Выверка зубчатых передач. Судоремонт от а до я.: цилиндрическая зубчатая передача Вид сопряжений на боковой зазор

Для колеса Z 2 =75, D д 2 = 225 мм

Для шестерни Z 1 = 40, D д 1 = 120 мм

Кинематической точности

Радиальное биение зубчатого венца, =63 мкм

Радиальное биение зубчатого венца, =50 мкм

Плавности

отклонение шага (углового), f pt =

отклонение шага (углового), f pt =

Контакта

суммарное пятно контакта, =32 мкм

суммарное пятно контакта,

Бокового зазора

наименьшее отклонение средней длины общей нормали, A wme =150

наименьшее отклонение средней длины общей нормали, A wme =120

допуск на среднюю длину общей нормали, Т wm =100мкм

допуск на среднюю длину общей нормали, Т wm =70 мкм

Обозначение контролируемого параметра

Наименование измерительного прибора

Степень точности

измерения, мм

БВ - 5059 для автоматического контроля накопленной погрешности к-шагов, шага по колесу о отклонение шага

m = 1-16

d = 5-200

f pt

БВ - 5079 цехового типа для контроля зубчатых колес

d = 20-30

Суммарное пятно контакта

Контактно-обкатные станки и приспособления

A wme

Зубомерный микрометр

d = 5-200

Т wm

Зубомерный микрометр

Цилиндрические зубчатые передачи. Передача цилиндрическими шестернями осуществлена от верхнего коленчатого вала к кулачковым валам топливных насосов и к воздуходувке, от нижнего коленчатого вала к масляным и водяному насосам. Кроме того, в масляном насосе имеются две пары цилиндрических шестерен: с прямыми и шевронными зубьями.

Нормальная работа шестеренчатой передачи во многом зависит от зазора между зубьями шестерен. При выявлении неисправностей в работе зубчатой передачи необходимо в первую очередь проверить зазоры между зубьями шестерен. Эти зазоры проверяют при помощи индикатора, ножку которого упирают в рабочую поверхность одного из зубьев. Разность показаний индикатора при покачивании шестерен будет соответствовать действительной величине зазора между зубьями. После разборки привода, а также при замене отдельных шестерен или подшипников необходимо проверить и при необходимости отрегулировать зацепление шестерен (боковой зазор между зубьями, а также прилегание зубьев по отпечатку краски).

Регулировка зацепления шестерен привода масляного и водяного насосов. Прокладками 1 (рис. 166), которые укладывают под фланец корпуса 2, регулируют величины зазоров между зубьями шестерен 4 и 3 привода масляного насоса. Для дизелей, выпускаемых с 1961 г., у которых регулятор числа оборотов установлен на левой стороне, зацепление цилиндрических шестерен привода масляного насоса регулируют прокладками /1 (см. рис. .120). Для новых шестерен зазоры должны быть впре делах 0,24-0,4 мм, а для работавших не более 0,55 мм. Ступенчатость торцов зубьев парных шестерен допускается до 2 мм. Для удобства регулировки зазоров прокладки изготовляют толщиной 0,2; 0,3 и 0,75 мм.

При проверке прилегания зубьев отпечаток краски на каждом зубе должен быть не менее 50% длины и не менее 50% высоты зуба. Отрегулировав зацепление шестерен, просверливают два отверстия под штифты 14 в корпусе привода и в блоке и развертывают их совместно.

Регулировку зазоров между зубьями шестерен 4 и 5 привода водяного насоса и пределах 0,2-0,4 мм производят за счет перемещения корпуса (плиты), в котором монтируют насос, относительно блока дизеля. Прилегание зубьев по краске должно быть не менее 40% по высоте зуба и не менее 50% по его длине.

Аналогично регулируют зацепление шестерен привода масляного насоса центробежного фильтра. После регулировки зацепления шестерен привода водяного и масляного насосов ступенчатость шестерен не должна превышать 2 мм.

