Технология ремонта зубчатых колес диплом
Обновлено: 07.07.2024
В сборочных единицах машин часто применяют открытые передачи, в которых зубчатые колеса и звездочки испытывают большие нагрузки и не защищены от действия влаги и пыли. Это является причиной быстрого износа зубчатых колес. Кроме того, используют закрытые зубчатые передачи в виде отдельных сборочных единиц: редукторов, коробок передач и др.
При работе передач в подобных условиях возникают в зацеплении дополнительные динамические нагрузки, вызываемые деформациями зубчатых колес и валов, а также опор и корпусов вследствие неизбежных неисправностей изготовления и монтажа. При ремонте машин на местах их использования зубчатые колеса с изношенными зубьями, как правило, не восстанавливают, а заменяют новыми.
Для замены зубчатых колес в закрытых передачах часто требуется демонтаж с полной разборкой сборочной единицы.
Зубчатые колеса относятся к категории дорогостоящих деталей. Поэтому на ремонтных базах, не оснащенных необходимым оборудованием для изготовления колес, возможно восстановление наплавкой изношенных зубьев, напрессовкой зубчатых венцов, вдавливанием и другими способами.
Поступающие в ремонт зубчатые колеса могут иметь следующие неисправности: изнашивание рабочей поверхности зубьев; выкрошивание и поломка зубьев; образование трещин, задиров, вмятин и раковин; износ посадочных мест зубчатых колес и шпоночных пазов; нарушение правильного положения зубчатых колес и дефекты сборки.
Степень износа зубьев определяют зубомером.
Зубчатые передачи считаются непригодными для эксплуатации, если величина их износа превысила предельно допустимое значение, которое устанавливается для каждой передачи техническими условиями на ремонт данной машины. Изношенная зубчатая передача может быть отремонтирована: наплавкой отдельных зубьев, сплошной наплавкой всего обода, методом деформации, методом ремонтных размеров и слесарно-меха-ническими способами.
Зубья шестерен после обычной наварки зачищают и наплавляют тонким слоем твердого сплава сормайт. Наплавка зубьев производится в ванне с водой.
Для наплавки боковых поверхностей зубьев шестерню устанавливают в ванне и наплавку начинают со второго зуба от поверхности воды. Пламенем газовой горелки наплавляемый зуб разогревают, после чего прутком сормайта наносят флюс-буру и наплавляют зуб до требуемого размера.
Таким же способом производится наплавка зубьев мартенсито-вым чугуном. Отремонтированные зубья после этого обрабатывают абразивным кругом с зернистостью 36—46. Профиль обработанных зубьев проверяется специальными шаблонами.
Изношенные зубья по торцам некоторых шестерен восстанавливают газовой или электродутовой наплавкой. В качестве присадочного прутка используют электроды из высокоуглеродной стали или твердых сплавов. При плавке, чтобы избежать отпуск или коробление, шестерни погружают в воду так, чтобы над поверхностью выступала только лишь наплавляемая торцовая часть шестерни.
При сборке зубчатых колес следует исходить из предусмотренных стандартами норм точности: кинематической, контакта зубьев и гарантированного зазора.
Для нормальной работы зубчатых колес должны быть соблюдены два основных условия: линия касания зубьев должна находиться на начальной окружности обоих колес; переход от одного зуба к другому должен быть плавным, без толчков и рывков. Зазор между зубьями имеет большое значение для правильной работы зубчатых колес.
Нормальный боковой зазор между зубьями шестеренчатых передач выбирается по техническим условиям на сборку 0,06—0,1 модуля. Радиальный зазор должен быть не менее 0,16—0,20 модуля.
Поступающие в ремонт зубчатые колеса могут иметь следующие дефекты:
износ зубьев по рабочему профилю;
один или несколько сломанных зубьев;
одну или несколько трещин в венце, спице или ступице;
смятие поверхностей отверстия или шпоночной канавки в ступице;
смятие шлицев и закруглений торцов зубьев.
Наплавка производится толстообмазанными электродами Э-ЗУ, Э-42, ОММ-5 и др. После наплавки колесу дают медленно остыть. Для этого все колесо или ту его часть, где наплавлен зуб, зарывают в горячий песок.
Восстановление зубьев наплавкой целесообразно только в том случае, когда другие способы применить невозможно.
