Зубчатые передачи и их сборка.

Назначение и классификация зубчатых передач.

Зубчатая пе­редача — это механизм для передачи вращательного движения и изменения частоты и направления вращения, а также для преоб­разования вращательного движения в поступательное.

Передача может состоять из зубчатых колес, зубчатого колеса и рейки либо из червяка и червячного колеса. Зубчатые передачи бывают открытого и закрытого типа. Зубчатые передачи могут быть встроены в механизм, машину или выполнены в виде само­стоятельного агрегата — редуктора.

Зубчатые передачи получили широкое распространение в свя­зи с преимуществами по сравнению с другими видами передач (ременные и цепные). Они обеспечивают высокий КПД (до 0,99), возможность передачи больших мощностей (до десятков тысяч ки­ловатт) при окружных скоростях до 150 м/с, высокую кинематиче­скую точность, надежность и долговечность при различных усло­виях работы.

В зависимости от формы профиля зуба различают эвольвентные и циклоидные передачи, а также передачи с зацеплением Но­викова. Наибольшее распространение получили передачи с эвольвентным профилем зуба.

В зависимости от взаимного расположения геометрических осей валов различают передачи с параллельными осями (осущест­вляются цилиндрическими зубчатыми колесами); с пересекающими­ся осями (осуществляются коническими зубчатыми колесами); со скрещивающимися осями (осуществляются цилиндрическими зубчатыми колесами с винтовыми зубьями, коническими зубчатыми ко­лесами с винтовыми зубьями, червячным колесом и червяком).

Основные элементы зубчатого зацепления прямозубой цилиндри­ческой зубчатой передачи с эвольвентным профилем зуба (рис. 1) следующие:

• профиль зуба — кривая, по которой очерчен профиль зуба;
• начальная окружность (D_t) — соприкасающиеся друг с другом окружности, имеющие общие центры с сопря­женными зубчатыми колесами и катящиеся одна отно­сительно другой без скольжения;
• полюс зацепления — точка касания начальных окруж­ностей сопряженных зубчатых колес;
• делительная окружность — окружность зубчатого коле­са, на которой шаг и угол зацепления равны соответ­ственно шагу и углу инструмента, которым нарезают зубчатое колесо (в большинстве случаев совпадает с на­чальной окружностью);
• основная окружность (D_o — окружность, описанная во­круг центра зубчатого колеса, обкатываясь по которой производящая линия очерчивает профиль зуба колеса;
• линия зацепления — линия, которая очерчивает про­филь зуба;
• окружной шаг (t) — расстояние между двумя одноимен­ными точками двух соседних профилей зубьев, изме­ренное по делительной окружности;
• основной шаг (t₀) — расстояние между двумя одноимен­ными точками двух соседних зубьев, измеренное по нормали к ним;
• толщина зуба (S) — длина дуги окружности между двумя разноименными профилями одного зуба, измеренная по делительной окружности;
• длина зацепления (L) — отрезок линии зацепления меж­ду началом и концом фактического касания сопряжен­ных профилей зубьев.

Цилиндрические зубчатые передачи могут быть прямозубы­ми (рис. 2, а), косозубыми и шевронными (рис. 2, б). Прямо­зубые цилиндрические передачи широко применяют в коробках скоростей и редукторах.

Цилиндрические косозубые передачи обеспечивают более плавный по сравнению с цилиндрической прямозубой передачей вход зубьев в зацепление и, соответственно, более плавную рабо­ту передачи, но наклон зубьев исключает возможность использо­вания этих зубчатых колес для переключения частот вращения, а также требует применения в узлах подшипниковых опор, способ­ных воспринимать осевую нагрузку.

Зубчатые колеса цилиндрических шевронных передач по ширине состоят из двух участков с зубьями, имеющими левый и правый на­клон. Эти передачи способны передавать очень большие мощности.

Конические и гипоидные (конические винтовые) зубчатые передачи (рис. 2, в, г) изготавливают с прямыми, тангенциаль­ными и криволинейными зубьями. Эти передачи отличают плав­ность, бесшумность и высокая нагрузочная способность.

