ТехИнфо

Технологическая   информация

Влияние погрешностей профиля зуба на нагрузочную способность зубчатого колеса


Повышение надежности зубчатых колес — это комплексная проблема, которая должна решаться на всех стадиях их изготовления. Технологическии процесс изготовления высоконагруженных поверхностно упрочненных зубчатых колес включает в себя следующие операции: получение заготовки, термобработку, черновую обработку заготовки, чистовую обработку заготовки, подготовку баз для зубонарезания, нарезание зубьев черновое и чистовое при модуле более 5 с промежуточной нормализацией и шлифованием базовой поверхности), химико-термическую обработку, шлифование базовых поверхностей, шлифование рабочих поверхностей зуба и окончательный низкий отпуск после шлифования.

Погрешности изготовления зубчатых колес приводят к повышению динамических нагрузок, вибрации, шуму передач и преждевременному выходу из строя. Надежность зубчатых колес закладывается на стадии их нарезания. Возможная погрешность изготовления на этом этапе усугубляется в процессе высокотемпературной химико-термической обработки, поэтому качеству и точности нарезания зубчатых колес необходимо уделять особое внимание.

ГОСТ 1643-81 насчитывает 15 параметров точности зубчатого колёса, разделённых на четыре нормы точности: кинематической точности, плавности работы, контакта зубьев бокового зазора (Рис. 1). Погрешность профиля зуба, которую мы рассмотрим в данной статтье, относится к нормам плавности работы.

Параметры точности зубчатого колеса

Рис. 1. Параметры точности зубчатого колеса

Погрешность профиля зуба ffr - это расстояние по нормали между двумя ближайшими друг к другу номинальными торцовыми профилями зуба, между которыми размещается действительный торцовый активный профиль зуба зубчатого колеса. Погрешность профиля измеряют с помощью эвольвентомеров или измерительных центров.

зубоизмерительный центр

Рис. 2. Зубоизмерительный центр

Зубоизмерительные центры могут оценивают профиль зуба по трем составляющим:

  • отклонения угла профиля fHa - это отклонения угла профиля, не зависящие от отклонений формы профиля.
  • отклонения формы профиля Ffa - это отклонения формы профиля, не зависящие от отклонений угла профиля.
  • полное отклонение профиля Fa представляет собой взаимное наложение отклонений угла и формы профиля.

    Рассмотрим погрешности формы зуба, которые на практике онаруживаются при измерении.

    Утончение головки. Такая погрешность может быть следствием:

  • Неправильной заточки фрезы. На фрезе после переточки образовался положительный передний угол. В результате зуб фрезы увеличивается к наружному диаметру, соответственно уменьшая зуб детали;
  • Неправильной установки угла поворота головки зубофрезерного станка;
  • Применения некачественной фрезы.

    Увеличения головки зуба. Причиной могут быть:

  • Неправильная заточка фрезы. На фрезе после переточки образовался негативный передний угол. В результате зуб фрезы уменьшается к наружному диаметру, соответственно увеличивая зуб детали;
  • Неправильная установка угла поворота головки фрезерного станка;
  • Червячная фреза общего неудовлетворительного качества.

    Наклонная форма профиля зуба. Основными причинами этой погрешности являются:

  • Неправильная заточка фрезы. Червячная фреза переточена с погрешностью шага винтовой канавки, что приводит одновременно к наклону профиля и изменению размера при передвижке фрезы.

    Равномерная волна. Это говорит о следующем:

  • Биение фрезы на оправке. Может быть вызвано некачественной фрезой, поврежденной оправкой, а также загрязнением оправки при монтаже;
  • Неправильная заточка фрезы. фреза была переточена с радиальным биением из-за установки с перекосом на оправку или самой оправки на станок;
  • Имеет место слабо закрепленная или изношенная оправка в противоопоре станка;
  • Слишком большой люфт шпинделя фрезы зубофрезерного станка;
  • Большой люфт стола зубофрезерного станка.

    Неравномерная волна. Наиболее вероятными причинами образования такой погрешности является:

  • слабо закрепленная или изношенная оправка в противоопоре станка;
  • слишком большой люфт шпинделя фрезы станка;
  • слишком большой люфт стола зубофрезерного станка;
  • общее неудовлетворительное состояние зубофрезерного станка;
  • ошибки шага заходов многозаходной фрезы;
  • погрешности ходового винта или подшипников ходового винта станка.