Реечные передачи

Расчет реек

Зубчатая
реечная передача состоит из колеса и рейки с исходным контуром по ГОСТ 13755—81
с прямыми или косыми зубьями.

49. Формулы для расчета реек

Рис. 27. Базовые поверхности рейки

Базовыми поверхностями рейки назы­вают поверхности, относительно которых задается
положение делительной прямой и направление зуба рейки (рис. 27).

Допуски на изготовление зубчатых реек

Допуски распространяются на зубчатые рейки и зубчатые реечные передачи, со­стоящие из
цилиндрического прямозубого или косозубого зубчатого колеса и рейки с исходным
контуром по ГОСТ 13755—81 с модулем зубьев от 1 до 40мм, с рабочей шириной
рейки до 630мм с точностью зубчатого колеса по ГОСТ 1643—81.

Термины и обозначения приведены в табл. 21. Они или однозначны указанным в таблице, или слово «колесо» следует заме­нить словом «рейка». Остальные термины и
обозначения пояснены в примечаниях к таблицам. Определения — по ГОСТ 10242-81.

Степени точности и виды сопряжении.

1. Устанавливаются двенадцать степеней точности зубчатых реек и реечных передач,
обозначаемых в порядке убывания точности цифрами: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
10, 11 и 12.

Примечание. Для степеней точности 1 и 2 допуски и предельные от­клонения не приведены. Эти степени предусмотрены для будущего развития.

Для степеней точности 3,4, 11 и 12 до­пуски и предельные отклонения см. ГОСТ 10242-81.

2. Для каждой степени точности зубчатых реек и передач устанавливаются нормы:
кинематической точности, плавности, плавности работы и контакта зубьев.

50. Виды сопряжений и гарантированные боковые зазоры

Примечание. Сопряжение вида В гарантирует минимальную
величину бокового зазора, при котором исключается возможность заклинивания
реечной передачи из чугуна или стали от нагрева при разности температур
зубчатого колеса, рейки и корпуса в 25°С.

3.Допускается комбинирование норм кинематической точности, плавности рабо­ты и
контакта зубьев зубчатых реек и пере­дач разных степеней точности.

4. При комбинировании норм разных степеней точности нормы плавности рабо­ты реек могут
быть не более чем на две степени точнее или на одну степень грубее норм кинематической
точности.

Нормы контакта зубьев реек не могут быть грубее норм плавности работы зубчатых реек.

Точность зубчатых колес реечных пере­дач по нормам плавности не должна быть грубее
степеней точности реек по соответ­ствующим нормам.

5. Независимо от степени точности зубчатых колес, реек и реечных передач
устанавливается шесть видов сопряжений в реечной передаче А, В, С, D, Е, Н и
пять допусков на боковой зазор T_jn, обоз­начаемых в порядке убывания
буквами а, b, с, d, h (табл. 50).

6.Гарантированный боковой зазор в каждом сопряжении обеспечивается при соблюдении
предусмотренных классов от­клонений монтажного размера (для сопряжений Н и Е —
II класса, а для сопряжений D, С, В и А — классов III, IV, V к VI
соответственно).

Допускается изменять соответствие ме­жду видом сопряжения и классом отклоне­ний монтажного размера.

7. Точность изготовления зубчатых реек и передач задается степенью точности, а требования к боковому зазору — видом сопряжения по нормам бокового зазора и видом допуска на
боковой зазор.

Пример условного обоз­начения точности зубчатой рейхи со степенью точности 7 по всем трем нор­мам, с видом сопряжения В и неизменен­ным соответствием между видами сопря­жения и допуска на боковой зазор и номе­ром стандарта на рейку:

7-В ГОСТ 10242- 81.

Условное обозначение точности реечной передачи включает указание о точности зубчатого
колеса по ГОСТ 1643-81, рейки с допусками по ГОСТ 10242—81 и номера
соответствующих стандартов.

Пример условного обоз­начения точности реечной передачи со степенью точности 7 по всем трем нормам для колеса и рейки, с видом сопряжения В и соответствием между видами сопряжения и допуска на боковой зазор и номерами стандартов на зубчатое колесо и рейку:

7-В ГОСТ 1643-81 / 7-В ГОСТ 10242-81

8. При комбинировании норм разных степеней точности и изменении соответст­вия между
видом сопряжения и видом до­пуска на боковой зазор точность зубчатых реек и
реечных передач обозначается по­следовательным написанием трех цифр и двух
букв. Между собой и от слитно пишу­щихся букв цифры разделяются тире.

Первая цифра обозначает степень по нормам кинематической точности,

вторая — степень по нормам плавности работы,

третья — степень по нормам контакта зубьев.

Первая из букв обозначает вид сопря­жения, вторая — вид допуска на боковой зазор.

