Собранные быстроходные передачи с зубчатыми колесами диаметром свыше 500 мм обычно статически балансируют.

В конструкциях машин широко используют также крепление зубчатых колес на фланцах валов болтами (рис. 15.2, б). Зубчатое колесо 1 предварительно крепят на фланце 3 вала тремя временными болтами меньшего диаметра. Затем узел устанавливают на призмы и окончательно крепят зубчатое колесо временными болтами, чтобы радиальное биение по индикатору не превышало допустимого. Если в таком положении оставшиеся отверстия фланца вала 4 и зубчатого колеса не совпадают, их совместно развертывают и затем вставляют в них нормальные болты 2. Когда эти болты закреплены, временные болты снимают.

Освободившиеся отверстия также развертывают и в них устанавливают остальные нормальные болты. Окончательно затягивают болты обычно динамометрическим ключом.

Собранный узел проверяют на биение в центрах. Между зубьями помещают цилиндрический калибр, на который устанавливают ножку индикатора. Повертывая вал и перекладывая калибр через два-три зуба, записывают показания индикатора и находят наименьшее и наибольшее значения. Разница между ними и характеризует радиальное биение.

Для передач средней точности допускается радиальное биение 0,02– 0,05 мм на 100 мм диаметра колеса. Торцовое биение, контролируемое индикатором, не превышает 0,08 мм на 100 мм диаметра колеса. Чтобы цилиндрические зубчатые колеса правильно зацеплялись, расстояние между осями их валов должно равняться полусумме диаметров начальных окружностей зацепляющихся зубчатых колес допуском примерно ±0,16 мм (для колес средней точности и межцентровом расстоянии 300–500 мм). Требуемое межцентровое расстояние необходимо выдержать в корпусе, в подшипниках которого монтируют передачу. Расстояние между осями подшипников контролируют калибрами, устанавливаемыми в корпусе. Расстояние определяют либо между калибрами, либо по их наружной поверхности. В первом случае пользуются микрометрическим штихмасом и к полученному размеру прибавляют полусумму диаметров калибров. Во втором случае применяют штангенциркуль и из полученного размера вычитают полусумму диаметров калибров.

Измерив одним из указанных выше инструментов размеры на обеих сторонах, можно также определить непараллельность осей отверстий подшипников. Смещая последние, добиваются требуемого межцентрового расстояния и параллельности. Следующим процессом является укладка валов в подшипники.

Очень важными приемами сборки являются элементы проверки зазоров в зацеплении зубьев. Зазор Сn в зацеплении колес контролируют щупом или индикатором (рис. 15.3).

Рис. 15.3. Схема проверки бокового зазора в зацеплении: а – проверка зазора с помощью индикатора; б – правильное распределение пятен краски на боковой поверхности зубьев; в – при переносе осей валов пятна краски оказались сбоку зубьев

Для этого на валу одного из зубчатых колес крепят поводок 1, конец которого упирается в ножку индикатора 2, установленного на корпусе узла. Другое зубчатое колесо удерживают от вращения. Затем поводок 1 вместе с валом и колесом слегка поворачивают то в одну, то в другую стороны. Очевидно, это можно сделать лишь на величину зазора Сn в зубьях.

Указанный зазор вычисляют по показанию шкалы С индикатора, приведенному к радиусу R начальной окружности колеса:

Наименьший боковой зазор Сn указывают в технических условиях на сборку узла. Для передач средней точности при межцентровом расстоянии 320–500 мм этот зазор должен быть не менее 0,26 мм. При сборке зубчатых передач с колесами модуля свыше 6 мм эти зазоры нередко должны быть выдержаны в пределах 0,4–0,5 мм. В этом случае величину зазора можно найти, прокатывая между зубьями три-четыре отрезка свинцовой проволоки, устанавливаемые по длине зуба. По толщине сплющенных проволочек, измеряемой микрометром, судят о зазоре в зацеплении.

Качество зацепления зубчатых колес проверяют на краску. Зубья меньшего колеса покрывают тонким слоем лазури и прокручивают передачу на один оборот. Тогда на боковых поверхностях зубьев парного колеса появятся отпечатки краски, которые сравнивают с требуемыми отпечатками, приведенными в технических условиях на сборку. Обычно для передач средней точности пятна краски должны покрыть на парном колесе среднюю часть боковой поверхности зубьев по высоте не менее 50–60 %, а по длине зубьев – не менее 70–90 % (рис. 15.3, б). При наличии перекоса осей валов пятна краски на поверхности зубьев окажутся сбоку (рис. 15.3, в).

Сборка конических зубчатых передач

Конические зубчатые колеса применяются для передачи вращения и мощности между двумя пересекающимися валами. В подавляющем большинстве случаев в машиностроении применяются передачи, у которых валы пересекаются между собой под углом 90°. Конические зубчатые колеса выполняются с прямыми и криволинейными зубьями.