Зазоры между зубьями шестерен устанавливают в пределах 0,1-0,3 мм для любой пары новых шестерен и не более 0,55 мм для работающих шестерен. Колебания величин зазоров для одной пары шестерен не должны превышать 0,1 мм. Качество зацепления шестерен проверяется по прилеганию зубьев. Отпечаток краски должен быть не менее 50% по высоте зуба и не менее 60% по его длине с расположением отпечатка в средней части зуба. Ступенчатость всех шестерен привода не должна превышать 2 мм. Если необходимо уменьшить ступенчатость шестерен между кронштейнами 8 и блоком дизеля, устанавливают стальные прокладки.

Регулировка зацепления шестерен привода воздуходувки. При каждом монтаже воздуходувки па дизеле, замене приводных шестерен или самой воздуходувки необходимо отрегулировать зацепление ее приводных шестерен. При правильном зацеплении зазоры между зубьями шестерен находятся в пределах 0,1-0,25 мм для новых шестерен и не превышают 0,4 мм для работавших шестерен. Площадь прилегания зубьев по отпечатку краски составляет не менее 50% высоты и не менее 60% длины зуба. Ступенчатость шестерен не превышает 2 мм.

Зацепление регулируют путем перемещения воздуходувки на шпильках, которыми она прикрепляется к блоку. Такое переме щение производится только после плавного ввода в зацепление! шестерен 1 и 2 (рис. 167) и предварительной проверки зацепления. Разрешается производить рассверловку или распиловку отверстии в воздуходувке (для проходов шпилек), если имеющиеся отверстия не обеспечивают ее перемещения. Боковой зазор между зубьями шестерен проверяют следующим образом. Осторожно провертывают ведомую координационную шестерню 4 до упора зубьев шестерен 1 и 2 и в этом положении устанавливают шкалу индикатора на нуль. Затем провертывают шестерню 4 в противоположную сторону также до упора зубьев шестерен 1 и 2. По показанию индикатора определяют действительную величину зазора.

Регулировка зацепления координационных шестерен воздуходувки. Зацепление координационных шестерен воздуходувки необходимо контролировать при замене шестерен, роторов или подшипников. Координационные шестерни подбирают и прирабатывают друг к другу в процессе их изготовления. Поэтому замену этих шестерен необходимо производить только комплектно.

Зацепление координационных шестерен воздуходувки должно удовлетворять следующим требованиям.

1. Боковой зазор между зубьями новых шестерен должен быть в пределах 0,05-0,2 мм и до 0,35 мм для старых. Колебание зазоров для одной пары шестерен допускается до 0,1 мм.

2. Прилегание зубьев шестерен по краске должно быть не менее 60,% по длине зуба и не менее 50% по высоте зуба.

3. Несовпадение наружных торцов шестерен (по зубьям) допускается не более ± 1 мм.

Регулировка зацепления шестерен масляного насоса. При замене шестерен масляного насоса (синхронных или шевронных) необходимо контролировать зацепление их зубьев.

Суммарный зазор между зубьями шевронных шестерен, прижатых к одному торцу насоса, должен быть в пределах 0,10- 0,15 мм. Величину зазора обеспечивают подбором шестерен. При этом ведомую синхронную шестерню 5 (см. рис. 43) необходимо укрепить штифтом таким образом, чтобы боковой зазор с каждой стороны зуба шевронной шестерни был не менее 0,05 мм, а зазор в синхронных шестернях был выбран в сторону его уменьшения.

Боковой зазор между зубьями синхронных шестерен должен быть в пределах 0,03-0,15 мм для новых шестерен и не более 0,25 мм для работавших шестерен. Величину зазора обеспечивают подбором шестерен. Задеилсние зубьев синхронных шестерен проверяют также по отпечаткам краски, которые должны быть по высоте зуба не менее 65% и по длине зуба не менее 70%.

Зазоры между зубьями шестерен масляного насоса повышенной производительности не регулируются, а только контролируются. Качество зацепления шестерен обеспечивается изготовлением насоса и шестерен. Величина бокового зазора между зубьями не должна превышать 0,55 мм.

Конические зубчатые передачи. Шестерни с коническими зубьями установлены на вертикальной передаче, на приводах к регулятору числа оборотов и тахометру.

