренними зубьями +EWmi(|EWme|=|EWmi|) – наименьшее предписанное отклонение средней длины нормали, осуществляемое в целях обеспечения в передаче гарантированного бокового зазора. Средняя длина общей нормали Wm – средняя арифметическая из всех действительных длин Wm = , где z – число измерений; 2. Значение Fr по табл.62; 63. Для определения наименьшей длины общей нормали EWme(EWmi) необходимо к слагаемому I прибавить слагаемое II. Пример пользования таблицей: Зубчатое колесо 8–В ГОСТ 1643-81 с диаметром делительной окружности d = 75 мм и модулем т = 3 мм. Слагаемое I равно 95 мкм (для вида сопряжения зубьев В при d = 75 мм); слагаемое II равно 11 мкм (при Fr = 50 мкм табл.62 8-й степени точности и d = 75 мм). Следовательно, EWme = 95+11= 106 мкм.												Действительные длины общей нормали

Величина наибольшего бокового зазора не может превышать значения, получаемого при наиболее неблагоприятном сочетании отклонений составляющих размеров (допуска межосевого расстояния и смещения исходных контуров при нарезании обеих колес)

ј_{n mах}= ј_{n min}+(, мкм (7.5.2)

где ј_{n min} – минимальный боковой зазор (см. табл. 65);

, – допуски на смещение исходного контура шестерни и колеса (табл. 70);

f_a – допуск на межосевое расстояние передачи (см. табл. 65).

Таблица 69

Допуски на среднюю длину общей нормали T_Wm (по ГОСТ 1643-81)

Вид сопряжения зубьев	Допуски на радиальное биение зубчатого венца Fr, мкм
	До 6	Св. 6 до 8	Св. 8 до 10	Св. 10 до 12	Св. 12 до 16	Св. 16 до 20	Св. 20 до 25	Св. 25 до 32	Св. 32 до 40	Св. 40 до 50	Св. 50 до 60	Св. 60 до 80	Св. 80 до 100	Св. 100 до 125	Св. 125 до 160	Св. 160 до 200
	Допуски TWm, мкм
Модуль тп  1 мм
Н, E	15	15	16	17	18	19	20	22	24	26	28	32	38	45	53	63
D	20	20	21	22	24	26	28	30	34	38	42	50	60	70	85	100
С	24	24	26	28	30	34	38	42	48	56	63	75	90	105	120	150
В	34	34	36	38	40	45	50	56	63	70	85	100	120	140	170	210
А	45	45	48	50	53	56	63	71	85	100	120	140	160	190	240	300
Примечание. Допуски на радиальное биение зубчатого венца Fr по табл. 2.

Таблица 70

Допуски на смещение исходного контура T_H (по ГОСТ 1643-81)

Вид сопряжения зубьев	Допуски на радиальное биение зубчатого венца Fr, мкм
	До 8	Св. 8 до 10	Св. 10 до 12	Св. 12 до 16	Св. 16 до 20	Св. 20 до 25	Св. 25 до 32	Св. 32 до 40	Св. 40 до 50	Св. 50 до 60	Св. 60 до 80	Св. 80 до 100	Св. 100 до 125	Св. 125 до 160	Св. 160 до 200
	Допуски TH, мкм
Модуль тп  1 мм
Н, E	28	30	32	36	40	45	52	60	70	80	95	120	140	170	220
D	34	38	40	45	50	55	65	75	90	100	125	150	180	220	280
С	42	45	50	55	63	70	80	95	110	130	160	200	220	280	360
В	55	60	65	70	80	90	105	120	140	160	200	240	280	360	420
А	70	75	80	90	100	110	130	150	180	200	250	300	360	450	560
Примечания: 1. Допуски на радиальное биение зубчатого венца Fr по табл. 2. 2. Если принятый вид допуска бокового зазора не соответствует виду сопряжения (например, вид сопряжения зубьев В; а вид допуска бокового зазора по А, то допуски TH выбираются в зависимости от вида допуска бокового зазора, то есть по А).

Величина бокового зазора зависит от точности выполнения толщины зуба зубчатых колес. Толщину зуба измеряют по постоянной хорде. Постоянная хорда – это расстояние между двумя разноименными профилями зубьев, полученное при измерении по нормали к касательным разноименных профилей. Нормаль является касательной к делительному цилиндру.

Таблица 71

Размеры зуба по постоянной хорде для некоррелированных колес при α = 20

и коэффициенте смещения x = 0

					при α = 20
Модуль нормальный тn, мм	Постоянная хорда sc		Высота до постоянной хорды hc	Модуль нормальный тn, мм		Постоянная хорда Sc	Высота до постоянной хорды hс
0,4	0,55		0,299	(3,25)		4,508	2,430
0,5	0,694		0,374	3,5		4,855	2,617
0,6	0,832		0,449	(3,75)		5,201	2,803
0,7	0,971		0,523			5,548	2,990
0,8	1,110		0,598	(4,25)		5,895	3,177
1	1,387		0,748	4,5		6,242	3,364
1,25	1,734		0,934	5		6,935	3,738
1,5	2,081		1,121	5,5		7,629	4,112
1,75	2,427		1,308	6		8,322	4,485
2	2,774		1,495	(6,5)		9,016	4,859
2,25	3,121		1,682			9,709	5,233
2,5	3,468		1,869	8		11,096	5,981
2,75	3,814		2,056	9		12,483	6,728
3	4,161		2,243	10		13,870	7,476
Примечание. Для корригированных колес внешнего зацепления толщина зуба определяется по формуле sс + xmn sin 2α; высота до постоянной хорды – hc= xmn sin^2 α где sc и hc – значения из таблицы, х –* коэффициент смещения, α – угол профиля зуба.

