Контакт зубьев в передаче

Для повышения долговечности зубчатых передач и износостойкости необходимо стремиться к увеличению площади контакта между боковыми поверхностями зубьев колес, так как это приводит к снижению контактных напряжений.

Мгновенное пятно контакта — часть активной боковой поверхности зуба колеса передачи, на которой располагаются следы его прилегания к зубьям шестерни, покрытым краской, после поворота колеса собранной передачи на полный оборот при легком торможении, обеспечивающем непрерывное контактирование зубьев обоих зубчатых колес.

Суммарное пятно контакта — часть активной боковой поверхности зуба зубчатого колеса, на которой располагаются следы прилегания зубьев парного зубчатого колеса в собранной передаче после вращения под загрузкой, устанавливаемой конструктором (рис. 5.128).

Пятно контакта определяется относительными размерами (в %):

— по длине зуба — отношение расстояния, а между крайними точками следов прилегания за вычетом разрывов с, превосходящих величину модуля, мм, к длине зуба Ь, т. е.

Рис. 5.128. Суммарное пятно контакта.

— по высоте зуба — отношение средней (по всей длине зуба) высоты следов прилегания Ит к высоте зуба соответствующей активной боковой поверхности Ир, т. е.

Рис. 5.123. Циклическая погрешность передачи.

1 — кривая кинематической погрешности передачи; 2 — гармонические составляющие кинематической погрешности передачи при разных значениях частоты к.

Рис. 5.124. Циклическая погрешность колеса.

1 — кривая кинематической погрешности зубчатого колеса; 2 — гармонические составляющие кинематической погрешности зубчатого колеса при разных значениях частоты к; III амплитуда Допускается несимметричное расположение поля допуска на шаг зацепления, а взамен отклонения шага/№ применять разность любых шагов /уРа.

Разность шагов /Лг — разность между двумя отклонениями шагов в любых участках зубчатого колеса.

В колесах, получаемых методом обката, отклонение шага зацепления зависит главным образом от погрешности шага нарезающего инструмента, которая переносится на обрабатываемое колесо. Незначительное влияние оказывает точность делительной цепи станка. При отсутствии отклонений шага зацепления к моменту выхода из зацепления одной пары зубьев в контакт уже войдет следующая пара зубьев. Передача работает плавно. При наличии отклонений /№г вход следующей пары зубьев в контакт сопровождается ударами, что приводит к повышению шума, увеличению неравномерности нагрузки зубьев, снижению долговечности передачи.

Погрешность профиля зуба /Гг — расстояние по нормали между двумя ближайшими друг к другу номинальными торцовыми профилями зуба, между которыми размешается действительный торцовый активный профиль зуба зубчатого колеса (рис. 5.127).

Под действительным торцовым профилем зуба понимается линия пересечения действительной боковой поверхности зуба зубчатого колеса в плоскости, перпендикулярной его рабочей оси.

Погрешность профиля вызывает дополнительные динамические нагрузки, уменьшает поверхность контакта, а также вызывает неравномерность вращения колес.

Рис. 5.126. Отклонение шага зацепления: 1- номинальный шаг зацепления: 2 — действительный профиль зуба; 3 — номинальный профиль зуба; 4 — действительный шаг зацепления.

Рис. 5.127. Погрешность профиля зуба:

1 — действительный торцовый активный профиль зуба; 2 — номинальные торцовые профили зуба;

Рис. 5.125. Местная кинематическая погрешность зубчатого колеса:

1 — кривая кинематической погрешности зубчатого колеса; 2 — один оборот зубчатого колеса Местная кинематическая погрешность зубчатого колеса ft’r — наибольшая разность между местными соседними экстремальными (минимальными и максимальными) значениями кинематической погрешности зубчатого колеса в пределах его оборота (рис. 5.125).

Чтобы ограничить наибольшую местную кинематическую погрешность зубчатого колеса /у, установлен допуск //, величина которого равна сумме допустимой погрешности шага Д и допуска на погрешность профиля ff.

Отклонение шага/^ - дискретное значение кинематической погрешности зубчатого колеса при его повороте на один номинальный угловой шаг.

где <�р — действительный торцовый шаг.

Установлены верхнее +/п и нижнее -/п предельные отклонения шага (торцового), верхнее +/пн нижнее -/п предельные отклонения шага зацепления (основного), а также допуск на погрешность профиля зубьев /г Отклонение шага зацепления — это разность между действительным и номинальным шагами зацепления (рис. 5.126).

