ДонНТУ | Портал магистров ДонНТУ

Библиотека

КОНТРОЛЬ БОЧКООБРАЗНОСТИ ЗУБЬЕВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Шинакова Е.С., Польченко В.В.
Донецкий национальный технический университет


Источник: не опубликована


        Зубчатые передачи широко применяют в современном машиностроении для передачи крутящего момента между валами. В процессе работы в редукторах при больших нагрузках происходит деформация корпусов, валов, подшипниковых опор. Кроме того, погрешность изготовления зубчатого соединения и его монтажа приводят к перекосу осей зубчатых колес.

        В результате первоначально линейный контакт активных поверхностей зубьев превращается в точечный, искажается линия зацепления, точка контакта выходит на кромку зуба. Возникает, так называемый, кромочный контакт зубьев.

        Кромочный контакт может приводить к выдавливанию материала с образованием лунок на поверхности одного зуба и следов заедания на другом, к схватыванию рабочих поверхностей, образованию наклепа или разрушению поверхностей зубьев. Кроме того, острая кромка зуба является концентратором напряжения, что также является причиной разрушения зуба.

        С увеличением угла перекоса валов, на которых установлены зубчатые колеса, наблюдается значительное увеличение давлений на площадке контакта, в результате возрастают контактные деформации зуба, а следовательно и его износ.

        Для зубчатых колес с прямолинейной образующей зуба (рис. 1, а) зависимость между давлением и деформацией с ростом угла перекоса носит нелинейный характер, то есть при незначительном увеличении давления деформация резко возрастает; для зубчатых колес с бочкообразным зубом (рис. 1, б) зависимость между давлением и деформацией зуба почти линейная [1].

Рисунок 1 – Схема контакта зубьев: а – с продольно модифицированной образующей; б – с прямолинейной образующей

        Из рисунка 1 видно, что для зубчатых колес с бочкообразным зубом даже при больших углах перекоса площадка контакта зубьев не смещается к торцу зуба. Следовательно целесо-образно применять зубчатые колеса с криволинейной образующей зуба.

        В настоящее время не существует надежного и точного метода контроля бочкообразности зуба зубчатых колес. Известные средства измерения толщины зуба и величины смещения исходного контура, такие как штангензубомеры, тангенциальный зубомер, индикаторные и микрометрические скобы, не обеспечивают возможность точной их установки на какой-либо поверхности зуба или на диаметре делительной окружности.

        Таким образом, возникающая погрешность установки измерительного устройства при-водит к появлению погрешности измерения, часто сопоставимой с величиной бочкообразности.

        Бочкообразная форма достигается смещением исходного контура по длине зуба от его торца к середине в направлении от оси детали и от оси зуба. При этом диаметр окружности впадин в разных сечениях зубчатого колеса имеет различные значения, а цилиндр, образо-ванный впадинами зубьев приобретает бочкообразную форму. Причем величина бочкооб-разности цилиндра Н равна величине смещения исходного контура в направлении от оси детали (рис. 2) [2].

Рисунок 2 – Положение исходного контура: 1 – на середине зуба; 2 – на торце зуба

        Связь между смещением исходного контура и изменением толщины зуба, то есть величиной бочкообразности f можно определить из треугольника авс (рис. 1):

f = H • sin α                                 (1)

где, f – величина бочкообразности;

        Н – величина смешения исходного контура;

        α – угол профиля исходного контура.

        Формула (1) позволяет перейти от измерения бочкообразности зуба в продольном направлении к измерению бочкообразности цилиндра, образованного криволинейными впадинами зубьев колеса.

        Схема приспособления, позволяющего осуществлять такие измерения приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Схема приспособления: 1 – индикатор; 2 - деталь

        Для определения значения бочкообразности зуба измеряется величина смещения исход-ного контура. При этом индикатор 1 измерительным наконечником устанавливается на торце зуба по впадине и выставляется на ноль. Затем индикатор перемещают вдоль зуба до точки О, в которой отклонение стрелки индикатора будет максимальным – это и есть величина смещения исходного контура Н. Используя формулу (1) рассчитывается величина бочкообразности зуба f.

Библиографический список

  1. Айрапетов Э. Л., Косарев О. И. Зубчатые муфты. – М.: Наука, 1982. – 128 с.

  2. Якушев А. И., Воронцов Л. Н., Федотов Н. М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для втузов. – М.: Машиностроение, 1987. – 352 с.


Библиотека

ДонНТУ | Портал магистров ДонНТУ