Ремонт зубчатых колес

Износ зубчатых передач представляет собой довольно серьезный дефект, который должен быть устранен сразу же после обнаружения, так как дальнейшая эксплуатация механизма может привести к частичному или полному разрушению. При износе зубьев выше допускаемого зубчатые колеса заменяют или ремонтируют следующими способами:
1. При износе лишь одной стороны зубьев цилиндрическое колесо переворачивают для работы другой стороны зубьев. При этом у несимметричных колес ступицу подрезают с одной стороны, а с другой прикрепляют или приваривают втулку.
2. Зубчатый венец срезают, изготовляют кольцо, которое напрессовывают на оставшуюся часть колеса и стопорят; производят обтачивание венца и нарезание на нем зубьев.
3. Наплавляют зубья газовой или дуговой сваркой по медным шаблонам прутками из соответствующего материала с последующей механической и термической обработкой. Для мелких зубьев наварку ведут сплошным слоем.
4. В малоответственных тихоходных передачах в колесе выфрезеровывают участок со сломанным зубом (форма прямоугольная или в виде «ласточкина хвоста»), в полученный паз крепят винтами или сваркой вставку.
5. Для замены одного из колес блока его отжигают (при необходимости) и стачивают, изготовляют и напрессовывают новый зубчатый венец, который стопорят винтами, штифтами, шпонкой или сваркой.
6. При износе посадочного отверстия колеса его восстанавливают путем растачивания и запрессовки в него ремонтной втулки. Возможна также наплавка отверстия с последующим растачиванием.
7. Ремонт шпоночного паза или шлицев описан в предыдущих разделах сайта.
8. При смятии торцов зубьев колесо протачивают или прошлифовывают с торца.
9. Трещины на ободе крупных колес либо заваривают, либо стягивают накладками с обеих сторон и крепят винтами. При трещине на ступице ее на небольшой длине протачивают под напрессовку бандажирующего кольца.

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.

Допускаемые отклонения межосевого расстояния цилиндрической
зубчатой передачи по нормам бокового зазора, мкм

Межосевое расстояние, мм	Вид сопряжения
	Н, Е	D	С	В	А
До 80	±16	±22	±35	±60	±100
от 80 до 125	±18	±28	±45	±70	±110
от 125 до 180	±20	±30	±50	±80	±120
от 180 до 250	±22	±35	±55	±90	±140
от 250 до 315	±25	±40	±60	±100	±160
от 315 до 400	±28	±45	±70	±110	±180
от 400 до 500	±30	±50	±80	±120	±200

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.

Допускаемые отклонения от параллельности осей колес в цилиндрической
зубчатой передаче по нормам контакта зубьев, мкм

Степень точности	Ширина зубчатого венца (полушеврона)
	до 40	от 40 до 100	от 100 до 160	от 160 до 250	от 250 до 400
6	9	12	16	20	25
7	11	16	20	25	28
8	18	25	32	40	45
9	28	40	50	63	71

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.

Допускаемое радиальное биение колес цилиндрической зубчатой передачи по нормам кинематической точности, мкм

Степень точности	Модуль m, мм
	Делительный диаметр dω, мм	от 1 до 3,5	от 3,5 до 6,3	от 6,3 до 10	от 10 до 16
6	До 125	25	28	32	-
	от  125 до 400	36	40	45	50
	от 400 до 800	45	50	56	63
	от 800 до 1600	50	56	63	71
7	До 125	36	40	45	-
	от  125 до 400	50	56	63	71
	от 400 до 800	63	71	80	90
	от 800 до 1600	71	80	90	100
8	До 125	45	50	56	-
	от  125 до 400	63	71	80	90
	от 400 до 800	80	90	100	112
	от 800 до 1600	90	100	112	125
9	До 125	71	80	90	-
	от  125 до 400	80	100	112	125
	от 400 до 800	100	112	125	160
	от 800 до 1600	112	125	140	160

9. Торцовое биение венца и ступицы зубчатого колеса не должно превышать допускаемых величин.

Контрольные ролики для проверки радиального биения зубчатых колес

Модуль зубчатого колеса, мм	Диаметр ролика, мм	Длина ролика, мм	Модуль зубчатого колеса, мм	Диаметр ролика, мм	Длина ролика, мм	Модуль зубчатого колеса, мм	Диаметр ролика, мм	Длина ролика, мм
1	1,8	15	3	5,40	35	6	10,8	70
1,25	2,25	18	3,25	5,85	38	6,5	11,7	75
1,5	2,7	20	3,5	6,30	42	7	12,6	85
1,75	3,15	22	3,75	6,75	45	8	14,4	95
2	3,60	25	4	7,20	50	9	16,2	105
2,25	4,05	28	4,5	8,10	55	10	18,0	115
2,5	4,50	30	5	9,0	60	11	19,8	125
2,75	4,95	32	5,5	9,9	65	12	21	135

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.

Допускаемое биение торцов ступицы зубчатых и червячных колес, мкм

Степень кинематической точности	Диаметр посадочного отверстия, мм
	до 50	от 50 до 80	от 80
6	20	30	40
7	20	30	40
8	30	40	50
9	30	40	50

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.

Гарантированный боковой зазор в цилиндрических зубчатых передачах, мкм

Межосевое расстояние, мм	Вид сопряжения
	H	Е	D	С	B	А
До 80	0	30	46	74	120	190
от 80 до 125	0	35	54	87	140	220
от 125 до 180	0	40	63	100	160	250
от 180 до 250	0	46	72	115	185	290
от 250 до 315	0	52	81	130	210	320
от 315 до 400	0	57	89	140	230	360
от 400 до 500	0	63	97	155	250	400

14. Термически неоsбработанные 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).