Приложение ДА (справочное). Рекомендации по применению различных типов модифицированного исходного контура зуба рейки

Приложение ДА
(справочное)

Рекомендации
по применению различных типов модифицированного исходного контура зуба рейки

(Эти рекомендации являются дополнительными относительно рекомендаций международного стандарта ISO 53 и приведены для учета параметров, имеющихся в ранее действующих межгосударственных и национальных стандартах, устанавливающих рекомендации в части параметров исходного контура и профильной модификации, а также другие рекомендации.)

ДА.1 Модифицированный исходный контур зуба рейки

Модифицированный исходный контур зуба рейки применяют для достижения у зубчатых передач высоких эксплуатационных характеристик по уровню шума, низкой виброактивности и высокой несущей способности. Отличительными элементами модифицированного исходного контура являются: увеличенные или несимметричные углы исходного контура, обеспечивающие высокую контактную прочность зубьев; приграничная зона и притуплённая вершина контура обеспечивают исключение интерференции кромок зубьев и уменьшение концентраций напряжений; нормируемая толщина вершины исходного контура увеличивает прочность и позволяет максимально использовать несущую поверхность зубьев.

Форма и размеры модифицированного исходного контура должны соответствовать форме и размерам, указанным на рисунке ДА.1, а также в таблице ДА.1.

ДА.2 Термины и определения

В настоящем стандарте применены дополнительные к п. 3 и ГОСТ 16530-83 термины с соответствующими определениями:

ДА.2.1 основная сторона исходного контура (basic side profile): одна из двух сторон, принимаемая для разделения сторон по признакам - ответственности, номинальных расчетов, метрологического контроля и т.д. Основная сторона исходного контура состоит из основного главного профиля, переходной кривой и кривой притупления вершины.

ДА.2.2 смежная сторона исходного контура (adjacent side basic profile): сторона, имеющая общую вершину с основной стороной исходного контура. Смежная сторона исходного контура состоит из смежного главного профиля, переходной кривой и кривой притупления вершины. Элементы смежной стороны идентифицируются символом N.

ДА.2.3 совпадающий исходный контур зуба рейки (mating basic rack tooth profile): Очертание зуба рейки, отраженного исходного контура зуба рейки по горизонтальной делительной прямой Р-Р и смещенного на половину шага относительно оси А-А, а также при дополнительно отраженного исходного контура зуба рейки по основной вертикальной оси симметрии контура А-А (см. рисунок ДА.1).

ДА.3 Обозначения

Обозначения параметров, используемых в настоящем приложении, и единицы их измерений приведены в таблице ДА.1.

Таблица ДА.1 - Обозначения и единицы измерения параметров

Обозначение параметра по стандарту			Наименование параметра	Единица измерения параметра
[1]	[2]	[3]
	c		Радиальный зазор между исходным контуром и совпадающим исходным контуром	мм
	0,5.P		Окружная ширина впадины исходного контура	мм
	-		Приграничная зона главного профиля - зазор, обеспечивающий отсутствие интерференции вершины совпадающего исходного контура с переходной кривой основного исходного контура, измеряемый по направлению оси А-А от точки касания закругленной вершины совпадающего исходного контура с главным профилем зуба и точкой пересечения переходной кривой с главным профилем зуба	мм
			Высота головки зуба исходного контура	мм
		+c	Высота ножки зуба исходного контура	мм
	-		Прямолинейный участок по высоте ножки исходного контура	мм
			Высота зуба исходного контура	мм
	#		Общая высота исходного контура и совпадающего исходного контура	мм
m			Модуль	мм
p	P		Шаг	мм
	-		Толщина вершины зуба исходного контура	мм
	-		Прямолинейный участок в основании ножки исходного контура	мм
	0,5 P		Толщина зуба исходного контура	мм
	-		Величина поднутрения	мм
	-		Угол поднутрения	градус
	(для двух сторон профиля)		Угол профиля основной стороны	градус
	-		Угол профиля смежной стороны	градус
			Радиус кривизны переходной кривой исходного контура	мм
	-		Радиус кривизны линии притупления кромки вершины зуба исходного контура	мм

ДА.4 Модифицированный исходный контур

ДА.4.1 Форма и размеры исходного контура должны соответствовать форме и размерам, указанным на рисунке ДА.1 и в таблице ДА.2.

