ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
Зубчатые передачи служат для передачи моментов сил с одного вала на другой с заданным соотношением угловых скоростей.
Классификация зубчатых передач:
1. отсчетные передачи (измерительные приборы, делительные цепи металлорежущих станков, счетно-решающие механизмы, кассы);
2. скоростные передачи (турборедукторы, зубчатые передачи автомобильных коробок скоростей);
3. силовые передачи (грузоподъемные механизмы, краны).
Основные точностные требования:
1. для отсчетных передач это согласованность углов поворота ведомого и ведущего колес;
2. для скоростных передач – плавность работы (отсутствие вибрации и шума);
3. для силовых передач, которые передают большие крутящие моменты и работают при малых скоростях, – прочностные требования.
Установлено двенадцать степеней точности для зубчатых колес: 1,2,3, …, 10, 11, 12. Для каждой степени точности установлены три нормы точности:
1. норма кинематической точности;
2. норма плавности;
3. норма контакта.
Кинематическая точность зубчатых колес и передач,
Ее нормирование
Кинематическая точность характеризуется с помощью кинематической погрешности.
Кинематическая погрешность передачи 
− это разность действительного 
и номинального 
углов поворота ведомого колеса передачи. Они выражаются в линейных единицах длиной дуги делительной окружности.
,
где
.
− наибольшая кинематическая погрешность передачи;
− допуск на наибольшую кинематическую погрешность передачи.
Кинематическая погрешность колеса 
− это разность действительного и номинального углов поворота колеса на его рабочей оси, ведомого точным измерительным колесом при отсутствии непараллельности и перекоса их осей.
|
|
1 − приводное зубчатое колесо;
2 – исследуемое зубчатое колесо;
3 – эталонное измерительное зубчатое колесо;
4 – датчик рассогласования углов поворота зубчатого колеса;
5 – регистрирующее устройство (самописец).
− наибольшая кинематическая погрешность зубчатого колеса;
− допуск на наибольшую кинематическую погрешность зубчатого колеса.
Кинематическая погрешность определяется параметрами, погрешности которых проявляются один раз за оборот колеса:
1. погрешность обката 
;
2. накопленная погрешность шага 
;
3. радиальное биение зубчатого венца 
;
4. погрешность колебания длины общей нормали 
;
5. колебание измерительного межосевого расстояния за один оборот 
.
, , , , − частные (дифференцированные) показатели.
, − комплексные показатели кинематической точности.
, , характеризуют тангенциальную составляющую кинематической погрешности, , − радиальную составляющую.
При контроле кинематической точности зубчатого колеса с помощью дифференцированных показателей используют комплексы из двух показателей, один из которых характеризует тангенциальную составляющую, а другой – радиальную. Например, и ; и .
Норма кинематической точности важна для отсчетных передач, т.к. она характеризует согласованность углов поворота ведущего и ведомого колес.
Плавность работы зубчатых колес и передач,
Ее нормирование
Плавность работы определяется наличием погрешностей, многократно циклически повторяющихся за оборот колеса и вызывающих скачкообразный характер кривой кинематической погрешности. Т.к. функция кинематической погрешности является периодической, то ее можно разложить в ряд Фурье аналитически или с помощью приборов-анализаторов.
|
|
,
где 
− это спектр амплитуд; k – номер гармоники.
Плавность работы характеризуется параметрами, погрешности которых многократно повторяются за оборот колеса. Например, погрешности шага, погрешности профиля зуба.
Для характеристики плавности работы используют разложение в ряд Фурье функции кинематической погрешности. Частота, амплитуда гармоник этого разложения позволяют характеризовать плавность работы.
Показателем плавности является циклическая погрешность передачи 
и циклическая погрешность колеса 
, равные удвоенной амплитуде соответствующей гармонической составляющей кинематической погрешности передачи или колеса. Эти показатели ограничены допуском на циклическую погрешность передачи 
и колеса 
. Данные показатели являются комплексными. Наиболее часто используется циклическая погрешность зубцовой частоты, у которой номер гармоники равен числу зубьев колеса k = z: 
и 
. Одним из показателей плавности работы является местная кинематическая погрешность 
, равная наибольшему скачку на кривой кинематической погрешности. Она ограничена допуском 
.
Плавность работы важна для скоростных передач.