Таблица 72

Допуски на толщину зуба Тs_с для цилиндрических зубчатых передач с m > 1 мм

Допуск на радиальное биение зубчатого венца Fr, мкм	Вид сопряжения зубьев
	Н, Е	D	С	В	А
	Вид допуска бокового зазора
	h, e	d	c	b	a
	Допуски Тsc, мкм
До 8	21	25	30	40	52
Св. 8 » 10	22	28	34	45	55
» 10 » 12	24	30	36	48	60
» 12 » 16	26	32	40	52	65
» 16 » 20	28	36	45	58	75
» 20 » 25	32	42	52	65	85
» 25 » 32	38	48	60	75	95
» 32 » 40	42	55	70	85	110
» 40 » 50	50	65	80	100	130
» 50 » 60	60	75	95	120	150
» 60 » 80	70	90	110	130	180
» 80 » 100	90	110	140	170	220
» 100 » 125	110	130	170	200	260
» 125 » 160	130	160	200	250	320
» 160 » 200	160	200	260	320	400
Примечания: 1. Допуск Тsс направлен в тело зуба. 2 Допуски на радиальное биение зубчатого венца Fr по табл. 62.

Таблица 63

Наименьшие отклонения толщины зуба E_се (E_сi) для цилиндрических

зубчатых колес с т > 1 мм (по ГОСТ 1643 – 81)

Вид сопряжения зубьев	Степень точности по нормам плавности	Диаметр делительной окружности зубчатого колеса, мм
		До 80	Св. 80 до 125	Св. 125 до 180	Св. 180 до 250	Св. 250 до 315	Св. 315 до 400	Св. 400 до 500	Св. 500 до 630	Св 630 до 800
		Отклонения Eсе (Eсi), мкм
H	5,6	9	10	12	13	15	17	18	20	22
	7	10	11	13	14	16	18	20	24	26
Е	5,6	22	25	30	34	38	42	45	50	60
	7	25	30	32	36	40	45	50	60	67
D	5,6	34	40	45	58	60	65	70	80	90
	7	38	45	50	60	65	70	80	90	100
	8	40	48	55	63	70	80	90	95	110

Окончание табл. 63

Вид сопряжения зубьев	Степень точности по нормам плавности	Диаметр делительной окружности зубчатого колеса, мм
		До 80	Св. 80 до 125	Св. 125 до 180	Св. 180 до 250	Св. 250 до 315	Св. 315 до 400	Св. 400 до 500	Св. 500 до 630	Св 630 до 800
		Отклонения Eсе (Eсi), мкм
С	5,6	55	63	75	85	95	100	110	130	150
	7	60	70	80	90	100	110	125	140	160
	8	65	75	85	100	120	125	140	150	180
	9	70	80	95	110	125	130	150	160	190
В	5,6	90	100	110	130	150	170	180	200	220
	7	95	110	125	150	170	180	200	220	260
	8	100	125	140	160	180	200	220	250	280
	9	120	130	150	170	200	220	240	260	300
	10	130	140	160	190	220	240	260	300	340
А	5,6	140	160	180	200	220	260	300	320	360
	7	150	170	200	240	260	300	320	360	400
	8	160	190	220	250	280	320	360	380	450
	9	180	200	240	260	300	360	380	450	500
	10	190	220	250	300	340	380	450	500	560
Примечание. Наименьшее отклонение толщины зуба Eсе (Eсi) наименьшее предписанное уменьшение постоянной хорды (см рис. к табл. 71), осуществляемое в целях обеспечения в пределах гарантированного зазора.

Таблица 74

Допуски на торцовое биение базового торца F_T

цилиндрических зубчатых колес с т > 1 мм

Степень по нормам полноты контакта зубьев	Ширина зубчатого колеса, мм
	До 40	Св. 40 до 100	Св. 100 до 160	Св. 160 до 250	Св. 250 до 400	Св. 400 до 630
	Допуски FT, мкм при d = 100 мм
4	12	6	4	3	2,2	1,7
5	16	8	5,1	4	2,9	2,2
6	20	10	6,4	5	3,8	2,8
7	24	12	8	6	4,6	3,4
8	40	20	12,8	10	7,1	5,5
9	64	32	20	16	12	9
10	100	50	32	25	19,2	14
Примечания: 1. Значения в таблице получены по формуле FT = , где F – допуск на погрешность направления зуба, b – ширина зубчатого колеса или полушеврона. 2 Допуск на торцовое биение заготовки определяют умножением значения, взятого из таблицы, на величину , где d – делительный диаметр, мм. Например, при d = 200мм и ширине зубчатого колеса 50 мм для 7-й степени точности по нормам контакта FT = = 24 мкм.