Под действительным шагом зацепления понимается кратчайшее расстояние между двумя параллельными плоскостями, касательными к двум одноименным активным боковым поверхностям соседних зубьев зубчатого колеса.

Предельные отклонения шагов зацепления определяют по формуле:

К снижению пятна контакта приводят погрешности установки заготовки на станке (торцовое биение), неточность станка (отклонение от параллельности направления хода фрезерного суппорта оси вращения стола и его перекосом), погрешности монтажа.

Увеличение пятна контакта достигается притиркой и приработкой сопряженных колес.

На полноту контакта влияют погрешности формы зубьев и погрешности их взаимного расположения в передаче.

Отклонение осевых шагов по нормали — разность между действительным осевым расстоянием зубьев и суммой соответствующего числа номинальных осевых шагов, умноженная на синус утла наклона делительной линии зуба Д т. е. /" Ат. = д:$ш/7(рис. 5.129), где х — величина, равная отклонению г7^ осевых шагов по нормали. Под действительным осевым расстоянием зубьев понимается расстояние между одноименными линиями зубьев косозубого зубчатого колеса по прямой, параллельной рабочей оси.

Рис. 5.129. Отклонение осевых шагов по нормали.

Отклонения осевых шагов по нормали ограничены верхним +/ГЛ" и нижним — предельными отклонениями.

Отклонение влияет на кинематическую точность и плавность работы передачи, так как зуб по длине располагается на значительном угле поворота зубчатого колеса.

Суммарная погрешность контактной линии — это расстояние по нормали между двумя ближайшими друг к другу номинальными контактными линиями, условно наложенными на плоскость (поверхность) зацепления, между которыми размешается действительная контактная линия на активной боковой поверхности (рис. 5.130).

Допуск на суммарную погрешность контактной линии Рк для заданного модуля зуба зависит от ширины колеса (длины контакт;

Рис. 5.130. Суммарная погрешность контактной линии.

Рис. 5.131. Погрешность направления зуба Рр:

1 — действительная целительная линия зуба; 2 — номинальные делительные линии зуба; 3 — ширина зубчатого венца; 4 — рабочая ось зубчатого колеса ной линии) и коэффициента перекрытия е0. Отклонение влияет на продольный, а — на высотный контакт зубьев.

Погрешность направлении зуба — это расстояние между двумя ближайшими друг к другу номинальными делительными линиями зуба в торцовом сечении, между которыми размешается действительная делительная линия зуба, соответствующая рабочей ширине зубчатого венца или полушеврона (рис. 5.131). Под действительной делительной линией зуба понимается линия пересечения действительной боковой поверхности зуба зубчатого колеса делительным цилиндром, ось которого совпадает с рабочей осью. Погрешность направления зуба ограничивается допуском на направление зуба У7^ Бочкообразный зуб улучшает распределение нагрузки вдоль зуба и уменьшает влияние этой погрешности на работу передачи.

Отклонение от параллельности осей/ - отклонение от параллельности проекций рабочих осей зубчатых колес в передаче на плоскость, в которой лежит одна из осей и точка второй оси в средней плоскости передачи. Определяется в торцовой плоскости в линейных единицах на длине, равной рабочей ширине зубчатого венца или ширине полушеврона (рис. 5.132). Под средней плоскостью передачи понимается плоскость, проходящая через середину рабочей ширины зубчатого венца или для шевронной передачи через середину расстояния между внешними торцами, ограничивающими рабочую ширину полушеврона.

Перекос осей/>г — отклонение от параллельности проекции рабочих осей зубчатых колес в передаче на плоскость, параллельную одной из осей и перпендикулярную плоскости, в которой лежит эта ось, и точка пересечения второй оси со средней плоскостью переда.

Рис. 5.132. Отклонение от параллельности осей/яу чи. Определяется в торцовой плоскости в линейных единицах на длине, равной рабочей ширине зубчатого венца или ширине полушеврона.

Отклонение от параллельности и перекос осей характеризуют точность монтажа передач с нерегулируемым расположением осей и ограничиваются допусками, обозначаемыми соответственно и / Точность монтажа передачи определяется также отклонением межосевого расстояния.

Отклонение межосевого расстоянияразность между действительным и номинальным межосевым расстояниями в средней торцовой плоскости передачи. Установлены предельные отклонения межосевого расстояния: верхнее +/, и нижнее -/а.

При соответствии суммарного или мгновенного пятна контакта требованиям стандарта контроль по другим показателям, определяющим контакт зубьев в передаче, можно не контролировать.