При ремонте и замене зубчатых колес необходимо также убедиться в том, что на посадочных поверхностях нет задиров, вмятин и других повреждений, препятствующих нормальной посадке колес на вал или на другие детали. Если такие повреждения имеются, их обязательно устраняют расточкой посадочного отверстия и постановкой переходной втулки, а при незначительных износах — зачисткой отверстия наждачной шкуркой.
Шестерни с изношенными зубьями восстанавливают постановкой новых зубчатых венцов. Венцы шестерен заменяют в тех случаях, когда шестерня имеет сменный венец или когда из-за поломки зубьев одного венца у блока шестерен нецелесообразно выбраковывать дорогостоящие детали.
Зубчатые колеса часто восстанавливают заменой части детали. Часто в блоке шестерен с двумя-тремя венцами один сильно изношен, а другие находятся еще в хорошем состоянии. Такой блок восстанавливают заменой изношенного венца. Для этого необходимо отжечь изношенный венец, затем его отрезать и проточить до размера, обеспечивающего посадку с натягом нового венца, толщина которого должна составлять 2—2,5 высоты зуба. Новый венец напрессовывают на подготовленное место и стопорят заклепками, винтами или прихватывают электродуговой сваркой.
Данный тип механизма получил очень большое распространение в машиностроении и предназначен для передачи движения с изменением угловой скорости (момента) по величине и направлению за счет зацепления зубчатых колес. По взаимному расположению осей ведущего и ведомого валов различают передач
1. Цилиндрические зубчатые передачи с параллельными осями валов.
Виды передач:
- Прямозубая. Зубья шестерни 1 и колеса 2 параллельны осям валов. Широко применяется в коробках скоростей и подач, редукторах, отличается простотой в изготовлении. Плавность зацепления падает с уменьшением числа зубьев z. При z
3. Передача шестерня - рейка, получающаяся при бесконечно большом числе зубьев колеса. Служит для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот.
4. Конические с пересекающимися осями. Зубья могут быть прямыми, косыми (тангенциальными) и круговыми, в соответствии с чем возрастает плавность, бесшумность и нагрузочная способность передачи, но затрудняется изготовление.
5. Гипоидные с перекрещивающимися осями. Имеют высокую плавность и бесшумность работы и способны передавать большие нагрузки. Передаточное число обычно не превышает 10. Применяются в автомобильных трансмиссиях, текстильном машиностроении, станкостроении (особенно прецизионном).
6. Винтовые с перекрещивающимися осями. Имеют низкую нагрузочную способность. Передаточное число обычно не превышает 5. Используются в малозагруженных приводах, главным образом в приборах.
Передаточное число зубчатой передачи представляет собой отношение числа зубьев колеса z2 к числу зубьев шестерни z1. u=z2/z1.
По форме профиля зуба различают зацепления:
1. Эвольвентное. Имеет наибольшее распространение. Характеризуется углом профиля α. В соответствии с ГОСТ 13755-81 α=20°. Размеры зубьев характеризуют модуль m. Значения модуля m=mn в соответствии с ГОСТ 9563-60:
2. Циклоидальное и упрощенные его разновидности - часовое и цевочное. Применяются в основном в приборостроении. Основное достоинство - малое минимальное число зубьев - 6 и, как следствие, большое передаточное число (до 15); недостатки - трудности изготовления и монтажа.
3. Круговое (зацепление Новикова), Отличается малогабаритностью, высокой нагрузочной способностью, большим передаточным числом, высоким к.п.д. и низким уровнем шума; Недостатки - значительные осевые нагрузки на вал, чувствительность к колебаниям нагрузки и изменению межосевого расстояния. Применение в машиностроении пока ограничено, используется при передаче больших постоянных нагрузок.
По окружной скорости различают передачи тихоходные (v 15 м/с).
Ремонт зубчатых колес
Технические требования к ремонту и сборке цилиндрических зубчатых колес:
1. В зависимости от назначения и окружной скорости зубчатые колеса должны быть изготовлены соответствующей степени точности.
2. Рабочий профиль зубьев не должен иметь раковин, трещин, царапин и других дефектов.
3. Переключающееся зубчатое колесо должно иметь закругление торцов зубьев со стороны вхождения его в зацепление с неподвижным колесом.
4. Неподвижно сидящие на валу колеса не должны иметь качки, а переключаемые колеса должны легко и плавно перемещаться по валу.
5. Предельные отклонения элементов зубчатых цилиндрических передач регламентированы ГОСТ 1643-81.