Особенность колес с криволинейными зубьями заключается в том, что зацепление у этих зубьев происходит постепенно по их поверхности, в результате чего уменьшаются шум колес и вибрации. Недостаток таких колес заключается в сложности их изготовления.

Все, сказанное выше о цилиндрических зубчатых колесах в части технических требований к ним, методов сборки составных колес и установки их на валу, следует полностью отнести и к коническим зубчатым колесам.

Особенность сборки передач с коническими зубчатыми колесами состоит в установке валов с колесами в корпусе и регулировании зацепления.

Для обеспечения правильной сборки конической передачи необходимо выполнение следующих условий:

• зубчатые колеса должны иметь правильный профиль и точную толщину зуба; оси отверстий или шеек зубчатых колес должны проходить через центр начальной окружности и не иметь перекоса;
• оси гнезд в корпусе должны лежать в одной плоскости, пересекаться в определенной точке под требуемым углом;
• прочие детали передач (подшипники, стаканы) не должны иметь ни смещения, ни перекоса осей.

Чтобы зацепление в передаче коническими зубчатыми колесами было правильным, необходимо установить оба колеса в такое положение, при котором образующие I–I и II–II начальных конусов совместятся (рис. 15.4, а), а точка ОI совпадает с точкой О. Этого можно достичь, если угол зубчатых колес равен углу между осями подшипников в корпусе.

Рис. 15.4. Схемы:

а – передачи с коническими зубчатыми колесами: D – наружный диаметр колеса; Н – высота большого колеса; h – высота малого колеса; К и к – расстояния от базовых торцов до вершины начальных конусов колес; φ – угол начального конуса; б – проверки взаимного расположения отверстий для валов; в – проверки перпендикулярности осей валов.

Размеры К и k от базовых торцов колес, которыми они прилегают к корпусу, до вершин их образующих корпусов также должны быть строго определенными. Если не выдержать эти размеры, точки ОI и О при сборке не совпадут.

Проверка взаимного расположения отверстий для валов конических зубчатых колес производится с помощью специальных приспособлений, состоящих из двух калибров 1 и 2 (рис. 15.4, б). При правильном расположении отверстий для валов хвостовик калибра 1 войдет в гнездо калибра 2.

При контроле другим приспособлением признаком перпендикулярности осей будет плотное прилегание лапки калибра 1 (рис. 15.4, б) в точках А и Б к поверхности калибра 2.

Приемы установки и закрепления конических зубчатых колес на валах те же, что и в цилиндрических передачах.

Конические колеса, как и цилиндрические, работают нормально, если имеется боковой зазор Сn между сцепляющимися зубьями. Зазор указывают на чертеже или в карте сборки. Он зависит от размеров колес и точности передачи. Гарантированные (выдерживаемые при сборке) боковые зазоры в зацеплении конических колес передач средней точности примерно 0,08–0,20 мм.

Если доступ к передаче свободен, зазор проверяют щупом, вводя его между зубьями с наружной или внутренней стороны.

В передачах с колесами модуля свыше 10 мм боковой зазор также контролируют свинцовыми пластинками. Сжимаясь между зубьями, пластинки расплющиваются. Измерив микрометром толщину каждой пластинки и вычислив среднее арифметическое трех измерений, получают значения бокового зазора. В точных передачах зазор контролируют индикатором. Его устанавливают на стойке около одного из колес так, чтобы ножка индикатора упиралась в боковую поверхность зуба. Покачивая это колесо в обе стороны (второе колесо закреплено), по отклонению стрелки индикатора находят величину зазора. Боковой зазор в конических передачах можно при сборке изменять. Если, например, колесо сдвигать вдоль оси I–I (рис. 15.4, а) в направлении вершины начального конуса, зазоры в зацеплении уменьшатся, так как каждый зуб одного колеса входит между двумя зубьями другого как клин; наоборот, при раздвижении колеса боковые зазоры увеличатся. В этом и заключается принцип регулирования зацепления конических зубчатых колес.

В ряде случаев регулирование зацепления зубчатых колес осуществляют с помощью прокладок. Под упорные плоскости В и Г промежуточных втулок (рис. 15.4, а), в которые упираются зубчатые колеса, подкладывают набор стальных или латунных прокладок. Такие прокладки подаются на сборку толщиной 0,05; 0,1; 0,15; 0,2; 0,5; 0,8; 1,0; 1,5 мм. Требуемые прокладки из этого набора сборщик устанавливает в узел.

Для удобства регулирования зацепления прокладки делают обычно в виде полуколец.

В некоторых конструкциях конических передач зацепление регулируют не прокладками, а специальными винтами.