Червячные зубчатые передачи (рис. 2, д) бывают с цилин­дрическим и глобоидным (вогнутой формы) червяком. В глобоид­ных передачах в зацепление одновременно входят 5 — 7 зубьев, в то время как в передачах с цилиндрическим червяком — 1 —2 зуба. Поэтому у глобоидных передач КПД и передаваемая мощность выше. Однако глобоидные червяки сложнее в изготовлении и сборке, что ограничивает их применение. Угол скрещивания осей червяка и червячного колеса составляет, как правило, 90°.

По точности изготовления зубчатые колеса подразделяются на 12 степеней. В машиностроении применяют в основном передачи 6—9-й степеней точности. К 6-й относятся передачи высокой точ­ности, работающие с большими окружными скоростями. Переда­чи нормальной и средней точности относятся соответственно к 7-й и 8-й степеням. К 9-й, низкой степени точности, относятся тихо­ходные передачи.

Технические требования к зубчатым передачам.

Технические требования к зубчатым передачам в значительной степени зави­сят от их назначения и определяются исходя из кинематической точности передачи, которая характеризуется погрешностью угла поворота колеса при его зацеплении с эталонным зубчатым коле­сом, плавностью работы передачи и контактом зубьев.

Для всех зубчатых передач независимо от их точности установ­лены нормы на боковой зазор в зубчатых колесах. Боковой зазор в зубчатой передаче компенсирует возможные ошибки в размерах зубьев, неточность межосевого расстояния в передаче, а также возможные отклонения формы зубьев вследствие их нагревания. Однако наличие бокового зазора в передаче может привести к появлению ударов в процессе ее работы, а также являться причиной мертвого хода. Поэтому к величине бокового зазора предъявляют достаточно высокие требования: величина бокового зазора не должна выходить за предельно допустимые значения, так как это может привести к заклиниванию зубьев (если зазор слишком мал) или к нарушению плавности работы (если зазор превышает допу­стимую величину) передачи, величина зазора должна обеспечи­вать минимальный мертвый ход. Допускаемые значения величины бокового зазора указываются в справочной литературе.

К зубчатым колесам, поступающим на сборку, и к самим зубча­тым передачам предъявляют следующие технические требования:

• в зависимости от точности передачи зубья колес при контроле «на краску» должны иметь поверхность кон­такта размерами 0,25…0,8 по длине зуба и 0,2…0,55 — по высоте;
• биение колес как радиальное, так и торцевое не должно превышать пределов, установленных техническими усло­виями на собираемую передачу;
• оси валов под зубчатые колеса должны быть взаимно­параллельны (для цилиндрической передачи) или вза­имно-перпендикулярны (для конической передачи) и ле­жать в одной плоскости;
• между зубьями колес должен иметься зазор, размер ко­торого зависит от степени точности передачи и опреде­ляется по таблицам соответствующих справочников;
• собранная сборочная единица должна быть испытана на холостом ходу и под нагрузкой и обеспечивать плав­ность и бесшумность работы передачи, а также умерен­ный нагрев подшипниковых опор.

Точность изготовления зубчатых колес и сборки передачи долж­на соответствовать требованиям соответствующих стандартов.

Прежде чем приступить к сборке узла с зубчатыми передачами необходимо проверить соответствие элементов зубчатых колес требованиям технических условий.

Входной контроль зубчатых колес.

При входном контроле (на примере цилиндрического зубчатого колеса с прямыми зубьями) необходимо проверить следующие параметры: погрешность основ­ного шага, погрешность окружного шага, радиальное биение, тол­щину зуба, смещение исходного контура, длину общей нормали.

Контроль погрешности основного шага осуществляется с помощью специального прибора — шагомера основного шага (рис. 3). Измерительный наконечник 1 подвешен на плоских пружинах. Перемещение наконечника фиксируется отсчетным устройством 2, представляющим собой индикатор часового типа с ценой деления 0,001 мм. Второй измерительный наконечник 5 (подвижный) устанавливается винтом 3 в необходимое положе­ние, которое определяется модулем контролируемого зубчатого колеса. Опорный наконечник 4 поддерживает прибор при измере­ниях и обеспечивает расположение линии зацепления по нормали к профилям зубьев. Шагомер настраивают при помощи блока кон­цевых мер длины, размер которого равен размеру основного шага проверяемого зубчатого колеса.

