Уменьшение зазора в зубчатом зацеплении

[Владимир_Морковный]

Коллеги, добрый день!

Во время работы постоянно сталкиваюсь с проблемой проектирования и эксплуатации зубчатых зацеплений, работающих в режиме знакопеременных нагрузок. В связи с этим возникает необходимость как можно сильнее уменьшить зазор в зацеплении.
Подскажите пожалуйста, какие есть стандартные и нестандартные способы?
Какие степени точности разумно применять, учитывая производство как на наших заводах, так и на зарубежных в странах с развитой экономикой?
Можно ли компенсировать плохую точность нарезки заданием определенного допуска на межосевое расстояние?
Вопрос касается как прямозубых, так и косозубых зацеплений.

Интересен опыт решения подобных проблем на любом предприятии.

[JIK]

Для малонагруженных реверсивных передач - разрезные зубчатые колеса.

[Владимир_Морковный]

Для малонагруженных реверсивных передач - разрезные зубчатые колеса.

спасибо, не слышал про такие)
тем не менее, в моем случае не подходят:
во-первых передача высоконагруженная реверсивная,
во-вторых - критически важно уменьшить динамические нагрузки, то есть момент инерции
в-третьих - для некоторых передач, где не сильно важна динамическая нагрузка, важно просто уменьшить массу - шестерни по 2м в диаметре стоят очень дорого

[Kirilius83]

Для начала почитайте гост на точности зубчатых передач - там и нормы бокового зазора есть, и точность межосевого.

В принципе, зазор можно сделать и нулевым - но проблема будет во первых в температурных расширениях, а во вторых - как раз в точности межосевого, ну и в меньшей степени в точности профиля. Если передача при работе не нагревается, а межосевое регулируется по месту - то остается только колебания профиля зуба по всему венцу. Если зажимать будет не сильно - то и нагрузки на подшипники и вал будет не сильно большими.

Так же есть конструкции с выбором зазоров в зацеплении - но они все основаны на принципе двойных пар.

Буржуи делают практически безлюфтовые редуктора для точных станочных приводов - но и делают они их на нормальных станках нормальными руками и скорей всего с селективной сборкой.

Так что вариантов решения проблемы - множество, и исходит надо из конкретной конструкции конкретной пары. Но для начала я все-таки подозреваю что никто у вас толком не знает откуда берется допуск на нормаль и что вообще зашифровано в обозначение степени точности шестерни)))) Там ведь дофига параметров в зацеплении.
Ну и как бы топором из палок хорошую передачу не сделаешь, так или иначе упретесь в кривое изготовление и надо будет думать как поднять точность хотя бы по конкретным параметрам зацепления.

[Владимир_Морковный]

Для начала почитайте гост на точности зубчатых передач - там и нормы бокового зазора есть, и точность межосевого.

В принципе, зазор можно сделать и нулевым - но проблема будет во первых в температурных расширениях, а во вторых - как раз в точности межосевого, ну и в меньшей степени в точности профиля. Если передача при работе не нагревается, а межосевое регулируется по месту - то остается только колебания профиля зуба по всему венцу. Если зажимать будет не сильно - то и нагрузки на подшипники и вал будет не сильно большими.

Так же есть конструкции с выбором зазоров в зацеплении - но они все основаны на принципе двойных пар.

Буржуи делают практически безлюфтовые редуктора для точных станочных приводов - но и делают они их на нормальных станках нормальными руками и скорей всего с селективной сборкой.

благодарю за совет!

Но для начала я все-таки подозреваю что никто у вас толком не знает откуда берется допуск на нормаль и что вообще зашифровано в обозначение степени точности шестерни)))) Там ведь дофига параметров в зацеплении.

я задал этот вопрос именно потому, что понимаю что означает допуски 7C по ГОСТ 10242-81. У нас же, как вы правильно заметили, никто больше подобным вопросом не задается, и везде ставят 7С. Не знаю, то ли от уверенности, что лучше не сделают, толи еще почему-то, но для меня очевидно, что 7С явно не достаточно...
Я не понимаю, почему бы не применить 7H с отсутствием гарантированного бокового зазора... По-моему даже если из-за допуска на межосевое или из-за нагрева шестерни начнет поджимать, то через некоторое время лишний металл просто износится - думаю такой вариант можно использовать в случае с разъемным корпусом одной из шестерен...