6. Отклонение межосевого расстояния не должно превышать допускаемых величин. При его увеличении возрастают динамические нагрузки и шум, а при уменьшении возможно заклинивание и поломка зубьев. Схемы контроля межосевого расстояния в корпусе цилиндрической зубчатой передачи представлены на схеме.
7. Непараллельность и перекос осей сопрягающихся колес не должны превышать допускаемых величин во избежание повышенного износа зубьев из-за уменьшения фактической длины зоны их контакта.
8. Радиальное биение зубчатого колеса не должно превышать допускаемых величин. Радиальное биение по начальной окружности проверяется путем закладывания калиброванного ролика во впадину между зубьями. Разность показаний индикатора, подводимого к ролику при повторении операции через 3-4 зуба до полного оборота зубчатого колеса, дает величину радиального биения.
9. Торцовое биение венца и ступицы зубчатого колеса не должно превышать допускаемых величин.
10. Гарантированный боковой зазор в зацеплении должен соответствовать выбранному виду сопряжения. При его увеличении возрастают динамические нагрузки и шум, а при уменьшении повышается нагрев и возможно заклинивание.
Боковой зазор в передаче проверяют с помощью щупа или свинцовых проволочек, которые закладывают между зубьями с нерабочей стороны и замеряют по толщине после прокатывания зубчатых колес.
11. При окружных скоростях зубчатых колес выше 3-5 м/с рекомендуется проводить их статическую балансировку.
12. Правильность зацепления зубчатой пары проверяют на краску, для чего зубья малого колеса покрывают тонким слоем краски.
13. Испытание собранных зубчатых передач осуществляют вначале на холостом ходу в течение 6-8 ч для ответственных и 2-3 ч для неответственных передач, начиная с малых частот вращения и доходя до номинальных, затем передачу нагружают последовательно 25 % полной нагрузки (3 ч), 50 % (3-4 ч), 75 % (4-5 ч) и 100% (1-2 ч). После каждого этапа испытаний появившиеся дефекты устраняют.
14. Термически необработанные колеса обкатывают с эталонным зубчатым колесом со смазкой смесью керосина и машинного масла. Притирку закаленных колес осуществляют с помощью пасты ГОИ.
15. Повышенный шум при работе зубчатой передачи недопустим и указывает на дефекты: значительные ошибки в шаге или искаженный профиль зубьев (удары, сильное гудение); радиальное биение (пульсирующий шум); повышенная шероховатость поверхности зубьев (скрип).
Ремонт и сборка конических зубчатых передач
11. Собранная передача обкатывается и испытывается под нагрузкой. Правильно отрегулированная передача должна работать плавно, без шума.
12. Повышенный шум и нагрев колес до температуры выше 50 °С свидетельствует о недостаточном боковом зазоре.
13. Тугое проворачивание от руки колес на каком-либо участке указывает на наличие биения конуса вершин.
Червячные передачи
Червячные передачи служат для передачи движения с изменением угловой скорости (момента) между двумя скрещивающимися (обычно под углом 90°) осями. Сопряженными элементами такого типа передачи являются червяк и червячное колесо. Передаточное число передачи представляет собой отношение числа зубьев червячного колеса z2 к числу заходов червяка z1:
u= z2 / z1 = n1 / n2
где n1 и n2 - частоты вращения червяка и червячного колеса соответственно. Обычно передаточное число находится в интервале от 7 до 100 (чаще 10-80), но может быть значительно больше;
Передаваемые мощности до 60 кВт, к.п.д. сравнительно низкий: 0,7-0,92 (пропорционально количеству заходов червяка).
Червяки изготовляют заодно с валом или насадными. Число заходов, установленных ГОСТ 2144-76: 1; 2; 4. Делительный диаметр червяка d1=qm, где q - коэффициент диаметра червяка. ГОСТ 2144-76 устанавливает два ряда значений для q:
1) 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25 и 7,1;
2) 9; 11,2; 14; 18 и 22,4;
m - модуль зацепления представляет собой отношение количества заходов на червячном колесе к числу пи. Стандартизованы значения m, мм: 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10; 12,5; 16; 20; 25 (значения m менее 2 мм не приведены).
По форме боковой поверхности витков червяка различают:
а) архимедов червяк (обозначение ZA) - прямолинейный профиль в осевом сечении;
б) конволютный червяк (обозначение ZN) - прямолинейный профиль в нормальном к витку (ZN1) или ко впадине (ZN2) сечении;
в) эвольвентный червяк (обозначение Z1) - эвольвентный профиль в торцовом сечении.