Контроль погрешности окружного шага осуществляется так­же при помощи шагомера (рис. 4). Переставной наконечник 8 перемещается относительно шкалы корпуса 1 и закрепляется неподвижно винтом 9. Подвижный наконечник 7 закреплен на подвесе 4 и через угловой рычаг 5 передает движение измерительному наконечнику индикатора 3, фиксирующему отклонение равномерности шага. Опорные ножки 6 и 10 перемещаются и закреп­ляются винтами 2.

Установка переставного наконечника на заданный размер осу­ществляется при его перемещении относительно корпуса до совпадения штриха, нанесенного на наконечник, со штрихом шкалы, соответствующим модулю проверяемого зубчатого колеса.

Контроль погрешности окружного шага осуществляется следу­ющим образом. Шагомер накладывают на контролируемое колесо, добиваясь плотного контакта шариков, запрессованных в высту­пах передних опорных ножек, с торцом зубчатого колеса и кон­такта их закругленной части с окружностью выступов. Шагомер последовательно переносят с одной пары зубьев на другую до воз­вращения к исходной паре. При этом фиксируются отклонения стрелки индикатора.

Контроль радиального биения осуществляется с помощью специального прибора — биениемера (рис. 5), наконечник 3 которого может иметь различную форму, но должен касаться по­верхностей двух соседних зубьев по постоянной хорде. При кон­троле проверяемое зубчатое колесо 1 надевают на оправку 2. Наконечник 3 на измерительном стержне 4 перемещается в направ­ляющей втулке 7, установленной на стойке 8, под действием пружины и прикрепленной к нему планкой 6 воздействует на из­мерительный наконечник 5 индикатора. Измерения производят, вводя наконечник последовательно во все впадины между зубьями колеса. Радиальное биение определяют как разность между макси­мальным и минимальным отклонением стрелки индикатора.

Контроль толщины зуба производят, измеряя ее по постоян­ной хорде с помощью хордового зубомера — пггангензубомера (рис. 6), имеющего две взаимно-перпендикулярные шкалы 2 и 7. Одна из шкал предназначена для определения высоты, а другая —для измерения длины постоянной хорды. Перед началом измерения упор 4 устанавливают по нониусу 3 на размер, равный высоте, по кото­рой предполагается измерять длину постоянной хорды, и закрепляют в этом положении. Измерительные губки 1 и 5 после установки зубомера упором 4 на окружность высту­­пов проверяемого колеса сдвигают до соприкосновения подвиж­ной измерительной губки 5 с профилем зуба. Длину постоянной хорды определяют по нониусу 6.

Контроль смещения исходного контура осуществляется при помощи зубомера смещения — тангенциального зубомера (рис. 7). Плоскости измерительных губок 2 и 7 воспроизводят контур исходной рейки. Расстояние между измерительными губ­ками изменяется регулировочным винтом 5. Настройка зубомера на исходный контур производится при помощи ролика 1, диаметр которого соответствует модулю проверяемого колеса. Положение губок после настройки фиксируется винтами 3. Если положение действительного контура зуба колеса не соответствует его номи­нальному значению, то величину отклонения от номинального значения можно определить, наблюдая за отклонением стрелки отсчетного устройства индикатора.

Контроль длины общей нормали осуществляется с помощью зубомерного микрометра (рис. 8, а) или индикаторного нормалемера (рис. 8, б).

Индикаторный нормалемер состоит из трубки 7, по которой может передвигаться втулка 2 с жестко закрепленной на ней пере­ставной губкой 3. Подвижная губка 4 перемещается параллельно трубке 1 на плоских пружинах 5. Движение подвижной губки 4 через угловой рычаг 6, имеющий соотношение плеч 2:1, передает­ся на индикатор 7. Разная величина плеч рычага 6 обеспечивает увеличение точности измерений индикатора в 2 раза. Отклонение длины общей нормали от номинального значения определяется как разность наибольшего и наименьшего показаний индикатора.

Сборка цилиндрических зубчатых передач.

Сборка зубчатых передач начинается со сборки составных зубчатых колес, если их установка предусмотрена техническими условиями. После этого проводится контроль основных параметров зубчатого зацепления, описанный ранее.