Качество зацепления между зубьями шестерен необходимо проверять при каждом подъемочном ремонте тепловоза, при появлении каких-либо неисправностей в работе передачи, при замене шестерен, подшипников или других деталей, а также после разборки зубчатой передачи. У каждой пары шестерен проверяют прилегание зубьев по краске и величину боковых зазоров между зубьями.

Боковые зазоры между зубьями проверяют при помощи индикатора, а качество прилегания по краске, так же как и у шестерен с цилиндрическими зубьями.

Регулировка зацепления шестерен вертикальной передачи. Перед проверкой необходимо убедиться в правильности подбора кольца 16 (см. рис. 119), которым определяется предварительная величина бокового зазора между зубьями шестерен. Для новых шестерен боковые зазоры между зубьями должны соответствовать зазору, установленному на заводе-изготовителе и нанесенному на торце одного из зубьев большой шестерни. Практически зазоры должны быть в пределах 0,3-0,55 мм (до 0,7 мм для работавших шестерен) при выбранном разбеге ко ленчатого вала в сторону увеличения зазора и не менее 0,2 мм (0,1 мм для работавших шестерен) при выбранном разбеге в сторону уменьшения зазора. При этом колебание зазоров для одной пары шестерен не должно превышать 0,25 мм.

Для проверки прилегания зубьев по краске зубья малой шестерни покрывают тонким слоем глазури (краски) и после этого проворачивают передачу на несколько оборотов сначала в одну, а потом в другую сторону. При этом разбег коленчатого вала должен быть выбран в сторону уменьшения разора.

Длина отпечатка краски на выпуклой стороне зуба большой шестерни должна быть не менее 50 мм, а на вогнутой стороне 35 мм. Отпечатки должны располагаться в зоне делительного, конуса, а по длине - несколько ближе к вершине зуба; допускается расположение отпечатка ближе к основанию при условии, что длина отпечатка будет не менее 70 мм на выпуклой стороне и не менее 50 мм на вогнутой стороне зуба. Отпечаток может быть в виде сплошного пятна или в виде двух отдельных пятен с разрывом до 6 мм по длине. Начало отпечатка должно отстоять от вершины зуба не более чем на 5 мм.

При неудовлетворительном отпечатке, а также при необходимости изменения величины зазора между зубьями производится регулировка зацепления шестерен их осевым перемещением за счет прокладок, укладываемых под фланцы больших шестерен и корпусов вертикальных валов. Прокладки, помещаемые под фланец большой шестерни, изготовляют в виде полуколец толщиной 0,1 и 0,25 мм, а прокладки под корпус вертикального вала - в виде пластин толщиной 0,1; 0,25 и 1 мм.

Регулировка зацепления шестерен привода ре г у л ят о р а числа оборотов. Зазоры между зубьями шестерен должны быть в пределах 0,1-0,2 мм для новых шестерен и не более 0,4 мм для работавших шестерен. При измерении величин зазоров необходимо выбрать возможные разбеги в каждой паре шестерен следующим образом: для одной из шестерен выбрать разбег в сторону, увеличения зазора и для другой- в сторону его уменьшения. При проверке зацепления шестерен на прилегание по краске отпечаток должен быть не менее 50% длины зуба. Необходимые величины зазора между зубьями и прилегание зубьев обеспечиваются подбором регулировочных прокладок. Ступенчатость торцов зубьев шестерен допускается до 2 мм.

Боковой зазор j n между неработающими профилями зубьев сопряженных колес определяют в сечении, перпендикулярном направлению зубьев, в плоскости, касательной к основным цилиндрам (рисунок 36). Этот зазор необходим для устранения заклинивания при нагреве передачи (температурная компенсация), размещения слоя смазки, а также для компенсации погрешностей изготовления и сборки. Боковой зазор приводит к появлению при реверсировании передач мертвого хода, величину которого ограничивают для уменьшения ударов по нерабочим профилям зубьев. Теоретическая зубчатая передача является двухпрофильной и беззазорной (j n = 0). Реальная передача должна иметь боковой зазор.

