Взаимозаменяемость зубчатых колес и передач (стр. 1 из 2)

ВВЕДЕНИЕ

Зубчатые передачи широко применяют в машинах, устройствах, механизмах, приборах и т.д. По эксплуатационному назначению и зубчатые передачи делят на несколько основных групп: отсчетные, скоростные, силовые и общего назначения.

К отсчетным относят зубчатые передачи измерительных приборов, делительных механизмов металлорежущих станков и пр. В большинстве случаев колеса этих передач имеют малый модуль и работают при малых нагрузках и скоростях. Основной эксплуатационный показатель делительных и других отсчетных передач является высокая кинематическая точность, т.е. точная согласованность углов поворота ведущего и ведомого колес передачи.

К скоростным относят зубчатые передачи турбинных редакторов, двигателей турбинных самолетов и пр. Окружные скорости зубчатых колес таких передач могут достигать 60м/с при сравнительно большой передаваемой мощности (до 40 тыс. кВт). Их основной эксплуатационный показатель – плавность работы, т.е. отсутствие циклических погрешностей, многократно повторяющихся за оборот колеса. С ростом частоты вращения требования к плавности работы повышаются. Передача должна работать бесшумно и без вибраций, что может быть достигнуто при минимальных погрешностях формы и взаимного расположения зубьев. Для тяжелонагруженных скоростных зубчатых передач имеет значение также полнота контакта зубьев. Колеса таких передач обычно имеют модули средней величины.

К силовым относят зубчатые передачи, предающие значительные крутящие моменты и работающие при малой частоте вращения (зубчатые передачи шестеренных клетей прокатных станов, подъемно транспортных механизмов и др.). Колеса для таких передач изготавливают с большим модулем. Основное точностное требование к ним – обеспечение более полного использования активных боковых поверхностей зубьев.

К передачам общего назначения не предъявляют повышенных требований по точности.

Зубчатые передачи должны иметь большую долговечность (5…10 тыс. часов работы и более).

СИСТЕМА ДОПУСКОВ ДЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

Система допусков для эвольвентных цилиндрических зубчатых передач регламентирована ГОСТ 1643-81. Эта система распространяется на эвольвентные цилиндрические зубчатые колеса и зубчатые передачи внешнего и внутреннего зацепления с прямозубыми, косозубыми и шевронными зубчатыми колесами с диаметром делительной окружности до 6300 мм, модулем зубьев от 1 до 50 мм, шириной зубчатого венца или полушеврона до 1250 мм.

Установлено 12 степеней точности зубчатых колес и передач, обозначаемых в порядке убывания с первой по двенадцатую. Для 1-ой и 2-ой степеней отклонения в стандарте не даны (они предусмотрены для будущего развития). Приведенные нормы относятся к окончательно изготовленным зубчатым колесам и передачам (точность заготовок колес стандартом не нормирована). Для каждой степени установлены независимые нормы допустимых отклонений параметров, определяющих кинематическую точность колес и передачи, плавность работы и контакт зубьев передачи, что позволяет назначать различные нормы и степени точности для передач в соответствии с их эксплуатационным назначением и учитывать различие в технологических способах обеспечения требуемой точности.

Нормы кинематической точности. Показатели точности

Показатель точности и его обозначение	Степень точности					Обозначение допуска
	5-я, 6-я		7-я, 8-я	9-я	10-я, 11-я
Зубчатая передача
Наибольшая кинематическая погреш-ность передачи	+	+		-	-
Зубчатое колесо
Наибольшая кинематическая погреш-ность колеса	+	+		-	-
Накопительная погрешность k шагов	+	-		-	-
Накопительная погрешность	+	-		-	-
Погрешность обката	+	+		-	-
Радиальное биение зубчатого венца	+	+		-	-
Колебание длины общей нормали	+	+		-	-
Колебание измерительного межосе-вого расстояния за оборот колеса	+	+		-	-
Колебание измерительного межосе-вого расстояния за оборот колеса	-	-		+	+
Радиальное биение зубчатого венца	-	-		+	+

Нормы контакта зубьев. Показатели точности

Показатель точности	Степень точности
	5….9-я	10…11-я	12-я
Зубчатая передача
Отклонение от параллельности осей	+	+	-
Перекос осей	+	+	-
Суммарное пятно контакта	+	+	-
Зубчатое колесо с коэффициентом осевого перекрытия ,меньшим 2 (для 6-й степени точности);2,5 (для 7-й степени точности) и 3 (для 8-й степени точности)
Погрешность направления зуба	+	+	+
Суммарная погрешность	+	+	+
Зубчатое колесо с коэффициентом ,большим или равным 2 (для 6-й степени точности);2,5 (для 7-й степени точности) и 3 (для 8-й степени точности)
Суммарная погрешность контактной линии	+	-	-

Точность зубчатых колес и передач на чертеже указывают в таблице параметров зубчатого колеса в графе « Степень точности по ГОСТ 1643-81» в виде трех цифр и двух латинских букв, одна из которых строчная: 8 -7 -6 -Ва. Первая цифра означает 8-ю степень точности по нормам кинематической точности, вторая цифра - 7-ю степень точности по нормам плавности работы, а третья цифра 6-ю степень точности по нормам контакта зубьев; прописная буква В указывает на вид сопряжения, а буква а – на вид допуска на боковой зазор. Можно предположить, что данное колесо предназначено для силовой передачи, так как по норме контакта зубьев задана более высокая точность по сравнению с двумя остальными нормами.

В случае условного обозначения передачи 7-С следует считать одинаковую степень точности 7 по всем нормам, вид сопряжения колес- С , вид допуска на боковой зазор-с.

При необходимости выбора более грубого класса отклонений межосевого расстояния, чем предусмотрено для данного вида сопряжения, в условном обозначении указывают принятый класс и уменьшенный гарантированный боковой зазор, например 7- Са\V-128 ГОСТ 1643- 81, класс отклонений межосевого расстояния V (при уменьшенном гарантированном боковом зазоре j_nmin =128 мкм).

Степень точности колес и передач устанавливают в зависимости от требований к кинематической точности, плавности, передаваемой мощности, а так же от величины окружной скорости колес. Например, при окружной скорости прямозубных колес, равной 10…15 м\сек. Применяют 6…7-ю степени точности. Степень точности нужно определять соответствующими расчетами.

С учетом опыта эксплуатации зубчатых передач и обязательного использования принципа комбинирования норм точности, то есть для конкретной передачи в зависимости от ее назначения, устанавливают различные степени точности (по нормам кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев). Комбинирование норм позволяет устанавливать повышенную точность только тех параметров колес, которые важны для удовлетворения эксплуатационных требований; остальные параметры можно выполнять по более грубым допускам. Комбинирование целесообразно с эксплуатационной и технологической точек зрения. При комбинировании нужно учитывать, что нормы плавности работы колес и передачи могут быть не более, чем на две степени точнее или на одну степень грубее норм кинематической точности; нормы контакта зубьев можно назначать точнее норм плавности колеси передач, а так же на одну степень грубее норм плавности.