28 Особенности сборки типовых разъемных соединений деталей (резьбовые, прессовые соединения)

Резьбовые соединения в конструкциях машин составляют 15— 25% от общего количества соединений. Такая распространенность объясняется их простотой и надежностью, удобством регулиро­вания затяжки, а также возможностью разборки и повторной сборки соединения без замены детали.

Процесс сборки резьбового соединения в общем случае скла­дывается из следующих элементов: подачи деталей, установки их и предварительного ввертывания (наживления), подвода и установки инструмента, завинчивания, затяжки, отвода инстру­мента, дотяжки, шплинтовки или выполнения иного процесса, необходимого для предохранения от самоотвинчивания. Из техно­логических работ в процессе завинчивания 12—17% идет на пред­варительное ввертывание, 18—20% на затяжку и 5—8% на дотяжку (от всего времени сборки соединения). В случае автомати­ческой сборки все эти три элемента процесса выполняются последо­вательно одним инструментом. Однако при механизированном выполнении работ предварительное ввертывание часто производят вручную. Объясняется это тем, что от доброкачественности нажив­ления зависит правильная первоначальная установка одной де­тали по резьбовому отверстию другой, а также возможность исключения срывов первых ниток резьбы, что нередко приводит к порче дорогостоящих корпусных деталей. Как показывает результат исследования, при механическом наживлении скорость вра­щения ввертываемой детали, диаметр, угол наклона и квалитета резьбы, а также величина осевого усилия, прикладываемого к де­тали, должны находиться в определенной зависимости. Вверты­ваемая деталь должна быть подведена к резьбовому отверстию до совпадения осей, затем необходимо создать осевое усилие для прижатия этой детали к кромке отверстия и после этого сообщить детали вращательное движение с определенной скоростью w, величина которой обратно пропорциональна диаметру резьбы.

В конструкциях машин применяются болтовые и винтовые соединения, собираемые без затяжки и с предварительной затяж­кой. Область использования соединений первого типа крайне ограничена, соединения же второго типа распространены чрез­вычайно широко.

Предварительная затяжка соединений при сборке играет существенную роль в повышении долговечности работы сборочных единиц или машины и должна быть такой, чтобы упругие деформа­ции деталей соединения при установившемся режиме работы машины или механизма находились в определенных пределах, обусловленных конструктивными особенностями. Степень пред­варительной затяжки болта или винта зависит от сил, нагру­жающих соединение.

29 Особенности сборки зубчатых передач

В конструкциях машин и механизмов наиболее широко рас­пространены зубчатые передачи со следующими видами колес: цилиндрическими — прямозубыми, косозубыми, шевронными, винтовыми и коническими — с прямыми, криволинейными и косыми зубьями.

Для зубчатых цилиндрических и конических передач государственными стандартами устанавливает­ся двенадцать степеней точности, обозначаемых в порядке убыва­ния точности степенями 1—12.

Для каждой степени точности зубчатых передач государствен­ным стандартом установлены нормы: кинематической точности ко­леса, плавности работы колеса и контакта зубьев. Нормы кинема­тической точности определяют полную погрешность угла поворота зубчатых колес за оборот.

Нормы плавности работы колеса определяют величину состав­ляющих полной погрешности угла поворота зубчатого колеса.

Нормы контакта зубьев определяют точность соблюдения относительных размеров пятна контакта сопряженных зубьев колес в передаче. Независимо от степени точности колес и передач устанавливают нормы бокового зазора.

Важным фактором, определяющим эксплуатационное качество зубчатой передачи, является боковой зазор между зубьями колес. Боковой зазор измеряется для цилиндрических колес в сечении, перпендикулярном к направлению зубьев, в плоскости, касатель­ной к основным цилиндрам, для конических — по нормали к по­верхностям зубьев у большего основании делительного конуса.

Зазор в зацеплении является необходимым для компенсации возможных ошибок в размерах зубьев, неточности расстояния ме­жду осями зубчатых колес, изменения размеров и формы зубьев при нагреве в процессе работы передачи. Но вместе с этим зазор является причиной возникновения ударов и дополнительного из­носа зубьев при работе зубчатых колес, а также причиной появле­ния в передаче так называемого мертвого хода, когда отклонение на некоторый угол ведущего зубчатого колеса не вызывает пово­рота ведомого. Таким образом, зазор в зацеплении должен быть таким, чтобы при работе передачи не произошло заклинивания зубьев, не нарушилась плавность вращения и в то же время мерт­вый ход был возможно меньше.

Боковой зазор между зубьями колес может быть изменен двумя способами: 1) увеличением расстояния между осями зуб­чатых колес, при этом начальные окружности их не будут касаться; этот способ применяется крайне редко; 2) уменьшением толщины зуба; этот способ очень распространен.

При сборке зубчатых передач выполняют следующие работы: а) установку зубчатого или червячного колеса на валу; б) уста­новку валов с колесами в корпусе; в) сборку сборочной единицы червяка и установку его в корпус; г) регулирование зацепления.

Поступающие на сборку зубчатые и червячные колеса, а также червяки и другие детали передач должны быть полностью обрабо­таны, промыты и высушены. На рабочих поверхностях зубьев ко­леса или червяка, предназначенного для точных и тяжело нагру­женных передач, не должно быть заусенцев, забоин, задиров, царапин и других погрешностей.

Сборка цилиндрических зубчатых передач

Наиболее типичные случаи, встречающиеся в практике сборки, когда удовлетворительного сцепления не получается.

1. Недостаточный зазор в зубьях по всему венцу. Наиболее вероятные причины: а) все зубья на одном или обоих зубчатых колесах выполнены большей толщины; в этом случае рекомендуется испробовать другую пару зубчатых колес или передать зубчатые колеса на проверку толщины зуба; б) расстояние между осями зубчатых колес меньше допустимого; эту погрешность можно установить только соответствующими измерениями, а устранить — перепрессовкой втулок корпуса и пра­вильным их растачиванием.

2. Зазор по всему венцу велик. Причины: а) зубья на одном или обоих зубчатых колесах тоньше, чем предусмотрено чертежом; б) расстояние между осями зубчатых колес увеличено; устранение причин аналогично предыдущему.

3. Неравномерный зазор в зубьях. В этом случае рекомендуется найти на глаз наихудшее положение (допустим, наименьший за­зор), после чего расцепить зубчатые колеса, одно из них повер­нуть на 180° и снова сцепить. Если после этого характер сцепления остается прежним, то причиной дефекта являются погреш­ности изготовления второго зубчатого колеса. Если же зазор, имевший до перестановки минимальную величину, стал макси­мальным, то причина неточности сборки — первое колесо, кото­рое и нужно заменить. Погрешностями зацепления могут быть неравномерная толщина зубьев, а также эксцентричное располо­жение зубчатого венца или втулки колеса относительно его оси вращения; точно установить причину можно лишь после соответ­ствующих измерений колеса.

4. Зубчатое колесо перекошено и при зацеплении заметно бие­ние торцов зубьев. Такое колесо легко найти и проверить индика­тором; это — признак перекоса оси отверстия (или шейки) колеса. Если же зуб колеса зацепляется неправильно (утоплен в направле­нии с торца) и при провертывании колеса на 180° положение не меняется, то, очевидно, имеет место перекос оси гнезда зубчатого колеса (в корпусе). Такую погрешность исправляют запрессовкой новой втулки и ее растачиванием или перепрессовкой оси зубча­того колеса, если оно посажено на оси.

Сборка конических зубчатых передач

Для обеспечения нормальной работы конических передач необходимо выполнение при сборке следующих условий.

1. Зубчатые колеса должны иметь правильный профиль и точ­ную толщину зуба; оси отверстий или шеек зубчатых колес должны проходить через центр начальной окружности и не иметь пере­косов.

2. Опорные детали передач (подшипники, стаканы и пр.) не должны иметь смещений и перекосов осей (это характеризуется биением поверхностей деталей).

3. Оси гнезд в корпусе должны лежать в одной плоскости, пере­секаться в определенной точке, под требуемым углом.