[Kirilius83]

Вопрос как сильно (точнее насколько резко) он начнет изнашиватся. грань между приработкой и аварийным лавинообразным износом не всегда очевидна. Если именно приработается - то и хорошо, а вот если начнет сильно греться (и от этого еще сильнее клинить) и/или зубья начнут оставлять друг на друге задиры (которые разнесет по всем зубьям и т.д.) - то будет косяк)))

Проблема комплексная, и решать её надо комплексно. потому что ну уменьшите вы зазор - а корпус расточат криво и шестерни зажмет, и скажут что вы неверно задали допуска шестерни и все от этого накрылось. Если кроме вас остальным тоже интересно решить эту проблему - то хорошо, но для этого надо будет менять конструкцию в целом! Не глобально, но пересматривать все допуска, просчитывать цепочку размеров и заново все проставлять на чертежах, возможно менять подшипники (они тоже бой дают, и люфты)
Причем что бы меньше завязываться на точность изготовления - надо делать подвижный вал, что бы можно было при сборке подрегулировать, а это другая конструкция. Либо требовать точного соблюдения допусков - а это другой подход к изготовлению (хотя бы к контролю).
Можно попробовать договорится и сделать экспериментальные образцы с уменьшенным зазором - в случае чего поидее можно опять поставить на станок и увеличить зазор. Но это время - надо заранее это обсудить с руководством, обосновав необходимость изменения конструкции. А то большинству небось пофиг, что там все гремит и шатается...

ЗЫ можете выложить какой пример конструкции, можно покумекать более предметно.

[Kirilius83]

Кстати, есть еще вариант снижения ударных нагрузок - демпфирующая муфта! Необязательно резиновая, может быть и стальная - главное что бы была податливая и скручивалась при резких нагрузках. Требуемая податливость считается через моменты инерции всех вращающихся и вообще подвижных узлов и ускорения.

[СВ]

Во время работы постоянно сталкиваюсь с проблемой проектирования и эксплуатации зубчатых зацеплений, работающих в режиме знакопеременных нагрузок. В связи с этим возникает необходимость как можно сильнее уменьшить зазор в зацеплении.
...

Не обижайтесь, но не тот вывод делаете (доказательством чему служат рассуждения уровня студента 3-го курса

... По-моему даже если из-за допуска на межосевое или из-за нагрева шестерни начнет поджимать, то через некоторое время лишний металл просто износится - думаю такой вариант можно использовать в случае с разъемным корпусом одной из шестерен...

Если "лишний" металл износится через некоторое время, то "не лишний" точно так износится через другое, тоже небольшое время.

В чём Ваша проблема: зубья отламываются, грохот (шум) стоит, износ ...?

[твердый]

Не обижайтесь, но не тот вывод делаете (доказательством чему служат рассуждения уровня студента 3-го курса

а если быть несколько тактичнее, то можно даже не переживать, что кто-то может обидеться.
... а то можно и дураком человека назвать и сказать ему: "только вы не обижайтесь"

[Владимир_Морковный]

Не обижайтесь, но не тот вывод делаете (доказательством чему служат рассуждения уровня студента 3-го курса Если "лишний" металл износится через некоторое время, то "не лишний" точно так износится через другое, тоже небольшое время.

В чём Ваша проблема: зубья отламываются, грохот (шум) стоит, износ ...?

проблема в том, что из-за большого зазора при работе под действием знакопеременной нагрузки возникают удары, которые увеличивают интенсивность износа.

про износ лишнего металла я писал применительно к разъемному корпусу одной из шестерен:
в случае с промахом по межосевому расстоянию (изготовлено в минус) в разъем между корпусами при сборке можно добавить прокладок, и со временем - после износа - их убрать. И это не утверждение какого-то технического правила, это скорее вопрос... Делают так, или нет, ведь очевидна возникающая из-за этого проблема с зазором в подшипнике: ликвидировав отрицательный зазор в зацеплении (пересечение) получим увеличившийся зазор в подшипниках

[Kirilius83]

а там еще и корпусом играть можно? тогда точно упрощенный чертеж в студию)))
а по общем же вопросам, как же работает зубчатое зацепление - это надо спец литературу читать и вникать. тут в двух словах не объяснишь (особенно если сам толком не понимаешь)

[Владимир_Морковный]

а там еще и корпусом играть можно? тогда точно упрощенный чертеж в студию)))
а по общем же вопросам, как же работает зубчатое зацепление - это надо спец литературу читать и вникать. тут в двух словах не объяснишь (особенно если сам толком не понимаешь)

примерно вот так

[СВ]

а если быть несколько тактичнее, то можно даже не переживать, что кто-то может обидеться.
... а то можно и дураком человека назвать и сказать ему: "только вы не обижайтесь"

Ну конечно, есть классика:
- Ей-богу, повесил бы, - повторил Ноздрев, - я тебе говорю это откровенно, не с тем чтобы тебя обидеть, а просто по-дружески говорю.
Здесь, однако, не тот случай: просто - как обычно, - вопрос (про шестерни) задаётся так, что для ответа нужно 20 раз переспросить о подробностях конструкции и проблемы ...
- - - - - -

примерно вот так

А я слова про разъём понял как разъём между двумя отдельными корпусами, в которых стоят шестерни: два отдельных корпуса, между ними прокладка - именно для регулирования м.ц.р.