Чтобы обеспечить качество передачи в соответствии с требованиями стандарта, нет необходимости контролировать все показатели, так как они связаны и взаимозаменяемы. Назначение показателей выполняют в соответствии с методом контроля, а они не равноценны по трудоемкости, квалификации к стоимости приборов. Поэтому при выборе показателей необходимо сочетать эксплуатационные требования с экономической целесообразностью. Параметры, которые выявляют наиболее полно эксплуатационные свойства передачи, требуют больших затрат на контроль. Поэтому такие параметры назначаются только для точных передач (до 6-й степени).

В данном примере (см. рис. 4) зубчатое колесо предназначено для скоростной передачи (нормы плавности, точнее норм кинематики), средней точности (7-я степени), вид производства – крупносерийный, габариты известны.

Для данных габаритов колеса и крупносерийного или массового производства выбирают два прибора для контроля: межцентромер и нормалемер.

При выборе параметров контроля необходимо использовать показатели ГОСТ 1643-81, характеризующие кинематическую точность, плавность работы, контакт зубьев и боковой зазор ј_{n min}= 160 мкм. По нормам кинематической точности для 8-й степени определяют из ГОСТ 1643-81 табл. 62:

– допуск на колебание измерительного межосевого расстояния за оборот зубчатого колеса = 90 мкм;

– допуск на колебание длины общей нормали W = 100 мкм. По 7-й степени точности определяют показатель плавности работы колеса, табл. 63 ГОСТ 1643-81: допуск на колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе = 24 мкм.

По 7-й степени находят показатель норм контакта зубьев в передаче, табл. 64 ГОСТ 1643-81: суммарное пятно контакта по длине зуба не менее 60%, по высоте не менее 45%.

В данном примере точность зубчатого колеса 8-7-7-B – по ГОСТ 1643-81. Сопряжение вида B гарантирует величину бокового зазора, при котором исключается возможность заклинивания стальной или чугунной передачи от нагрева при разности температур колес и корпуса в 25°С.

Показателем, обеспечивающим гарантированный боковой зазор, является среднее значение длины общей нормали с предельными отклонениями.

Номинальный размер длины общей нормали определяется по табл. 6 или по формуле

W_m = [1,476 (2n – 1) + z·0,01387]m, (7.5.3)

где n – число зубьев, захватываемых губками нормалемера (целое число).

n = 0,11 z + 0,5 (7.5.4)

Длина общей нормали W_m = 60,087, мм.

По ГОСТ 1643-81 табл. 67 наименьшее отклонение средней длины общей нормали (первое слагаемое) Е_Wms= 120, мкм; наименьшее отклонение средней длины общей нормали (второе слагаемое) Е_Wms= 17, мкм (табл. 68), так как для этого зубчатого колеса радиальное биение F_r = 63, мкм (табл. 62).

Таким образом, Е_Wms= 120 + 17 = 137, мкм.

По ГОСТ 1643-81 допуск на среднюю длину общей нормали Т_Wm= 100, мкм (табл. 69).

Наибольшее отклонение средней длины общей нормали:

Е_Wmi =Е_Wms+ Т_Wm= 137+100 = 237 мкм.

Показатель бокового зазора

= 60,087.

Поскольку отклонения базовых поверхностей зубчатых колес оказывают большое влияние на точность обработки и контроля зубчатых колес, то при разработке рабочих чертежей изделий или технологических процессов обработки и контроля их должны быть установлены требования к базовым поверхностям заготовок: к отверстию, базовому торцу и наружному цилиндру зубчатого колеса, используемому в некоторых случаях для выверки заготовки на зуборезном станке и для контроля размеров зуба.

В данном примере наружный диаметр заготовки не используется в качестве базовой поверхности при установке зубчатого колеса на зубообрабатывающем станке и при контроле толщины зубьев, поэтому диаметр может считаться свободным размером, поле допуска h14.

Допуск па биение окружности вершин зубьев принимается равным 0,1m. Отклонение перпендикулярности базового торца заготовки к рабочей оси зубчатого колеса приводит к неточности обработки зубчатых колес, которые в наибольшей мере отражаются на отклонении направления зубьев. Поэтому величина допустимого торцового биения базового торца заготовки должна быть установлена на основе допусков на отклонение направления зуба F_.

Допуск торцевого биения заготовки зубчатого колеса

F_Т = 0,5F_ , (7.5.5)

где b – ширина зубчатого венца;

d – делительный диаметр колеса;

F_ – отклонение направления зуба колеса.

Ширина зубчатого венца b=32 мм. Делительный диаметр d= mz = 360 = 180 мм.

По табл. 64 ГОСТ 1643-81 допуск на погрешность направления зуба F_ = 0,016 мм. Допуск торцового биения F_Т =0,5··0,016 = 0,045 мм или выбрать величину торцевого биения F_Т по табл. 73.

Все дачные наносятся на чертеж зубчатого колеса, выполненного в соответствии с ГОСТ 2403-75.