После сборки составных зубчатых колес и контроля их основ­ных параметров переходят к установке зубчатых колес на вал и монтажу валов с установленными на них зубчатыми колесами в корпус с последующей проверкой собранной передачи.

Сборка составных зубчатых колес сводится к установке зуб­чатых венцов, изготовленных из дорогостоящих легированных материалов, на ступицу, изготовленную из конструкционной ста­ли или из чугуна. Соединение зубчатого венца со ступицей осу­ществляется при помощи болтов или винтов.

Установка зубчатых колес на вал начинается с контроля со­ответствия геометрических размеров и формы посадочных мест требованиям чертежа, после чего устанавливают зубчатое колесо на вал, обеспечивая его фиксацию на валу за счет шпоночного, шлицевого или штифтового соединения. Стопорение зубчатого колеса на валу от осевого смещения осуществляется гайкой и шай­бой, шайбой и винтом, стопорным кольцом, стопорным винтом с контргайкой.

При монтаже валов с зубчатыми колесами в корпус необходи­мо, прежде всего, проверить расстояние между осями отверстий в корпусе. Межосевое расстояние можно измерить, пользуясь кали­брами 1 и 3 и нутромером 2 или штангенциркулем 5 (рис. 9).

После проверки параллельности осей отверстий под валы пере­дачи производят установку в корпус редуктора валов и подшипни­ковых опор.

Контроль качества сборки цилиндрической зубчатой переда­чи.

При контроле качества сборки цилиндрической зубчатой пере­дачи проверке подвергаются параметры, характеризующие рабо­тоспособность и долговечность передачи — боковой зазор и кон­такт зубьев зубчатых колес.

Контроль бокового зазора в зубчатой передаче осуществля­ется различными способами (щупом, свинцовой проволочкой, прокатываемой между зубьями передачи, и косвенным методом), выбор которых зависит от конструкции передачи и ее размеров.

При помощи щупа боковой зазор проверяют, вводя щуп между боковыми поверхностями зубьев зубчатых колес. В этом случае толщина щупа будет соответствовать величине зазора между бо­ковыми поверхностями зубьев.

При использовании свинцовой проволочки (при контроле зуб­чатых колес с модулем от 6 мм и более) ее прокатывают между различными зубьями колеса 3—4 раза и по толщине проволочки после прокатывания определяют величину бокового зазора в пе­редаче (длина свинцовой проволочки должна быть равна длине зуба колеса).

Проверку бокового зазора косвенным методом в передачах, у которых отсутствует свободный доступ к зубчатым колесам, производят при помощи рычага и индикатора часового типа (рис. 10). На валу ведущего зубчатого колеса закрепляют пово­док 2 и стопорят ведомое зубчатое колесо. На корпус устанавлива­ют стойку с закрепленным в ней индикатором 1, измерительный наконечник которого вводят в контакт с поводком 2, затем пово­рачивают ведущее зубчатое колесо сначала в одну сторону, а за­тем в другую, отмечая суммарную величину отклонения стрелки индикатора.

Величину бокового зазора рассчитывают, основываясь на пока­заниях индикатора, по формуле С_п = CR/L, где С_п — боковой за­зор; С — показания индикатора; R — радиус начальной окружно­сти проверяемого зубчатого колеса; L — расстояние от оси вала до измерительного наконечника индикатора.

Контроль зубчатой передачи «на краску» осуществляется в целях определения качества сборки передачи. Зубья меньшего по диаметру зубчатого колеса покрывают слоем краски и проворачи­вают передачу на один оборот. По отпечаткам, оставшимся на зу­бьях сопряженного зубчатого колеса, судят о качестве сборки пе­редачи, сравнивая их с эталонными отпечатками (рис. 11).

Сборка конических зубчатых передач.

Конические зубчатые колеса изготавливают с прямыми, тангенциальными (косыми) и криволинейными (круговыми) зубьями.

Основными параметрами, характеризующими коническую зуб­чатую передачу, являются межосевой угол δ, угол начального кону­са φ, модуль зубчатого зацепления, число зубьев зубчатых колес пе­редачи, длина 1 начальной образующей конуса передачи (рис. 12).