Пример условного обоз­начения точности реечной передачи, состоящей из указания точности зубчатого колеса со степенью точности 8 по нормам кинематической точности, со степенью 7 по нормам плавности работы и степенью 7 по нормам контакта зубьев, с видом сопря­жения В и видом допуска а и рейки со сте­пенями точности, видом сопряжения и ви­дом
допуска 9—8—8—Ва соответственно и номеров стандартов на зубчатое колесо и
рейку:

8-7-7-Ва ГОСТ 1643-81 / 9-8-8-Ва ГОСТ 10242-81

При назначении грубого класса откло­нений монтажного размера, чем предусмот­рено
для данного вида сопряжения (табл. 59), в условном обозначении точности
передачи указывается принятый класс и уменьшенный гарантированный зазор,
рассчитанный по формуле

j’_nmin = j_nmin– 0,68(|f’_a|-|f_a|)

где j_nmin– гарантированный боковой зазор для данного вида сопряжения;

f_a– предельное отклонение монтажного размера для данного вида сопряжения;

f’_nmin и f’_a— измененные значения.

Пример условного обоз­начения точности реечной передачи со степенью точности 7 по всем нормам, с видом сопряжения С, видом допуска на боковой зазор а и классом отклонений монтажного размера V (при расчетном мон­тажном расстояния a’_R = 450мм, j_nmin
= 123мкм) и номерами стандартов на зубчатое колесо и рейку:

7- Са/V-123 ГОСТ 1643-81 / 7- Ca/V-123 ГОСТ 10242- 81

Примечание.При принятия более точного класса
отклонений монтажного размера наименьший зазор в передаче будет больше зазора,
указанного в табл. 59. В этом случае увеличенный гарантированный зазор может не
указываться в условном обозначении точности передачи.

Нормы точности. 1.
Показатели кинема­тической точности, плавности работы и контакта зубьев в
передаче устанавливаются по табл. 51, 52, 53.

51. Показатели кинематической точности

Примечание. Если кинематическая точность зубчатого колеса относительно ра­бочей оси соответствует требованиям ГОСТ 1643—81, рейки относительно базовых по­верхностей соответствуют требованиям ГОСТ 10242—81 и требование селективной сборки не выдвигается, контроль кинематической точности передачи необязателен.

52. Показатели плавности работы

Примечания:

1. Если плавность ра­боты зубчатого колеса соответствует требова­ниям, предъявляемым
ГОСТ 1643—81, а плавность работы рейки — требованиям ГОСТ 10242—81, контроль
плавности реечных передач необязателен.

2. При соответствии плавности передачи требованиям ГОСТ 10242—81 контроль плавности
зубчатого колеса и зубчатой рейки не является обязательным.

53. Показателя, определяющие контакт зубьев в передаче

Примечания:

1. f_xr и f_yr – для передач с нерегулируемым расположением звеньев.

2. Нормы суммарного пятна контакта не являются обязательными и применяются при
соглашении между изготовителем и потреби­телем.

2. Допуски и предельные отклонения по нормам кинематической точности, нормам плавности работы и нормам контакта зубь­ев для различных степеней точности зубчатых реек
и передач устанавливаются по табл. 54—58.

3. Нормы кинематической точности кроме F_rr, F”_ir у нормы плавности
работы, кроме f’_ir, и нормы контакта зубьев в реечной передаче,
кроме f_xr и f_yrв зависи­мости от условий работы по правым
и ле­вым профилям зубьев, допускается на­значать из разных степеней точности.

4. В тех случаях, когда производится продольная или профильная модификация боковых
поверхностей зубьев или когда предусматриваются специальные требова­ния к форме
и расположению суммарного пятна контакта или способам его обнаруже­ния,
показатели и нормы, определяющие контакт зубьев в передаче, устанавливаются
независимо от табл. 58.

5. Комплексы показателей точности в соответствии с п. 1 и показатели, обеспечивающие
гарантированный боковой зазор, устанавливаются изготовителем. Каждый
установленный комплекс показате­лей, используемый при приемке реек и передач,
является равноправным с другим.

При сравнительной (например, расчет­ной) оценке влияния точности передач на их
эксплуатационные качества предпочтительными являются функциональные показатели
F’_ior, F’_ir, f’_ior, f’_ir и относи­тельные
размеры суммарного пятна контак­та.

6. Непосредственный контроль зубчатых реек и передач по всем показателям уста­новленного
комплекса не является обяза­тельным, если изготовитель существующей у него
системой контроля точности производства гарантирует выполнение соответст­вующих
требований ГОСТ 10242—81.

7. Требования к точности зубчатой рейки устанавливаются относительно базо­вых
поверхностей.

Погрешности, вносимые при использо­вании в качестве измерительной базы по­верхностей,
имеющих неточность формы и расположения относительно базовых по­верхностей,
должны быть учтены или ком­пенсированы уменьшением производствен­ного допуска.

54. Нормы кинематической точности (показатели F‘_ir,
F_pr, F_pgr), мм

Примечания:

1. Обозначения: F_pg – предельные накопленные отклонения шага зубчатой
рейки.

2. Для определения F’_i принимают F_p в зависимости от степени
точности по нормам кинематической точности, a f_f — в зависимости от
степени точности по нормам плавности работы (табл. 57).