Минимальная величина бокового зазора j n min определяет вид сопряжения зубьев. Стандартами предусматривается шесть видов сопряжения: А (с увеличенным гарантированным зазором j n min для 3-12 степеней точности), В (с нормальным гарантированным зазором, 3-11), С, D (с уменьшенным j n min , 3-9, 3-8), Е (с малым j n min , 3-7), Н (нулевым j n min , 3-7).

Установлено восемь видов допусков Тj n бокового зазора (при этом Тj n =

j n min - j n max): h, d, c, b, a, z, y, x. Допуски расположены в порядке возрастания. Видам сопряжения Н и Е соответствует вид допуска h, видам сопряжения D, С, В, А – соответственно d, c, b , a. Допускается по технологическим или иным соображениям менять соответствие видов сопряжения и допуски бокового зазора, используя также виды допуска z, y, x (см. рисунок 36).

Установлено шесть классов отклонений межосевых расстояний, обозначаемых в порядке убывания точности римскими цифрами от 1 до Y1. Гарантированный боковой зазор обеспечивается при соблюдении установленных для данного вида сопряжения классов отклонений межосевого расстояния (Н, Е –II класс, D, C, B, A – III, IY, Y, YI классы).

Минимальный боковой зазор j n min должен учитывать температурную компенсацию j nt и слой смазки  см:

j n min = j nt +  см. (3.156)

Рисунок 36 – Боковой зазор в зубчатой передаче

Необходимую температурную компенсацию можно рассчитать, зная температуру колеса t кол и корпуса передачи t пер и учитывая, что боковой зазор j n измеряют под углом профиля :

t = a w [ кол (t кол – 20 0) -  кор (t кор – 20 0)],

где w – межосевое расстояние,  I – коэффициенты линейного расширения ( кол – колеса,  кор – корпуса).

Учитывая, что толщина смазки должна составлять от 0,01 до 0,03 модуля, получим, что минимальный (гарантированный) боковой зазор j n min должен быть равен

j n min = (0,01  0,03) m + a w [(( кол (t кол –20 0) -  пер (t пер – 20 0) 2sin (3.157)

Сопряжение вида В гарантирует боковой зазор, при котором исключается заклинивание зубьев передачи от нагрева при разности температур колес и корпуса 25 0 С (см. рисунок 36).

Как следует из сказанного, вид сопряжения зубьев назначается расчетным или опытным путем независимо от степеней точности. Допустимые погрешности изготовления или монтажа зубчатой передачи, зависящие от степеней точности, сказываются на максимальной величине бокового зазора.

Существуют три метода обеспечения бокового зазора: регулирование расстояния между осями передачи, применение при изготовлении специального инструмента с утолщенными зубьями и метод радиального смещения исходного контура рейки зубонарезного инструмента.

Первый метод практически не применяют, т.к. перемещение рабочих валов для получения бокового зазора приводит к уменьшению активной части профиля и коэффициента перекрытия; этот метод невозможен при нескольких парах сопряженных зубьев, сидящих на двух параллельных валах, так как отрегулированный боковой зазор одной пары шестерен дает неприемлемые значения для остальных пар шестерен.

Второй метод получения “тонких” зубьев шестерен за счет увеличения толщины режущих зубьев инструмента (фрез, реек и т.д.) ведет к увеличению номенклатуры и удорожанию инструмента.

Третий метод получил преимущественное распространение, так как использует стандартный инструмент и позволяет обеспечивать любые боковые зазоры за счет дополнительного смещения зубонарезного инструмента в “тело” заготовки. Наименьший боковой зазор создается за счет уменьшения толщины зуба по постоянной хорде Е с методом радиального смещения исходного контура на величину Е Н. Дополнительное уменьшение толщины зуба по хорде на величину допуска Т с происходит за счет допуска на смещение исходного контура Т Н, что вызывает соответствующее увеличение бокового зазора. Зависимости, характеризующие изменение бокового зазора от смещения исходного контура и утонения зуба показана на рисунке 36:

j n min = 2 Е Н sin; (3.158)

E C = 2E H tg. (3.159)

