Условия работы, необходимая точность и технический ресурс зубчатых передач Исполнитель

Условия работы, необходимая точность и технический ресурс зубчатых передач

{spoiler=Далее}

Условия работы, необходимая точностьи технический ресурс зубчатых передач. Расчет на прочность зубчатых передач во многом зависит от условий их работы, точности изготовления и технического ресурса.

         Условия работы.

По условиям работы передачи делятся на открытые и закрытые. Открытые передачи – это передачи без корпуса. Смазка таких передач периодическая или случайная. При работе возможно попадание  абразива (пыль, грязь). Используются в тихоходных механизмах сельхозмашин, подъемных кранов и пр. Закрытые передачи хорошо смазываются в закрытом корпусе. Смазка может происходить следующим образом:

         – в масляной ванне: зубья большего колеса при работе окунаются в масло, залитое в корпус, и разбрызгивают его;

         – масляным туманом: масло подается через форсунки и разбрызгивается внутри корпуса;

         – под давлением: масло подается по специально выполненным каналам в деталях передачи и корпуса к трущимся поверхностям.

         Точность изготовления.

Одним из параметров передачи, существенно влияющим на ее работу является окружная скорость зубьев, рассчитываемая по делительному диаметру зубчатых колес. Необходимая точность передачи пропорциональна окружной скорости, то есть, чем больше окружная скорость зубьев передачи, тем выше должна быть ее точность. Это связано с перекрытием зубьев при работе передачи, с чередованием однопарного и двухпарного зацепления, со скольжением поверхностей контактирующих зубьев, динамическими нагрузками и пр.

         Точность зубчатых передач регламентируют стандарты (ГОСТ 1643-88 и ГОСТ 1758-88), которыми установлено 12 степеней точности (1-я степень – наивысшая, 12-я – наименьшая). Эта регламентация происходит по трем показателям:

         - норма кинематической точности (погрешность передаточного числа за один оборот);

         - норма плавности работы (погрешность передаточного числа внутри одного оборота);

         - норма контакта зубьев (погрешность изготовления и сборки, проверяется по пятну контакта).           

         Указанные показатели передач проверяются на специально оборудованных стендах.

         Наибольшее распространение в машиностроении имеют 6, 7, и 8 степени точности. В авиастроении используются преимущественно передачи шестой степени точности, допускающие окружную скорость до 100 м/с.

         В разделе «Теория механизмов и машин» изучалась беззазорная зубчатая передача, то есть, зубья одного колеса входили во впадины между зубьями сопряженного колеса без бокового зазора. Однако, в

результате погрешностей изготовления, такая передача не сможет работать из-за возможности заклинивания. Во избежание заклинивания необходим боковой зазор. Этот зазор также регламентируется стандартом в зависимости от вида сопряжения. Стандарт различает 6 видов:

         Н – нулевой зазор;

         Е – малый зазор;

         С и D – уменьшенный зазор;

         В – нормальный зазор;

         А – увеличенный зазор.

         При работе передач любого вида сопряжения в результате погрешностей изготовления, в частности, из-за неточности шага зубьев,   может быть нарушено чередование однопарного и двухпарного зацепления, а именно, двухпарное зацепление может отсутствовать. То есть,  в то время, когда в зацеплении должны теоретически находиться две пары зубьев, в контакте будет только одна пара, а между второй парой зубьев будет зазор из-за неточности шага.

Если передача выполнена достаточно точной, то при работе передачи под нагрузкой, в результате деформаций зубьев, этот зазор может быть выбран и в контакте окажутся две пары зубьев. Такие передачи называются «передачи точные под нагрузкой» [1] – в них погрешность изготовления меньше, чем деформация зубьев под нагрузкой. Используются в самолетостроении, где высока точность расчетов и изготовления, а запас прочности невелик, что объясняется стремлением максимально облегчить конструкцию.                    

Технический ресурс.

Как известно из предыдущей лекции, технический ресурс – это период времени, в течение которого узел (механизм) сохраняет работоспособность, то есть, это срок службы узла (механизма). Ресурс зубчатой передачи зависит, в частности, от области ее использования. Так, для зубчатых механизмов общего машиностроения (редукторы и коробки передач транспортных машин, коробки скоростей технологических машин) ресурс составляет около 30 тыс. часов. Срок службы авиационных редукторов на порядок меньше – (3000 ÷ 4000) час. Срок службы связан с суммарным числом циклов напряжений зуба:

где: t_Σ – ресурс в часах;

n – частота вращения колеса в об/мин;

С – число зацеплений зуба за один оборот (обычно в редукторах с                                    

             неподвижными осями колес С = 1, в планетарных редукторах                            

             это число равно количеству сателлитов, то есть, С = k).

{/spoilers}