Боковой зазор. Вид сопряжения

Теоретически эвольвентные зубчатые зацепления являются двухпрофильными (в контакте оба профиля зуба). Практически такие зацепления неработоспособны из-за наличия:

- погрешности изготовления и ошибок монтажа;

- температурных деформаций;

- изгиба зубьев под нагрузкой;

- из-за отсутствия смазки между сопряженными поверхностями.

Таким образом, работоспособным является однопрофильное зацепление, в котором передача вращения осуществляется парой сопряженных профилей, а другая пара профилей образует боковой зазор, необходимый для компенсации выше указанных погрешностей.

Боковой зазор   j _n    обеспечивает небольшой люфт (поворот) зубчатого колеса в передаче при заторможенном или неподвижном втором колесе. Боковой зазор измеряется вдоль линии зацепления между касательными к нерабочим профилям зубьев в сечении, перпендикулярном к направлению зубьев, и в плоскости, касательной к основным цилиндрам.

Для нормальной работы боковой зазор в передаче должен быть не меньше установленного гарантированного зазора j_{n min} и не больше наибольшего допустимого зазора.

Требования к боковому зазору между нерабочими профилями зубьев в собранной передаче, объединенные в норму бокового зазора, назначают дополнительно независимо от точности изготовления передач и колес.

Величина бокового зазора является характеристикой вида сопряжения (рис.61).

Стандартом предусматривается шесть видов сопряжения и восемь видов допусков бокового зазора для зубчатых передач с модулем св. 1 мм (табл. 14).

Выбор вида сопряжения не зависит от степени точности зубчатого колеса, а зависит от межосевого расстояния, скорости вращения, и температурного режима работы передачи.

 

                                                                          Таблица 14

Соответствие видов сопряжения и видов допусков j _n

 

Виды сопряжений	H	E	D	C	B	A	-
Виды допусков бокового зазора, Т jn	h	e	d	c	b	a	x, y, z
Примечание. Обозначения расположены в порядке возрастания допусков бокового зазора.

 

 

 

Рис. 61. Схема расположения полей допусков на боковой зазор

 

Для нерегулируемых передач с модулем св. 1 мм установлено шесть классов отклонений межосевого расстояния, обозначаемых в порядке убывания точности римскими цифрами I, II, III, IV, V, VI.

Гарантированный боковой зазор в каждом сопряжении обеспечивается при соблюдении предусмотренных классов отклонений межосевого расстояния. Например, для передач с модулем св.1 мм сопряжения H и E обеспечиваются при II классе, а сопряжения D, C, B  и A  - соответственно при III, IV, V и VI классах соответственно.

Для гарантированного бокового зазора j _{n min} установлены ГОСТ 1643 ряды значений, зависящие от вида сопряжения и соответствующие значениям допусков (IT _q) определенных квалитетов по ГОСТ 25346 на межосевое расстояние передачи.

Величина необходимого бокового зазора, соответствующая температурной компенсации, определяется по формуле:

j _n = a ( α₁ Δ   - α₂ Δ  ) * 2Sinα,

где a – межосевое расстояние передачи, a = m (z_{1 +} z₂)/ 2, мм;

α₁ и α₂   - коэффициенты линейного расширения для материала зубчатых колес (α₁) и корпуса (α₂);

Δ   и Δ    - отклонения температуры зубчатых колес Δ  и корпуса Δ    от 20^оC, т.е. Δ  =   – 20 ⁰ C; Δ =  – 20⁰ C;

α = 20⁰, угол профиля исходного профиля;           

α _стали   = 12 * 10^-6, 1 / град;

α _чугуна  = 11 * 10^-6, 1 / град;

α  _{алюмин.} = 20 * 10^-6, 1 / град.

Величина бокового зазора, обеспечивающая нормальные условия смазки, зависит от окружной скорости и способа подачи смазки:

тихоходные передачи: j _{n min} I = 0,01 m (до 0,2 м/с);

среднескоростные: j _{n min} I = 0,02 m (до 10 м/с);

высокоскоростные: j _{n min} I = 0,03 m (до 16 м/с).

Тогда необходимый j _{n min} = j_n I + j _n II

Наибольший боковой зазор не ограничивается стандартом. Это вызвано тем, что боковой зазор является замыкающим звеном размерной цепи, в которой допусками ограничены отклонения всех составляющих размеров (межосевое расстояние и смещение исходных контуров на шестерне и колесе, непараллельность и перекос осей), поэтому величина наибольшего зазора не может превзойти значения, получающегося при определенном сочетании составляющих размеров.