[Владимир_Морковный]

просто - как обычно, - вопрос (про шестерни) задаётся так, что для ответа нужно 20 раз переспросить о подробностях конструкции и проблемы

прошу прощения что не смог сразу понятно объяснить. если есть мысли по такой конструкции - буду рад выслушать...

[Ё]

примерно вот так

Так - КАТЕГОРИЧЕСКИ нельзя! "Плохо" будет и подшипнику, и передаче от "шастающего" верхнего колеса. Можно (при некоторых условиях): разъЁм корпуса разместить между посадочными гнЁздами подшипников.
Но! Не в ударно-инерционных нагрузках всЁ дело-то! Дело в том, что из-за изменения теоретического соотношения толщины зуба и ширины впадины на НАЧАЛЬНЫХ окружностях з. колЁс происходит НАБЕГАНИЕ контуров зубьев на сопрягаемых колЁсах! Когда меняется межосевое расстояние, то меняются и диаметры нач. окр. И, благодаря "божественным" свойствам эвольвенты, можно убирать боковой зазор в зацеплении, не нарушая "правильности" передачи. При условии, конечно, что ЭВОЛЬВЕНТА имеется...
А демпфирование ударных нагрузок может осуществляться самыми разными способами. И муфты, и упругие валы, и ремЁнные передачи, и гидромуфты, и... В случае косозубой передачи можно сделать упругое перемещение вала вдоль оси: хоть в роликовом подшипнике (хоть они этого и не "любят"...), хоть подшипников в посадках наружных колец в корпус.

В общем: Орлов, Орлов, ещЁ раз: Орлов! -, да Дунаев-Решетов-Леликов! А по-возможности: советские книги по машиностроению не моложе 60-х годов минувшего века. (Прикольно: я жил в прошлом веке... )

[Kirilius83]

примерно вот так

делать разьем по посадке - практикуется, но вообще-то не самая хорошая идея. иногда просто по другому еще сложнее, но не в данном случае.
подложить подкладки тут - а что с посадкой-то будет? во что отверстие превратится?

Другое дело, если там действительно всего пара шестерен и точно такая конструкция, то проще и технологичнее всего сделать две одинаковые половинки корпуса (в каждой своя расточка), между ними да, компенсаторы. Регулировка бокового зазора по месту: собираем на временных компенсаторах, индикатором замеряем боковой люфт (индикатор на зуб или выступ на валу, меряем поворот) и высчитываем необходимое изменение компенсатора.

[СВ]

 Корпуса скрепляются между собой и компенсатором и растачиваются с одной установки, крепление корпусов между собой должно ИСКЛЮЧИТЬ любой разворот после сборки/разборки (!!!), затем собирается мех-м, делаются замеры и подгоняется компенсатор.

Но лучше поработать над ВСЕМ приводом, как завещал нам ...

[Владимир_Морковный]

Корпуса скрепляются между собой и компенсатором и растачиваются с одной установки, крепление корпусов между собой должно ИСКЛЮЧИТЬ любой разворот после сборки/разборки (!!!), затем собирается мех-м, делаются замеры и подгоняется компенсатор.

Но лучше поработать над ВСЕМ приводом, как завещал нам ...

зачем совместная обработка - для параллельности осей шестерен и для исключения поперечного смещения, или еще для чего-то?

[Kirilius83]

мне кажется уважаемый СВ недопонял или про вариант как на картинке.

[СВ]

  Да, разучился народ понимать ...
"Пожую" для вас, родимых:
один собеседник говорит:

...
Другое дело, если там действительно всего пара шестерен и точно такая конструкция, то проще и технологичнее всего сделать две одинаковые половинки корпуса (в каждой своя расточка), между ними да, компенсаторы. Регулировка бокового зазора по месту: собираем на временных компенсаторах, индикатором замеряем боковой люфт (индикатор на зуб или выступ на валу, меряем поворот) и высчитываем необходимое изменение компенсатора.
...

второй собеседник тут же ему отвечает:

Корпуса скрепляются между собой и компенсатором и растачиваются с одной установки, крепление корпусов между собой должно ИСКЛЮЧИТЬ любой разворот после сборки/разборки (!!!), затем собирается мех-м, делаются замеры и подгоняется компенсатор.
...

и первый неожиданно, не побоюсь этого слова,

мне кажется уважаемый СВ недопонял или про вариант как на картинке.

Вопрос к товарищу первому: - Я действительно недопонял про ДВА корпуса? И точная обработка корпусов, гарантированная "одной установкой", не требуется?