4. Сборка зубчатых и червячных передач
В машиностроении применяют следующие виды передач: цилиндрические, конические и червячные. Для каждого вида передач установлено 12 степеней точности. Для каждой степени точности установлены нормы кинематической точности, плавности работы и пятна контакта. Независимо от степени точности на все передачи устанавливаются нормы бокового зазора.
Детали зубчатых передач, поступающие на сборку, должны быть изготовлены с требуемой точностью, промыты и высушены. На рабочих поверхностях зубьев тяжело нагруженных и ответственных передач должны отсутствовать заусенцы, царапины, забоины и др. дефекты.
4.1.Сборка цилиндрических зубчатых передач.
Цилиндрические передачи составляют примерно 75 – 80 % всех передач в машинах. Они характеризуются нормами кинематической точности, плавности работы, пятнами контакта и величиной гарантированного бокового зазора. Боковой зазор предназначен для компенсации возможных погрешностей, связанных с неточностью изготовления зубьев, неточностью межосевых расстояний между колесами, возможности изменения формы и размеров зубьев при нагреве, что может привести к заклиниванию передачи, а так же необходим для смазки зубьев. Одновременно боковой зазор является причиной ударов, что вызывает дополнительный износ зубьев и появление мертвого хода в передаче. Таким образом, величина зазора должна обеспечивать плавность работы колеса и наименьший мертвый ход передачи. Следовательно, верхняя граница бокового зазора определяется допустимой силой удара в момент включения и реверсирования зубчатой передачи и минимальной величиной мертвого хода.
На величину бокового зазора оказывают влияние толщина зубьев и смещение делительных окружностей зубчатых колес. Смещение делительных окружностей зубчатых колес определяется также погрешностями изготовления деталей зубчатой передачи (валов, колес, подшипников и др.).
Т
аким
образом, для обеспечения требуемого
бокового зазора в зубчатой передаче
допуски на параметры, от которых зависит
боковой зазор, назначаются в соответствии
с допуском на относительные смещение
делительных окружностей зубчатых колес.
Рассмотрим схему размерной цепи,
определяющей смещение делительных
окружностей в зубчатых колесах механизма,
где А - боковой
зазор (рис. 11).
Параллельность и отсутствие перекосов характеризуют работоспособность зубчатой передачи. Перекос в зацеплении часто бывает основной причиной обломов, сколов и выкрашивания зубьев, что снижает долговечность работы зубчатой передачи. Допустимые величины непараллельности и перекосов зубчатых передач определяются ГОСТом.
В ряде случаев в процессе сборки не получается удовлетворительного сцепления колес, что может быть вызвано какой либо ошибкой или неблагоприятным суммированием различных погрешностей, каждая из которых находится в пределах допуска. Наиболее типичными случаями, вызывающими погрешности сборки зубчатой передачи являются следующие:
недостаточный зазор по всему зубчатому венцу. Причинами такого явления могут быть:
зубья на одном или обоих колесах толще или больше, чем задано по чертежу. В этом случае зубчатая пара заменяется или отправляется на контроль толщины зубьев.
межосевое расстояние между колесами уменьшено. В этом случае производится соответствующее измерение, производят перепрессовку втулок корпуса и их правильное растачивание.
увеличенный зазор по всему зубчатому венцу. Причинами данного явления могут быть:
зубья на одном или обоих колесах тоньше, чем задано по чертежу.
межосевое расстояние увеличено, и его точность достигается аналогично предшествующему случаю.
неравномерный зазор по всему венцу. В этом случае предварительно («на глаз») определяется наихудшее положение (например, наименьший зазор). После этого зубчатые колеса расцепляются, одно из них поворачивается на 180 градусов и колеса снова вводятся в зацепление. Если в этом случае характер зацепления остается прежним, то причина погрешности кроется в первом колесе. Если вместо наименьшего зазора будет получаться наибольший зазор, то причина погрешности заключается во втором колесе, которое следует заменить. Погрешностями зацепления могут являться также неравномерной толщиной зубьев и эксцентричным расположения зубчатого венца или втулки колеса относительно его вращения. Однако точно установить причину можно путем соответствующих измерений зубчатого колеса;
зубчатое колесо перекошено и при зацеплении заметно биение торцов зубьев. Погрешность устраняется пере прессовкой зубчатого колеса на валу.
Качество зубчатой передачи характеризуется также величиной и расположением пятна контакта на боковых поверхностях зубьев. Уменьшение пятна контакта свидетельствует об увеличении нагрузки, что ведет к интенсивному износу зубьев. Смещение пятна контакта к какому-либо краю зубьев вызывает одностороннее приложение нагрузки, что увеличивает износ зубьев и ведет к их выкрашиванию. Правильность расположения пятна контакта определяется точностью изготовления зубчатых колес. Основной причиной неприлегания зубьев по длине или уменьшения пятна контакта является не параллельность и перекос осей отверстий в корпусе или в соединении «зубчатое колесо – вал». При этом перекос оказывает более значительное влияние, чем не параллельность осей. Погрешности контакта зубьев по высоте обычно являются результатом погрешностей их профилей
Рассмотрим форму и положение пятна контакта при различных схемах зацепления зубчатых колес (рис.12).
Рис. 12
а – зацепление правильное; б – межосевое расстояние увеличено; в – межосевое расстояние уменьшено; г – перекос.
Требуемая точность сборки зубчатых передач обычно достигается методами полной и неполной взаимозаменяемости. Однако, в некоторых случаях точность может достигаться на отдельных звеньях размерных цепей методами регулирования и пригонки, которые определяют точность положения и зацепления зубчатых колес. Совпадение двух торцов зубчатых колес достигается методом регулирования при использовании в качестве подвижного компенсатора одного из зубчатых колес.
Проверка величины бокового зазора производится с помощью щупа или индикаторного устройства. Собранные быстроходные зубчатые передачи подвергаются обкатке на специальных стендах для улучшения приработки поверхностей и повышения КПД передачи. Одновременно производится контроль качества сборки на нагрев и уровень шума. Резкий шум свидетельствует о погрешностях изготовления или сборки узла.