Технические требования, предъявляемые к конической зубчатой передаче, в основном аналогичны техническим требованиям, кото­рым должны удовлетворять цилиндрические зубчатые передачи.

В качестве дополнительных, присущих только конической зуб­чатой передаче, технических требований следует отметить следу­ющие: оси отверстий под установку зубчатых колес должны про­ходить через центр начальной окружности, лежать в одной пло­скости и не иметь перекоса; угол пересечения валов конической зубчатой передачи должен соответствовать техническим условиям; предельное смещение вершин делительного конуса должно со­ответствовать допустимому осевому смещению колес, указывае­мому в технических условиях на сборку.

Сборка конической зубчатой передачи начинается с установки и закрепления зубчатых колес на валах, после чего производятся уста­новка валов в корпус, регулирование и контроль качества сборки.

Установка и закрепление на валах конических зубчатых колес осуществляется так же, как и цилиндрических. Правильность уста­новки на валу конического зубчатого колеса и наличие радиаль­ного биения определяют по расположению пятен контакта при зацеплении установленного конического зубчатого колеса с дру­гим — эталонным зубчатым колесом.

Установка валов с установленными на них коническими зубча­тыми колесами в корпус производится только после того, как будет произведена проверка взаимного расположения осей отверстий под валы в корпусе. Эту проверку осуществляют при помощи калибров 1 и 2, которые устанавливают в отверстиях корпуса (рис. 13, а). Если оси отверстий взаимно-перпендикулярны, то калибр 1 свободно входит в отверстие калибра 2. Для контроля перпендикулярности осей отверстий под валы зубчатой конической передачи можно использовать другой способ (рис. 13, б). В этом случае оси отвер­стий считаются перпендикулярными, если лапка калибра 1 плотно, без просветов, по всей длине прилегает к образующей калибра 2. Перпендикулярность осей отверстий можно также проверить при помощи калибров со срезанными до оси концами (рис. 13, в). Если срезанные концы калибров плотно прилегают друг к другу, то оси отверстий взаимно-перпендикулярны. Плотность прилега­ния плоскостей калибров проверяют щупом.

Регулирование собранной конической зубчатой передачи про­водится в целях обеспечения плавности ее работы. В процессе ре­гулирования корректируют боковой зазор между зубьями кониче­ских зубчатых колес до значения, заданного техническими усло­виями на сборку. Величину бокового зазора в процессе его регулирования контролируют щупом или с помощью свинцовых пластин. В передачах повышенной точности боковой зазор кон­тролируют, используя индикатор часового типа.

Регулирование бокового зазора осуществляется за счет измене­ния положения зубчатых колес в осевом направлении. После уста­новки конических зубчатых колес в положение, обеспечивающее необходимую величину бокового зазора, нужно зафиксировать это положение так, чтобы при последующих разборках и сборках узла положение не изменялось. Этого можно достигнуть двумя способами:

• подбором толщины регулировочных колец или прокла­док, которые устанавливают между торцевыми поверх­ностями деталей зубчатого зацепления и сопрягаемых с ними деталей;
• перемещением конического зубчатого колеса при вра­щении регулировочных гаек.

Регулирование бокового зазора в конической зубчатой передаче осуществляют следующим образом (рис. 14). Зубчатое колесо 1, расположенное на валу, устанавливают в корпус по координате Н, используя шаблон и изменяя толщину комплекта прокладок 2. За­тем в отверстии корпуса монтируют вал с установленным на нем зубчатым колесом 4. В заключении на корпус устанавливают крышку, размещая между ней и корпусом комплект прокладок 3, толщина которых указывается в технических условиях на сборку. После этого проверяют величину бокового зазора в передаче и, в случае необходимости, изменяют толщину прокладок 2 и 3.

В большинстве случаев при регулировании бокового зазора в конической зубчатой передаче возникает необходимость в одно­временном регулировании подшипниковых опор с радиально­упорными подшипниками с коническими роликами.

В случае необходимости одновременного регулирования боко­вого зазора в конической зубчатой передаче и осевого зазора в подшипниковой опоре регулирование выполняется таким обра­зом, чтобы при смещении ведомого зубчатого колеса 2 (рис. 15) осевой зазор в подшипниковых опорах оставался неизменным. При регулировании узла между корпусом редуктора и крышкой устанавливают комплекты прокладок 3 и 6, толщина которых должна обеспечивать заданный техническими условиями на сбор­ку осевой зазор в подшипниковых узлах. После установки прокла­док затягивают болты и гайки крепления крышек 4 и 5 к корпусу и проверяют плавность вращения вала и величину его осевого смещения. Закончив регулирование осевого зазора в подшипни­ковых узлах, необходимо обеспечить его постоянство при после­дующем регулировании бокового зазора в зацеплении зубчатых колес 1 и 2. Эти условия будут соблюдены, если обеспечить посто­янство размера 1 между внешними торцами наружных колец под­шипников качения. Постоянство размера 1 достигается при усло­вии неизменной суммарной толщины прокладок, установленных под правую и левую подшипниковые опоры.

В процессе регулирования бокового зазора необходимо прове­рять соответствие его величины требованиям технических усло­вий на сборку. Проверить боковой зазор в конической зубчатой передаче можно так же, как и в цилиндрической зубчатой пере­даче (щупом, свинцовой проволочкой или пластиной), или специальным приспособлением с индикатором часового типа (рис. 16). В этом случае при помощи индикатора 1 определяют величину бо­кового зазора в передаче, а индикатор 2 служит для определения торцевого биения конического зубчатого колеса 3 и осевого сме­щения вала 4, которое определяет величину бокового зазора в подшипниковых опорах передачи.

Контроль качества сборки кони­ческой зубчатой передачи.

Комплекс­ный контроль качества сборки кони­ческой зубчатой передачи осуществляется методом «на краску». Для этого тонкий слой краски наносят на два зуба каждого из колес передачи, причем зубья для нанесения краски следует выбирать так, чтобы между ними было возможно большее число чистых зубьев. После нанесения краски зубчатые колеса провора­чивают в направлении работы передачи и по отпечаткам (пятнам контакта) судят о качестве сборки прямозубой конической пере­дачи (рис. 17).

При контроле «на краску» гипоидных зубчатых колес отпечат­ки на зубьях ведомого зубчатого колеса отличаются по расположе­нию пятен контакта от отпечатков на прямозубых зубчатых коле­сах (рис. 18).

Сборка червячных зубчатых передач.

Червячные передачи представляют собой зубчато-винтовые передачи и состоят из вин­та, называемого червяком, и червячного колеса, представляющего собой разновидность цилиндрического косозубого колеса.

По сравнению с цилиндрическими зубчатыми передачами с винтовым зубом, которые также обеспечивают передачу движе­ния между валами с перекрещивающимися осями, червячные пе­редачи имеют ряд преимуществ: начальный контакт зубьев проис­ходит не по точке, а по линии; угол пересечения осей может быть каким угодно, но в большинстве случаев он составляет 90°; обод червячного колеса в отличие от обода цилиндрического косозубо­го колеса имеет вогнутую форму, что способствует увеличению длины линии контакта зубьев; червячные передачи работают плав­но и бесшумно.

Существенным недостатком червячных передач является низ­кий КПД из-за больших сил трения, возникающих в передаче.

Резьба червяка может быть одно- и многозаходной, правой и левой. Угол подъема винтовой линии червяка соответствует углу подъема зубьев червячного колеса. В большинстве случаев приме­няют передачи, имеющие правое направление подъема винтовой линии и число заходов от одного до четырех. Червяки для червяч­ных передач изготавливают из углеродистых конструкционных или легированных сталей с последующей термической обработ­кой до твердости 58…63 HRC.

Наибольшее распространение для изготовления червяков полу­чили легированные стали марок 15Х, 20, 12ХН2, 12ХГТ, 20ХФ и углеродистые стали марок 40 и 45, которые закаливают до твердо­сти 45…55 HRC. В большинстве случаев червяк изготавливают как единое целое с валом.

Выбор материала для изготовления червячного колеса зависит от скорости скольжения червяка по зубьям колеса. Так как усло­вия смазывания червячной передачи весьма неблагоприятны и она имеет склонность к заеданию, венец червячного колеса изго­тавливают из бронзы, а в некоторых случаях, но значительно реже, из чугуна или из пластических масс. Центральную часть червяч­ного колеса — ступицу в связи с высокой стоимостью бронзы из­готавливают из стали или из чугуна. Для изготовления зубчатого венца применяют бронзы, обладающие высокими антифрикцион­ными свойствами.

При серийном изготовлении червячные колеса выполняют би­металлическими, т.е. зубчатый венец получают методом центро­бежного литья в специальные формы, в которых предварительно устанавливают чугунную или стальную ступицу.

При небольших размерах червячных колес зубчатые венцы крепят к ступице винтами. При изготовлении зубчатого венца из полимерных материалов его закрепляют на ступице болтами. При этом зубчатый венец устанавливают между двумя металлически­ми дисками.

К червячным передачам предъявляют следующие технические требования:

• профиль и шаг зубьев червячного колеса и червяка долж­ны совпадать;
• длина контакта зубьев червяка и червячного колеса долж­на составлять не менее 2/3 длины зуба;
• величина радиального и торцевого биения червячного колеса и червяка должна соответствовать точности пе­редачи;
• межосевое расстояние должно соответствовать расчет­ным величинам и не выходить за пределы допусков, уста­новленных для передачи заданной точности;
• оси валов должны совпадать с осями отверстий в корпусе и располагаться по отношению друг к другу под углом 90°;
• холостой ход червяка, т. е. угол поворота червяка при не­подвижном червячном колесе, должен соответствовать точности передачи;
• при проверке работоспособности передачи она должна работать плавно и бесшумно;
• во время испытания передачи под нагрузкой температу­ра подшипников в опорах передачи не должна превы­шать 60 °C.

Технологический процесс сборки червячной передачи преду­сматривает выполнение следующих операций:

1. Сборка и установка на вал червячного колеса.
2. Контроль межосевого расстояния.
3. Общая сборка червячной передачи.
4. Контроль качества сборки.

Сборка червячной передачи.

Сборка и установка на вал чер­вячного колеса в большинстве случаев начинается с напрессовы­вания зубчатого венца на ступицу. Напрессовывание может осу­ществляться как в холодном, так и в горячем состоянии. Затем сверлят отверстия и нарезают в них резьбу под винты или под сто­поры, которые после ввинчивания в отверстия раскернивают в це­лях предупреждения их самопроизвольного отвинчивания. После установки стопоров червячное колесо проверяют на радиальное биение. Установка червячного колеса на вал и его проверка осу­ществляются так же, как и при установке на вал цилиндрических зубчатых колес.

При установке колеса на вал с применением призматической шпонки ступицу колеса зажимают распорными втулками или кре­пят с обеих сторон гайками. Регулирование осевого положения червячного колеса на валу осуществляется в первом случае за счет установки компенсационных колец, а во втором — смещением гаек.

При сборке червячной передачи особенно важно обеспечить правильное зацепление червяка и червячного колеса. Это возмож­но только в тех случаях, когда угол скрещивания осей и межосевое расстояние соответствуют требованиям технических условий на сборку (если эти величины не указаны в технических условиях, то они должны соответствовать величинам, рекомендуемым для пе­редач соответствующей точности и указываемым в справочной литературе).

При сборке червячной передачи также необходимо обеспечить совпадение средней плоскости червячного колеса с осью червяка и боковой зазор в передаче, соответствующий требованиям тех­нических условий. Поэтому, прежде чем приступить к монтажу червяка и червячного колеса в корпус, необходимо проверить межосевое расстояние отверстий под их установку и взаимное расположение этих осей.

Проверка межосевого расстояния производится с помощью спе­циальных, устанавливаемых в корпус эталонных валов 1 и 2 (рис. 19, а) микрометрическим нутромером 3. Межосевое расстояние определяют по формуле А = Н + (D + d)/2, где Н — расстояние между валами; D и d — диаметры валов.

Проверку угла скрещивания осей проверяют по схеме, приве­денной на рис. 19, б. При помощи индикатора 5, установленного в рычаге 4, закрепленном на одном из валов, определяют отклонения положения второго вала в точках n и m. Полученный результат срав­нивают с требованиями технических условий на сборку.

Общую сборку червячной передачи начинают с установки в корпус червячного колеса и напрессовывания на его вал подшип­ников. После этого производят напрессовывание подшипников на вал червяка и устанавливают его в корпус, закрывая подшипнико­вые опоры червяка и червячного колеса крышками. После уста­новки червячного колеса и червяка в корпусе переходят к провер­ке их взаимного положения и его регулированию.

Контроль качества сборки червячной передачи.

Осуществить контроль собранной червячной передачи на совмещение средней плоскости червячного колеса с осью червяка можно методом «на краску». В этом случае на поверхность зубьев червяка наносят тонкий слой краски и после его поворота по отпечаткам на зубьях червячного колеса судят об их взаимном расположении (рис. 20).

Взаимное положение червяка и червячного колеса в корпусе редуктора можно оценить также при помощи шаблона-угольника, приложив его к торцевой поверхности червячнбго колеса и заме­рив величину зазора между полкой угольника и наружной поверх­ностью червяка. Шаблон сначала прикладывают с одной, а затем с другой стороны червячного колеса и по разности величин судят о совпадении средней плоскости червячного колеса с осью червяка.

Наиболее точные результаты о взаимном расположении червячно­го колеса и червяка могут быть получены при помощи индикаторного приспособления, схема которого приведена на рис. 21.

Регулирование взаимного расположения червячного колеса от­носительно червяка осуществляется либо за счет установки ком­пенсационных колец, либо осевым перемещением гаек, обеспечи­вающих крепление колеса на валу.

Боковой зазор в червячной передаче опреде­ляют, проворачивая червяк при неподвижном червячном колесе. Для определения величины бокового зазора на валах червяка и червячного колеса устанавливают рычаги, которые приводят в контакт с измерительными наконечниками ин­дикаторов, установленных на стойках. По пока­заниям индикаторов определяют величину боко­вого зазора в передаче по формуле С_n = φL/3 600, где φ — угол по­ворота червяка; L — расстояние от оси червяка до измерительного наконечника индикатора.

Обкатка и испытание собранных зубчатых передач.

Обкатка зубчатых передач позволяет улучшить условия работы передачи (повышается КПД и уменьшается уровень шума) за счет прира­ботки зубьев, которая заключается в выравнивании неровностей, имеющихся на их рабочих поверхностях.

Перед обкаткой необходимо проверить уровень масла в пере­даче.

Обкатке подвергаются только те передачи, в которых устанав­ливают термически обработанные зубчатые колеса. Обкатка про­изводится при подключении ведущего вала передачи к выходному валу электрического двигателя, при этом на ведомом валу создает­ся нагрузка при помощи электрического или гидравлического тормозного устройства. Схема для обкатки редукторов с торможени­ем приведена на рис. 22, а. Обкатка по этому методу требует больших энергетических затрат, поэтому более рационально ис­пользовать схему с замкнутым силовым контуром (рис. 22, б), что позволяет сократить затраты энергии на обкатку редуктора в 4—6 раз.

При обкатке зубчатых передач шум должен быть ровным, незна­чительным, без стука и периодического изменения тональности.

Уровень шума определяется шумомером и не должен превы­шать 85 дБ.

Испытания на холостом ходу проводят на нескольких режи­мах в зависимости от требований, предъявляемых к собранной передаче. Неответственные зубчатые передачи подвергают испы­таниям на холостом ходу, обеспечивая вращение ее элементов в течение 2…3 ч при номинальной частоте. После этого проверяют зацепление «на краску» и определяют величину бокового зазора в контролируемой передаче.

Испытания под нагрузкой проводят в несколько этапов:

• обкатывают передачи приблизительно в течение 3…4 ч, постепенно увеличивая нагрузку до 25 % от номинальной. Затем передачу останавливают и осматривают зубья ко­лес, удаляя при помощи шабера появившиеся надиры, нарушающие нормальную работу передачи. Далее на­грузку увеличивают до 50, а затем до 75 % от номиналь­ной, производя обкатку в каждом случае в течение 3… 4 ч и удаляя надиры, появившиеся в процессе обкатки;
• нагрузку доводят до номинальной и обкатывают переда­чу в течение 1 …2 ч, оценивая уровень шума и контроли­руя состояние подшипниковых опор.