ДА.4.2 Для модифицированного исходного контура с модулем т величина шага равна р = .

ДА.4.3 Стороны модифицированного исходного контура - прямые на отрезках (K-L) и () от точек касания кривой притупления кромки вершины до точки пересечения главного профиля с переходной кривой.

Рисунок ДА.1 - Модифицированный исходный контур и совпадающий модифицированный исходный контур

ДА.5 Типы модифицированного исходного контура

В зависимости от основных эксплуатационных характеристик альтернативно стандартному исходному контуру зуба (рисунок 1, таблица 2) и исходным контурам с углом главного профиля = 20° (таблица А.1) могут быть использованы следующие типы модифицированных исходных контуров (таблица ДА.2):

- исходный контур зуба 1 с выбранным поднутрением обеспечивает устойчивую реализуемость поднутрения зубьев при минимальной высоте ножки зубьев, рекомендуется использовать для зубчатых колес, обработанных шлифованием, с высоким крутящим моментом и повышенными требованиями к виброактивности;

- исходный контур зуба 2 обеспечивает наиболее высокую изгибную прочность зубьев 6 - 7 степени точности, рекомендуется использовать для зубчатых колес с высоким крутящим моментом без повышенных требований к виброактивности;

- исходный контур зуба 3 обеспечивает высокий коэффициент перекрытия, рекомендуется использовать для высокоточных зубчатых передач с высокими требованиями к уровню шума и вибрациям;

- исходный контур зуба 4 обеспечивает наибольшую толщину слоя смазки, рекомендуется использовать для колес планетарных передач.

Основные параметры различных типов модифицированных исходных контуров приведены в таблице ДА.2.

Таблица ДА.2 - Параметры различных типов исходных контуров

Обозначение параметра	Типы модифицированных исходных контуров
	1	2	3	4
	25°	28°	22°	33°
	25°	28°	22°	20°
*	1	0,9	-	-
*	0,20328	0,18438	0,25	0,3
*	0,02	0,02	0,02	0,02
*	1,20328	1,08438	-	-
*	0,35208	0,34754	0,37	0,3
*	0,35208	0,34754	0,37	0,3
*	-	-	0,35	0,35
*	0,25	0,25	0,2	0,25
*	ПО?	002	0	0,02

ДА.6 Модификация профиля зубьев исходного контура

ДА.6.1 Для уменьшения влияния погрешностей профиля зубьев на плавность работы цилиндрических зубчатых передач и для компенсации колебаний упругой податливости зубьев рекомендуется применять исходный контур с модификацией профиля зуба. Схемы модификации исходного контура приведены на рисунке ДА.2

Рисунок ДА.2 - Общие схемы модификации исходного контура

ДА.7 Основные параметры модификации профиля исходного контура

Специфические значения , и ; и другие параметры модификации профиля зуба устанавливаются либо экспериментальным путем, либо расчетом, учитывающим степень точности колес, статистические характеристики типичных геометрических и монтажных погрешностей, упругую податливость зубьев, зависят от метода производства, настоящим стандартом не определены.

ДА.8 Основные виды модификации профиля зубьев исходных контуров

В зависимости от основных технологических и конструктивных условий могут применяться различные наборы параметров модификаций.

На рисунке ДА.3 показаны основные типы диаграмм, в таблице ДА.3 приведены рекомендации по применению модификации профиля.

