Зубчатые колеса

Типовые детали

К таким деталям относятся шестерни, звездочки, шкивы, блоки, детали гидравлических систем и т. д., т.е. те детали, геометрические размеры которых определяются некоторыми внешними параметрами [2]. Например, для зубчатых колес такими параметрами будут m (модуль) и Z (число зубьев), для блоков - D_Т (диаметр троса) и тип троса.

Они разделяются по типу зацепления на цилиндрические (зубчатый венец - цилиндрическая поверхность); конические (зубчатый венец - коническая поверхность); червячные (зубчатый венец - торовая поверхность).

используются зубчатые передачи для изменения направления вращения и преобразования момента вращения: n₁ ´ M₁ = n₂ ´ M₂, где: n₁, n₂ - число оборотов вала; M₁, M₂ - момент вращения на валу.

Отношение n₁ / n ₂ = Z₂ / Z ₁ = i - передаточное число, где Z₁, Z₂ - число зубьев сопрягаемых колес.

Величина передаваемого момента ограничивается модулем (m), определяющим геометрические размеры зуба. Отсюда, геометрические размеры венца (рис. 71) цилиндрического зубчатого колеса определяются m, Z, b и bз. где: b - угол наклона зуба, bз - длина зуба.

Зубчатое колесо с меньшим количеством зубьев в цилиндрических и конических передачах называют шестерней, в червячных - червяком.

Геометрические размеры ступицы зубчатого колеса Dст, Lст определяются диаметром вала D. Толщина диафрагмы tд определяется типом зацепления (наличие осевых нагрузок).

Взаимное положение ступицы и диафрагмы по отношению к венцу определяется смещениями БТ этих элементов Ест и Ед по отношению к БТ венца (БТ венца, как правило, - левый торец венца).

Расчетные параметры:

- торцовый модуль ms = m / Cos b;

- наружный диаметр венца De = ms ´ (Z + 2);

- делительная окружность Do = ms ´ Z;

- внутренний диаметр венца Dб = ms ´ (Z - 2.3);

- диаметр, определяющий толщину венца, D1 = De - 10m;

- диаметр ступицы Dст = 1.6D в;

- длина ступицы Lст = 0.9D в;

- толщина диафрагмы tд = 3.5m.

Размеры D1, Dcт, Lст, tд по отношению к расчетным округляются до 0.5 мм, кроме того они могут быть изменены по конструктивным и иным соображениям проектировщика.

Рис. 71

Для расчета геометрических размеров конических зубчатых колес дополнительно к перечисленным параметрам требуется или z сопрягаемого колеса или передаточное число i, т.к. необходимо определить (рис. 72):

- угол начального конуса для шестерни j₁ = arctg(z₂/z₁);

- угол начального конуса для колеса j₂ = arctg(z₁/z₂);

- угол наружного конуса a₁ = j₁ + arctg(2sin(j₁)/z₁);

a₂ = j₂ + arctg(2sin(j₂)/z₂);

- угол конуса по впадинам b₁ = j₁ - аrctg(2.4sin(j₁)/z₁);

b₂ = j₂ - arctg(2.3sin(j₂)/z₂);

- диаметр наружной окружности Dе = Do + 2m´Cos(j);

- расстояние от вершины начального диаметра Do до опорного торца шестерни A₁ = m(z₂/2 + 6);

- то же для колеса А₂ = m(z₁ / 2 + 6).

Размер А (А1 и А2) является монтажным размером пары зубчатых конических колес, измеряется с точностью до 0.001 мм и обязательно проставляется на рабочем чертеже детали.

Рис. 72

Для определения геометрических размеров червяка (рис. 73) следует дополнительно определить:

- осевой шаг t = m ´ p;

- диаметр делительной окружности Do = q ´ m; q выбирается из табл. 15;

- длина нарезанной части червяка L > (11 + 0.06z)m.

Рис. 73. Червяк

Угол исходного контура a = 20°.

На чертеже проставляются размеры De и L.

Зависимость коэффициента q от m Таблица 15

Для определения геометрических размеров зубчатого венца червячного колеса (рис. 74) необходимы дополнительно:

- межцентровое расстояние A = (mq + mz) / 2;

- радиус образующей (дуги) выступов зубьев R = A - De / 2;

- угол(центральный) между боковыми срезами зубьев колеса

tg(d/2)=2C´mp/Doч+1.2´mp;

- коэффициент C для определения угла d в зависимости от Z колеса:

Z 28 35 45 55 65 75 85

C 1.9 2.1 2.3 2.5 2.6 2.8 2.9

- наружный диаметр червячного колеса при однозаходном червяке

Dн» De + 2.0 m;

при двух и трехзаходном червяке

Dн» De + 1.5 m;

при четырехзаходном червяке

Dн» De + m;

- ширина обода червячного колеса

В = De´Sin(d/2) + 0.25mp.

Dоч - делительный диаметр червяка.

Основные параметры зубчатого колеса, которые не могут быть проставлены в форме размеров, на чертежах записываются в соответствующие типу зацепления табл. 16, 17, 18, 19.

Положение таблицы на поле чертежа - в правом верхнем углу в 20 мм от верхней линии рамки (рис. 75, 76).

На рабочих чертежах зубчатых колес проставляются только те параметры поверх-

ностей и размеры взаимного положения по-

Рис. 74 верхностей, которые необходимы для изготовления детали. Примеры выполнения рабочих чертежей рис. 75, 76.

Определяемые технологией изготовления параметры записываются в технические условия, например, литейные уклоны и радиусы, требования к отливке заготовки и т. п.

Цилиндрические Таблица 16

Червяки Таблица 17

Червячные колеса Таблица 18

Конические Таблица 19

Рис. 75

Рис. 76

Шкивы клиноременных передач (рис. 77)

Назначение клиноременных передач то же, что и зубчатых. Используются в тех случаях, когда необходимо исключить или сгладить знакопеременные и ударные нагрузки, например, на вал двигателя внутреннего сгорания при движении агрегата по пересеченной местности (например, зерноуборочного комбайна). Отличается шкив от зубчатого колеса тем, что на венце вместо зубьев выполнены канавки под ремень.

Рис. 77

Размеры венца определяются сечением ремня и количеством ремней. Тип ремня (О. А. Б. В) и их количество от 1 до 6 определяется величиной передаваемого момента вращения.

Размеры для выполнения венца следует взять из табл. 19. Ширина венца: в 1 = 2S + t(n - 1), где n - число ремней клиноременной передачи. На рис. 77 ширина венца в 1 = 2´6.5 + 11.5(3 – 1)=36. в = 10 (ширина канавки из

табл. 20 для j = 34° при типе ремня О).

Размеры S и t можно изменить, но расстояние между ремнями и ширина реборды Lр = t – 0.5´ S не может быть меньше 1 мм.

Таблица 20 Глубина паза h (рис. 79) равна разности наружного и внутреннего диаметров канавки: h = 80 – 60 = 10 мм.

Расчетный минимальный наружный диаметр шкива определяется типом ремня и натяжением на одну ветвь ремня в покое, но не может быть меньше наружного диаметра ступицы Dст. плюс 2h.

Размеры элементов ступицы зависят от диаметра вала и материала шкива и могут быть рассчитаны по формулам для ступиц зубчатых колес.

На чертеже проставляются те же размеры, что и на чертеже зубчатого колеса. К ним добавляются размеры венца (рис. 79).

Дата добавления: 2014-12-16