материалы для червячных передач
Точность червячных передач регламентирована ГОСТ 3675-81. Число и обозначение степеней и норм точности, видов сопряжения червяка с червячным колесом, а также условные обозначения точности червячных передач аналогичны этим факторам для зубчатых передач. Основными дефектами деталей являются: износ рабочих поверхностей зубьев червячного колеса и витков червяка, задиры на них, выкрошивание или поломка зубьев колеса, износ посадочных поверхностей, трещины, износ опорных шеек вала червяка или колеса. При износе увеличивается мертвый ход в передаче. Неравномерный износ зубьев по длине указывает на несовпадение средней плоскости колеса с осевой плоскостью червяка. Износ посадочных мест или опор валов вызывает осевой люфт червяка или колеса. Наличие бронзовой пыли в механизме указывает на прогрессирующее истирание зубьев колеса вследствие отсутствия или недостаточности смазки.
Ремонт червячных передач
Так как червячные передачи используют как правило для передачи большого момента, основным видом поломок данного типа передач является износ. Изношенный червяк или червячное колесо как правило подлежит замене. При сборной конструкции колеса - выпрессовывают зубчатый венец и напрессовывают кольцо, на котором нарезают зубья. При износе зубьев лишь с одной стороны колесо переворачивают другой стороной.
Технические, требования к ремонту и сборке червячных передач:
1. Степень точности передачи по всем нормам точности, а также вид сопряжения должны соответствовать назначению передачи. Для кинематических передач предусмотрены 3 - 6-я, а для силовых передач 5 - 9-я степени точности.
2. Рабочий профиль зубьев колеса и витков червяка не должен иметь царапин, раковин, трещин и других дефектов.
3. Предельные отклонения элементов червячных передач регламентированы ГОСТ 3675—81.
4. Отклонение межосевого расстояния не должно превышать допускаемых величин приведенных в справочных таблицах. Схемы контроля межосевого расстояния червячной передачи представлены на схеме.
5. Отклонение межосевого угла, выражающееся линейной величиной на ширине зубчатого венца червячного колеса, не должно превышать допускаемого
6. Радиальное биение червяка и червячного колеса не должно превышать допускаемого
7. Гарантированный зазор в зацеплении должен соответствовать выбранному виду сопряжения
Технические требования к ремонту и сборке цилиндрических зубчатых колес:
1. В зависимости от назначения и окружной скорости зубчатые колеса должны быть изготовлены соответствующей степени точности.
2. Рабочий профиль зубьев не должен иметь раковин, трещин, царапин и других дефектов.
3. Переключающееся зубчатое колесо должно иметь закругление торцов зубьев со стороны вхождения его в зацепление с неподвижным колесом.
4. Неподвижно сидящие на валу колеса не должны иметь качки, а переключаемые колеса должны легко и плавно перемещаться по валу.
5. Предельные отклонения элементов зубчатых цилиндрических передач регламентированы ГОСТ 1643-81.
6. Отклонение межосевого расстояния не должно превышать допускаемых величин. При его увеличении возрастают динамические нагрузки и шум, а при уменьшении возможно заклинивание и поломка зубьев. Схемы контроля межосевого расстояния в корпусе цилиндрической зубчатой передачи представлены на схеме.
Технические требования к ремонту и сборке цилиндрических зубчатых колес:
1. В зависимости от назначения и окружной скорости зубчатые колеса должны быть изготовлены соответствующей степени точности.
2. Рабочий профиль зубьев не должен иметь раковин, трещин, царапин и других дефектов.
3. Переключающееся зубчатое колесо должно иметь закругление торцов зубьев со стороны вхождения его в зацепление с неподвижным колесом.
4. Неподвижно сидящие на валу колеса не должны иметь качки, а переключаемые колеса должны легко и плавно перемещаться по валу.
5. Предельные отклонения элементов зубчатых цилиндрических передач регламентированы ГОСТ 1643-81.
6. Отклонение межосевого расстояния не должно превышать допускаемых величин. При его увеличении возрастают динамические нагрузки и шум, а при уменьшении возможно заклинивание и поломка зубьев. Схемы контроля межосевого расстояния в корпусе цилиндрической зубчатой передачи представлены на схеме.
Читайте также: