Сборка зубчатых и червячных передач

Важным фактором, оказывающим влияние на работу зубча­той передачи, является боковой зазор С₀ (рис. 6.10) между зубь­ями колес. На его значение влияют многие факторы: погреш­ность межосевого расстояния; погрешно­сти изготовления корпусов редукторов, валов и самих зубчатых колес, а также температурные деформации в процессе работы. Для нормальной работы зубчато­го соединения зазор должен быть равен нулю. Но в связи с множеством перечис­ленных выше факторов приходится обес­печивать минимальный, обоснованный работой передачи зазор. В зависимости от этого установлены 12 степеней точности зубчатых колес. Наиболее часто в маши­ностроении применяют степени точности с 6-й по 9-ю. В процессах сборки зубча­тых и червячных соединений необходимо учитывать погрешности обработки собираемых деталей и их вза­имное влияние на окончательную точность бокового зазора.

Рис. 6.9. Схема уста­новки поршня в ци­линдр

 

Рис. 6.10. Боковой за­зор в зубчатой пе­редаче

 

При всем разнообразии применяемых конструкций сборка зубчатых и червячных передач включает две типовые операции: установку зубчатого колеса на вал и вала в сборе в корпус ре­дуктора.

Монтаж зубчатого колеса на вал зависит от типа крепления на нем колеса. Наиболее часто встречается установка колеса на шпонку с переходной посадкой по диаметру вала. Монтаж ко­леса на вал с призматической шпонкой осуществляют в приспо­соблении прямым прессованием. Погрешность положения (рис. 6.11) шпоночного паза относительно шпонки хорошо ком­пенсируется радиусом скругления R на ее торце. Сегментные шпонки имеют фаски 0,2...0,5 мм, поэтому компенсация погреш­ности  затруднена. Напрессовку колеса на вал с сегментной шпонкой проводят в два этапа: сначала напрессовывают колесо без шпонки примерно до середины шпоночного паза, затем ус­танавливают шпонку и допрессовывают колесо. При установке шпонки погрешность  компенсируется поворотом колеса.

Рис. 6.11. Схема установки зубчатого колеса на вал:

7 — прижимная призма; 2 — опорная призма; 3 — вал;

4 — шпонка; 5 — зубчатое колесо

 

При установке валов в сборе в корпус редуктора образуется зубчатое соединение. Наиболее просто сцепление зубчатых ко­лес происходит при укладке валов в разъемные корпуса, так как сопряжение осуществляется по касательной к зубчатому венцу. При установке вала в расточки корпуса осевой подачей необхо­димо поворачивать вал, чтобы избежать торцевого упора зубьев зубчатых колес.

Обеспечение точности бокового зазора в зубчатом соедине­нии зависит от типа передачи. В цилиндрических зубчатых со­единениях 7-й степени точности и грубее необходимый боко­вой зазор получают при использовании метода полной взаимо­заменяемости. Для более точных передач после обработки зубчатых колес необходима их притирка на специальных стан­ках. После этого зубчатые колеса маркируют и передают на сборку.

Боковой зазор в собранном зубчатом соединении можно оп­ределить, если вал одного из колес закрепить приспособле­нием 2, а на вал второго колеса надеть оправку 1 (рис. 6.12).  Раз­ность показаний индикатора 3 при покачивании оправки, от­несенная к радиусу делительной окружности, будет равна боково­му зазору в соединении. Опорой индикатора 3 и приспособления 2 может быть корпус редуктора. Средний зазор можно определить, проведя несколько измерений по окружности.

Рис. 6.12. Схема контроля бо­кового зазора в зубчатом соеди­нении

 

Окончательный контроль зуб­чатого соединения проводят по пятну контакта. На зубья одного из колес наносят краситель и про­ворачивают зубчатые колеса. Пят­на контакта должны располагать­ся равномерно по поверхности зубьев, занимая не менее 60 % их площади. По смещению пятна в ту или иную сторону можно судить о погрешностях соединения. Количественную оценку по­грешности в этом случае можно получить специальными изме­рениями.

В конических зубчатых передачах боковой зазор регулируют в процессе сборки. При правильном зацеплении образующие ко­нусы делительных окружностей обоих колес сходятся в одной точке О (рис. 6.13).

Рис. 6.13. Сборка конической зубчатой передачи

 

Однако погрешности обработки и сборки приводят к осевому смещению вершин и перекосу осей конусов во всех трех плоскостях. В процессе сборки возможно регулиро­вание только осевого смещения с помощью прокладок.

На практике регулировку осуществляют следующим образом. Сборочные единицы с зубчатыми колесами (см. рис. 6.13) уста­навливают в корпус без прокладок 1 и 2 и добиваются совмеще­ния делительных конусов зубчатых колес, осуществляя контроль зацепления по пятну контакта. После получения нормального сопряжения измеряют необходимую толщину прокладок, под­бирают и устанавливают прокладки и затягивают крепежные де­тали крышек.

Однако во многих конструкциях одновременно с установкой бокового зазора требуется регулировка зазоров в подшипниках. В этом случае процесс сборки целесообразно разделить на два эта­па. На первом этапе (см. рис. 6.13, а) обеспечивают зазоры в подшипниках, контролируя размер h с помощью технологичес­кой скалки. Технология регулировки зазоров в подшипниках опи­сана в § 6.1.1. Окончательно зазор в зубчатом сопряжении выдер­живают на втором этапе (см. рис. 6.13, б). Вал в сборе со вторым колесом устанавливают с приложением осевой силы, гарантиру­ющей выборку зазоров. В этом положении измеряют зазор под прокладку 2. Фактическая толщина прокладки должна быть

где е — измеренный зазор под прокладку; С_х — осевое переме­щение колеса, соответствующее необходимому зазору в сопря­жении.

Значение С_х определяют из соотношения

где — регламентированный боковой зазор; — угол зацепле­ния; — угол делительного конуса устанавливаемого колеса.

После подбора и установки прокладок осуществляют закреп­ление крышек.

При сборке червячных передач необходимо обеспечить оп­тимальный боковой зазор в сопряжении, а также симметричное расположение колеса относительно оси червяка и червяка отно­сительно оси колеса. Наибольшее влияние на боковой зазор ока­зывает погрешность межосевого расстояния. В процессе сборки эту погрешность можно уменьшить пригонкой или пришабриванием цилиндрической поверхности опор при укладке вала с колесом в корпус.

Сборку червячной передачи начинают с установки вала чер­вяка в сборе с подшипниками в корпус. Во время этой опера­ции комплектом прокладок 2 (рис. 6.14) регулируют зазоры в подшипниках и симметричность расположения червяка относи­тельно оси колеса. Симметричность контролируют по размеру В (см. рис. 6.14) с помощью приспособления 1, установленного вместо вала с колесом. Затем приспособление убирают и уста­навливают вал в сборе с колесом и подшипниками.

Боковой зазор в червячном соединении контролируют по схе­ме, приведенной на рис. 6.12. При этом закрепляют колесо и измеряют

угол холостого хода червяка, который связан с боко­вым зазором соотношением

Рис. 6.14. Контроль симметричности расположе­ния червяка относительно колеса

 

где d — диаметр делительного цилиндра червяка; — угол подъ­ема витка червяка; — профильный угол прямобочной рейки, сцепляющейся с эвольвентным червяком в нормальном сечении.