Принципы нормирования точности зубчатых колес и передач

Нормирование точности цилиндрических зубчатых колес и передач

Принципы нормирования точности зубчатых колес и передач

При нормировании точностных требований к зубчатым колесам необходимо учитывать их служебное назначение – передачу движения с одного вала на другой при сложной геометрической форме контактной поверхности (эвольвенте). Дополнительно в нормировании точности зубчатых передач должно учитываться требования к характеристикам передаваемого движения, а оно неодинаково для всего их многообразия.

Так, в кинематических цепях металлорежущих станков, основное требование к зубчатой передаче – обеспечение точности угла поворота за полный оборот зубчатого колеса.

Для зубчатых передач в автомобилях, коробках скоростей станков одним из основных требований является плавность работы, обеспечиваемое точностью вращения зубчатого колеса при малых углах его поворота (постоянством передаточного отношения в пределах оборота). Такое требование справедливо и для зубчатой передачи измерительных приборов – индикаторов, головок.

Для зубчатых колес в грузоподъемных машинах, лебедках не так важна точность передаточного отношения, как обеспечение по возможности большей площади контакта по рабочим боковым поверхностям зубьев и ее правильного расположение на них, это необходимо для снижения величины возникающих при нагрузке контактных напряжений.

При работе зубчатых передач в условиях высоких температур, а также в условиях реверсирования (т. е. изменения направления вращения) наиболее важным является требование обеспечения гарантированного бокового зазора на нерабочей поверхности зуба.

Кроме того, при нормировании точности зубчатых колес необходимо учитывать такие факторы, как их размеры (от нескольких миллиметров до нескольких метров), скорость вращения (от одного оборота за несколько часов до скорости, превышающей 100 м/с, когда ограничивающими факторами становятся шум и вибрации) и различные методы обработки бокового профиля зубьев.

Исходя из необходимости правильного нормирования точности зубчатых колес для обеспечения разнообразия эксплуатационных требований, в соответствующих нормативных документах по точности зубчатых колес и передач установлены четыре группы почти независимых параметров, которые названы нормами точности.

Нормы точности для зубчатых колес и передач представляют собой набор требований к точности геометрических и кинематических параметров зубчатых колес и передач для оценки этой точности в отношении определенного эксплуатационного признака.

Первая группа – нормы кинематической точности – определяет требования к геометрическим и кинематическим параметрам зубчатого колеса и передачи, погрешность которых влияет на точность передаточного отношения за полный оборот колеса (по сравнению с тем, если бы вместо него находилось абсолютно точное колесо).

Вторая группа – нормы плавности работы – определяет требования к геометрическим и кинематическим параметрам зубчатого колеса и передачи, погрешность которых влияет также на кинематическую точность, но эта погрешность проявляется многократно за один оборот колеса, т. е один или несколько раз на каждом зубе. Ограничение таких погрешностей важно для высокоскоростных зубчатых передач, когда они проявляются в виде ударов, приводящих к шуму и вибрациям.

Третья группа – нормы полноты контакта зубьев – определяет требования к геометрическим и кинематическим параметрам зубчатого колеса и передачи, погрешность которых влияет на величину площади касания боковых поверхностей зубьев при вращении сопрягаемых колес. Данные требования важны для передач, работающих с большими силовыми нагрузками.

Четвертая группа – нормы бокового зазора – определяет требования к таким параметрам колеса и передачи, которые влияют на зазор по нерабочим профилям зубьев при соприкосновении рабочих профилей зубьев. Эти требования важны для передач, работающих в широком диапазоне температур, а также в условиях большой загрязненности и для реверсивных передач.