Рисунок ДА.3 - Типы диаграмм модификации профиля в виде отклонения от эвольвенты

Таблица ДА.3 - Параметры модификации профиля для различных типов диаграмм отклонений от эвольвенты и область их применения

Тип диаграммы профиля	Применение
I	Выполняется путем изменения основного шага на одном из колес так, чтобы вход зубьев в зацепление происходил без кромочного удара
Г	Передачи с повышенными требованиями по шуму и вибрациям под нагрузкой. Выполняется либо на зубьях ведомого колеса, либо на двух колесах одновременно
L	Передачи с повышенными требованиями по шуму и вибрациям под нагрузкой. Выполняется либо на зубьях ведущего колеса, либо на двух колесах одновременно
К	Многопоточные передачи с повышенными требованиями по шуму и вибрациям под нагрузкой. Этот вид модификации допускается применять на зубьях только одного из колес
С	Передачи, работающие на переменных режимах нагружения и с высокими требованиями по шуму и вибрациям под нагрузкой
D	Передачи с зубчатыми колесами с коэффициентом перекрытия, большим 1,7, и высокими требованиями по шуму и вибрациям под нагрузкой

В технически обоснованных случаях допускается применять модификацию профиля комбинированного типа, например LC, ID и т.д.

Пример условного обозначения стандартного исходного контура с параметрами по таблице 2: Исходный контур ГОСТ 13755-2015 (ISO 53:1998)

То же, типа D по таблице А.1:

Исходный контур D ГОСТ 13755-2015 (ISO 53:1998)

Пример условного обозначения модифицированного исходного контура типа 2 по таблице ДА.2:

Исходный контур 2 ГОСТ 13755-2015

Пример условного обозначения модифицированного исходного контура типа 3 по таблице ДА.2 с модификацией профиля типа D по таблице ДА.3:

Исходный контур 3D ГОСТ 13755-2015

Пример условного обозначения модифицированного исходного контура типа 4 по таблице ДА.2 с модификацией профиля типа ГС по таблице ДА.3 и специфицированными углами исходного контура:

Исходный контур 4 ГС (33/25) ГОСТ 13755-2015

Примечания

1 Допускается и рекомендуется увеличение радиуса кривизны , если это не нарушает правильности зацепления в передаче, предельное значение определяется формулами (2) и (3).

2 Допускается и рекомендуется применять различные радиусы кривизны и , назначая больший радиус на более нагруженной стороне профиля, если это обеспечивает правильное сопряжение радиусов и на окружности впадин.

3 Допускается увеличение радиального зазора цилиндрической зубчатой передачи, вызванное изменением диаметра впадин, до 0,35m при обработке зубчатых колес долбяками или шеверами и до 0,4m при обработке под зубошлифование.

4 Допускается изготавливать зубчатые колеса винтовых передач в соответствии с исходным контуром, установленным настоящим стандартом.

5 Зубчатые колеса передач внутреннего зацепления могут изготавливаться в соответствии с исходным контуром внешнего зацепления, если это не нарушает правильности зацепления в передаче.

6 При доводке параметров модификации расчетным или экспериментальным путем следует учитывать большое влияние даже незначительных вариаций параметров модификации на виброактивность, поэтому параметры модификации и переходные кривые, полученные при доводке передачи, рекомендуется назначать с их предельными отклонениями.

7 Уменьшение колебаний (вибраций) зубчатых передач с колесами, имеющими модифицированный исходный контур с модификацией профиля типов Г, L, K и С, происходит вследствие того, что в зацеплении создается встречное перемещение колес, направленное противоположно перемещению, вызываемому упругой податливостью зубьев. Для компенсации такого перемещения требуется дополнительная энергия, которая порождает дополнительные силы, действующие на зубья, что является причиной увеличения контактных и изгибных напряжений. Однако при работе зубчатой передачи на частотах параметрического резонанса эти же силы уменьшают динамические нагрузки. Это сложное явление должно учитываться при расчетах несущей способности зубчатых передач.