Таким образом, боковой зазор определяется смещением исходного контура Е Н, межосевым расстоянием а (для него установлены отклонения f a), толщиной зуба на делительной окружности или постоянной хордой зуба

При наличии радиального биения F r толщины зубьев не остаются постоянными, но изменяются с приближением и удалением к ведущему колесу, поэтому Т Н  F r:

Т Н = 1,1 F r + 20. (3.160)

Боковой зазор состоит из гарантированного бокового зазора j n min и бокового зазора j n 1 для компенсации погрешности изготовления и монтажа (1 и 2 – колесо и шестерни):

j n min + j n1 = (Е Н 1 + Е Н 2)2 sin. (3.161)

Принимая смещение колеса и шестерни приблизительно одинаковыми

Е Н 1  Е Н 2  Е Н, получим ( = 20 0):

Боковой зазор j n 1 учитывает отклонения межосевого расстояния f a , шага зацепления f p в двух колес, отклонения направления F  двух колес, отклонения от параллельности f x и перекоса осей f у, j n 1 равен при квадратичном суммировании:

Наибольший боковой зазор является замыкающим звеном сборочной размерной цепи, составляющими звеньями которой будут отклонения межосевого расстояния и смещения исходных контуров:

j n max = j n min + (Т Н 1 + Т Н 2 + 2f a) 2sin. (3.164)

Учитывая производственные потребности, для характеристики бокового зазора применяют следующие показатели:

наименьшее смещение исходного контура Е Н (допуск Т Н );

наименьшее отклонение толщины зуба Е С (допуск Т С = 0,73 Т Н );

наименьшее отклонение средней длины общей нормали Е wm (допуск Т wm );

наименьшее отклонение длины общей нормали Е w (допуск Т w );

предельные отклонения измерительного межосевого расстояния  Е а`` (+ E a `` s и -Е а`` I ).

Нормаль W – расстояние между разноименными боковыми поверхностями группы (2, 3 и т.д.) зубьев.

Измерительное межосевое расстояние – расстояние беззазорного сопряжения зубьев контролируемого колеса и измерительного колеса; E a `` s =
(колебание измерительного расстояния на одном зубе); E a `` I = -Т Н.

При разработке чертежей зубчатых колес, корпусов редукторов, приводов и т.д. применяются показатели w (E w , T w), S c (E c , T c), f a (рисунок 36).

При контроле зубчатых колес используют комплексы показателей, которые установлены для различных степеней точности. Комплексы контроля являются равноправными, но не равноценными. Первый из них (для каждой нормы, образованный одним комплексным показателем, дает наиболее полную оценку точности колеса). Каждый последующий характеризует значительную долю основной погрешности или отдельные ее части.

Выбор того или иного комплекса контроля зависит от назначения и точности зубчатых колес и передач (принцип инверсии), их размеров, практики контроля, объема и условий производства и др. Для выбранного комплекса на чертеже зубчатого колеса с нестандартным исходным контуром указывают необходимые допуски и отклонения и колесо контролируют по всем параметрам.

В чертежах зубчатых колес со стандартным исходным контуром (рисунок 37), показатели комплекса конструктор не указывает; эти показатели назначаются технологическими службами.

Контроль зубчатых колес может быть приемочный, профилактический и технологический.

Приемочный контроль – контролируют показатели комплекса.

Профилактический – отладка технологических процессов и выявление причин брака.

Для контроля кинематической точности используют приборы для измерения кинематической погрешности колес, измерительного межосевого расстояния, накопленной погрешности шагов, радиального биения, колебания длины общей нормали, погрешности обката.

При контроле плавности работы применяют приборы для измерения местной кинематической и циклических погрешностей, шага зацепления, погрешности профиля, отклонений углового шага.

При контроле полноты контакта применяют приборы для измерения суммарного пятна контакта, осевого шага, направления зуба, погрешности формы и расположения контактной линии.

При контроле бокового зазора измеряют приборами смещение исходного контура, отклонение измерительного межосевого расстояния, отклонение средней длины общей нормали, толщину зуба (в том числе штангензубомерами).

Рисунок 37 – Зубчатое колесо