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.
Айрапетов Э. Л., Косарев О. И. Зубчатые муфты. – М.: Наука, 1982. – 128 с.
Якушев А. И., Воронцов Л. Н., Федотов Н. М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для втузов. – М.: Машиностроение, 1987. – 352 с.