55. Нормы кинематической точности (показатели F“_ir,
F_rr), мкм

Примечание. Принятые обозначения: F_i”
– допуск на колебание измерительного рас­стояния на длине рейки; F_r
– допуск на колебание утоняющего смещения зуба.

56. Нормы кинематической точности (показатель F‘_ior)

Примечание. Допуск на кинематическую
(наибольшую) погрешность реечной передачи рассчитывают по формуле

F’_io = K(F’_i1 + F’_i2),

где К – по табл. 56 в зависимости от u = z₂/z₁; здесь z₂
– число зубьев рейки на рабочей длине; z₁ – число зубьев зубчатого
колеса; F’_i1 – по ГОСТ 1643—81; F’_i2 – по табл. 54.

Принятое обозначение F’_io — допуск на кинематическую (наибольшую) погрешность
реечной передачи. Допуск на кинематическую (наибольшую) погрешность реечной
передачи F’_io при ее селективной сборке может быть уменьшен, исходя
из расчета.

57. Нормы плавности работы (показатели f‘_ir,
f_ptr , f_fr, f”_ir), мкм

Примечание. Допуск на местную кинематическую
погрешность зубчатой реечной пере­дачи рассчитывается по формуле

f’_io = |f_pt1| + |f_pt2|,

где f_pt1– по ГОСТ 1643-81; f_pt2 – по табл. 57.

58. Нормы контакта зубьев в передаче (показатели:F_β,
f_x, f_yв мкм, суммарное пятно контакта)

Продолжение табл. 58

Примечание.Нормы пятна контакта, приведенные в
табл. 58 в скобках, не являются обязательными и применяются при соглашении
между изготовителем и потребителем.

Нормы бокового зазора.

1. Величины га­рантированного бокового зазора j_nmin, для различных видов
сопряжений устанавлива­ется независимо от степеней точности зубчатых колес,
реек и передач и их ком­бинирования по табл. 59.

2. Предельные отклонения монтажного размера f_а устанавливаются в
соответствии с видом сопряжения или, если это указано в условном обозначении
точности пере­учи, с классом отклонений монтажного размера (табл. 59).

3. Наименьшее дополнительное смещение исходного контура Е_Hs и
наименьшее уклонение толщины зуба Е_ss устанавлива­йся соответственно
по табл. 60 и 52 в зависимости от вида сопряжения и степени точности по нормам
плавности работы.

4. Допуск на смещение исходного кон­тура Т_Н и допуск на толщину зуба T_s
уста­навливаются по табл. 61 и 63 в зависимости от вида сопряжения или допуска
бокового зазора и степени точности по нормам ки­нематической точности.

5. Для передач с нерегулируемым рас­положением звеньев показателями, обес­печивающими
гарантированный боковой зазор, являются:

для зубчатых реек E_Нs (табл. 60) или Е_ss (табл. 62);

для реечных передач предельные откло­нения монтажного размера f_а.

Для передач с регулируемым располо­жением звеньев показателем, обеспечи­вающим
гарантированный боковой зазор, является j_{n min}.

59. Нормы бокового зазора, мкм (показатель f_аr
— отклонение монтажного размера; j_nmin — гарантированный боковой
зазор)

*Расчетный монтажный размер a’_R: a’_R = ½(d +35m).

Примечание. Принятое обозначение ±f_a — предельные отклонения монтажного размера.

60. Нормы бокового зазора (показатель E_Hsr),
мкм

61. Нормы бокового зазора, мкм (Т_Н – допуск на смещение исходного контура)

62. Нормы бокового зазора (показатель E_ssr),
мкм

Примечание. Принятое обозначение Еss- наименьшее отклонение толщины зуба.

63. Нормы бокового зазора, мкм (T_s – допуск на толщину зуба)

Правила выполнения чертежей зубчатых реек

На изображении зубчатой рейки указывают длину нарезанной части рейки.

В первой части таблицы параметров приводят степень точности и вид сопряже­ния по нормам
бокового зазора по соответ­ствующему стандарту и обозначение этого стандарта.

Во второй части таблицы параметров приводят данные для контроля, например толщину зуба s_y
и измерительную высоту h_ay.

На чертеже рейки с нестандартным исходным контуром приводят данные для контроля по нормам:
кинематической точности; плавности работы; контакта зубьев в передаче; бокового
зазора.

Примеры указания параметров зубчатого венца на чертежах зубчатых реек приведены в табл.
64 и 65.

64. Пример указания параметров зубчатого венца на
чертеже прямозубой зубчатой рейки со стандартным исходным контуром

Модуль – m

Нормальный исходный контур

Степень точности

Данные для контроля взаимного положения разноименных профилей зубьев

Число зубьев– z

Нормальный шаг – p_n

65. Пример указания параметров зубчатого венца на
чертеже косозубой зубчатой рейки со стандартным исходным контуром

Модуль – m

Угол наклона– β

Направление линии зуба

Нормальный исходный контур

Степень точности

Данные для контроля взаимного положе­ния разноименных профилей зубьев

Число зубьев – z

Нормальный шаг – p_n