11.11. Понятие о зубчатых передачах со смещением

Такую передачу образуют зубчатые колеса (по прежней терминоло­гии — корригированные), у которых нарезание зубьев осуществляют со смещением инструментальной рейки на величину хт (см. рис. 11.24). Изменение формы зуба при нарезании со смещением называют модифи­кацией профиля: профиль очерчивается другим участком той же эволь­венты по сравнению с исходным зацеплением (рис. 11.25).

При высотной модификации шестерню изготовляют с положитель­ным коэффициентом смещения х,, а колесо с отрицательным -х₂, но так, чтобы их абсолютные величины были равны (|х,| = |х₂|). Суммарный коэффициент смещения x_z = (+х₁) + (-х₂) = 0. Такую передачу называют

равносмещенной. Высотную модификацию применяют при малом числе зубьев шестерни и большом передаточном числе, когда требуется обеспечить такие формы зубьев шестерни и колеса, при которых они будут примерно равнопрочными на изгиб.

При высотной модификации зубчатой пары диаметры делительной и начальной окружностей совпадают, как и в передаче без смещения, следовательно, межосевое расстояние а_к, коэффициент перекрытия ε_α и угол зацепления а_w, остаются неизменными. Общая высота зубьев также не изменяется по сравнению с ее нормальным значением. Меняется лишь соотношение между высотой головок и ножек зубьев, вследствие чего такая модификация и называется высотной.

Угловая модификация является общим случаем модифицирования, при котором суммарный коэффициент смещения х=О. Если х_г = = х,+х₂>0 при Х1>0 и х₂>0, то толщина зубьев по делительным ок­ружностям и диаметры вершин d_a (см. рис. 11.25) увеличатся как у ше­стерни, так и у колеса. Для правильного зацепления необходимо ко­леса раздвинуть, увеличив межосевое расстояние на Аа„ (см. рис. 11.10, б), при этом начальными становятся новые окружности, большие, чем дели­тельные. При увеличении а„ возрастает угол зацепления a_w, который теперь не будет равен профильному углу инструмента а = 20°, поэтому такая модификация и называется угловой. Однако с увеличением а_и. уменьшается коэффициент перекрытия е_а, что ограничивает примене­ние больших смещений. Угловая модификация по сравнению с высот­ной дает значительно большие возможности влиять на различные пара­метры зацепления, поэтому применяется чаще.

Модифицированные зубчатые колеса изготовляют тем же стандар­тным инструментом и на том же оборудовании, что и немодифици-рованные. Для получения нормальной высоты зуба диаметры заготовок соответственно увеличивают или уменьшают на величину удвоенного смещения инструмента, т. е. на 2хт.

11.12. Точность зубчатых передач

При изготовлении зубчатых передач неизбежны погрешности, ко­торые выражаются в радиальном биении зубчатого венца, отклонениях шага, профиля зуба, соосности осей колес, колебании межосевого расстояния и др. Эти погрешности приводят к повышенному шуму во время работы, потере точности вращения ведомого колеса, наруше­нию правильности и плавности зацепления, повышению динамично­сти и снижению равномерности распределения по длине контактных линий действующей в зацеплении нагрузки и в конечном счете опре­деляют работоспособность передачи.

Точность зубчатых колес и передач регламентируется стандартом, в котором предусмотрено двенадцать степеней точности, обозначае­мых в порядке убывания точности цифрами от 1 до 12. Наибольшее распространение имеют 6, 7, 8 и 9-я степени точности (табл. 11.2): 6-я степень соответствует высокоточным скоростным передачам, 7-я — передачам нормальной точности, работающим с повышенными скоро­стями и умеренными нагрузками или с умеренными скоростями и повышенными нагрузками, 8-я — передачам общего машиностроения пониженной точности, 9-я — тихоходным передачам машин низкой точности.

Таблица 11.2. Степень точности передачи в зависимости от окружной скорости колес

Вил передачи	Вид зубьев	Степень точности
		6	7	8	9
		Допуст	имая окружная скорость колес, м/с
Цилиндрическая Коническая	Прямые Косые Прямые Круговые	20 30 12 20	12 20 8 10	6 10 4 7	3 5 1,5 3

Для каждой степени точности установлены три нормы:

норма кинематической точности, регламентирующая погрешность углов поворота зацепляющихся колес за один оборот;

норма плавности работы, регламентирующая колебания скорости за один оборот колеса, вызывающие динамические нагрузки и шум;

норма контакта зубьев, регламентирующая фактическую длину кон­тактных линий зубьев, равномерность распределения нагрузки по ним и определяющая работоспособность силовых передач.

Регламентирован также боковой зазор j (см. рис. 11.19) между не-контактирующими поверхностями смежных зубьев при контакте их рабочих поверхностей. Боковой зазор необходим для предотвращения заклинивания зубьев передачи от нагрева, размещения смазочного материала и обеспечения свободного вращения колес. Размер зазора задают видом сопряжения зубчатых колес в передаче: H—нулевой зазор, Е— малый, Си D — уменьшенный, B—нормальный, A — уве­личенный. Чаще всего применяют сопряжения вида В и С. Получение меньших боковых зазоров связано с повышенной точностью изго­товления.