Оформление рабочего чертежа

Чертеж зубчатого колеса оформляют на листах стандартного формата. Каждый чертеж должен иметь:

-таблицу параметров;

-изображения детали с разрезами, необходимыми размерами, предельными отклонениями размеров и формы, параметрами шероховатости;

-основную надпись;

-технические требования.

4.1. Таблица параметров. В правом верхнем углу поля чертежа приводят таблицу параметров зубчатого венца (рис. 5), данные таблицы параметров берутся из расчета зубчатой передачи.

Таблица параметров состоит из трех частей, отделенных друг от друга сплошными основными линиями. В первой части таблицы приводят данные для нарезания зубьев колес, во второй - данные для контроля (в учебных проектах эту часть

можно не заполнять), в третьей - справочные данные. Неиспользуемые строки исключают или ставят прочерк.

В первой части таблицы параметров для цилиндрическихколес приводят: модуль т, число зубьев z, угол наклона b, направление линии зуба - правое, левое, шевронное; нормальный исходный контур со ссылкой на ГОСТ 13755-81; коэффициент смещения х; степень точности.

Вторую часть таблицы - одну - две строки оставляют свободной.

В третьей части таблицы приводят делительный диаметр d и обозначение чертежа сопряженного колеса.

Рис. 5

4.2. Размеры и предельные отклонения. На изображении цилиндрического зубчатого колеса должны быть указаны следующие размеры с допусками:

- ширина зубчатого венца b принимается из расчета зубчатой передачи, точность изготовления h14 если не оговариваются конструктивные особенности;

- диаметр вершин зубьев d_a выполняется по полям допуска h11 - для колес с модулем от 1 до 5 мм и h13 - для зубчатых колес с модулем более 5 мм. Установленный допуск не должен превышать 0,1 т;

- диаметр ступицы d_cm к этому размеру не выдвигается высоких требований по точности изготовления, его изготовляют с отклонением по h14;;

- длина ступицы l_cm в зависимости от конструкции самой передачи, среднее значение устанавливают h12;

- диаметр отверстия d_om точность изготовления этой поверхности определяет точность всей передачи, выполняется с полем отклонения Н7.

- шпоночный паз: ширина b - под шпонку для переходных посадок от JS9 до Р9, на размер d_om + t₂ (см. рис. 6) при ширине шпонки b до 6 мм принимают +0,1 мм, от 6 до 32 принимают +0,2 мм;

- размеры фасок f по 14 квалитету;

- толщину диска С, штамповочные радиусы и уклоны полученные в заготовительной операции (штамповке) не точнее 14 квалитета (значения штамповочных радиусов и углов можно также указывать в технических требованиях).

4.3. Обозначение шероховатости поверхностей. Из числа параметров шероховатости, установленных ГОСТ 2789—73, в машиностроении наиболее часто применяют:

Ra — среднее арифметическое отклонение профиля, мкм (основной из высотных параметров шероховатости; назначают на все обработанные поверхности);

Rz — высота неровностей профиля, мкм (определяют по пяти измерениям высот неровностей; назначают на поверхности, получаемые литьем, ковкой, чеканкой);

Для обозначения на чертежах шероховатости поверхностей применяют знаки (рис. 6, а - в). Высота h равна высоте размерных чисел на чертеже, высота H = (1,5... 3,0)h — в зависимости от объема записи.

Если вид обработки поверхности конструктор не устанавливает, то применяют знак по рис. 6, а. Это обозначение является предпочтительным. Если требуется, чтобы поверхность была образована обязательно удалением слоя материала, например точением, шлифованием, полированием и пр., применяют знак по рис. 6, б.

Если важно, чтобы поверхность была образована без удаления слоя материала (чеканка, накатывание роликами и пр.), применяют знак по рис. 6, в. Такой же знак применяют для обозначения шероховатости поверхностей, не обрабатываемых по данному чертежу.

Обозначение преобладающей шероховатости показывают в правом верхнем углу поля чертежа (рис. 6, г). Толщина линий и высота знака, заключенного в скобки, такая же, как в изображении на чертеже, а перед скобкой — в 1,5 раза больше.

а) б) в) г)

Рис. 6

Обозначение шероховатости рабочих поверхностей зубьев колес (эвольвентной поверхности) наносят на линии делительной окружности.

Числовое значение параметра шероховатости Ra можно принимать: для посадочных поверхностей отверстий d_om по табл. 13, для других поверхностей по табл. 14.

Таблица 13.

Значение параметра шероховатости

Интервалы размеров dom, мм	Квалитеты
Ra, мкм
Свыше 18 до 50	0,8	1,6	3,2
Свыше 50 до 120	1,6	3,2

Таблица 14.

Значение параметра шероховатости

Вид поверхности	Ra, мкм
Торцы ступиц зубчатых колес, базирующихся по торцу заплечиков валов, при отношении длины отверстия к диаметру lст /dот < 0,7 То же, при отношении lст /dот ³ 0,7	1,6 3,2
Торцы ступиц зубчатых колес, по которым базируют подшипники качения	1,6
Свободные (нерабочие) торцевые поверхности зубчатых колес	6,3
Профили зубьев зубчатых колес степеней точности:	0,4 0,8 1,6 3,2
Поверхности выступов зубьев колес	6,3
Фаски и выточки на колесах	6,3
Поверхность шпоночных пазов в отверстиях колес (рис. 7): рабочая нерабочая	1,6 3,2

Рис. 7

4.4. Определение основной базы. При посадках с натягом зазор в сопряжении деталей отсутствует и можно было бы предположить, что зубчатое колесо всегда устанавливают на валу точно, без перекоса. Однако практика показывает, что вследствие ряда причин колесо может быть установлено на валу с перекосом.

Нельзя указать точный критерий для оценки погрешности базирования при посадках с натягом, Приближенно, из опыта принимают

при l_cm /d_cm ³ 0,7 основная база - цилиндр (рис. 8, а);

при l_cm /d_cm < 0,7 основная база - торец (рис. 8, б).

4.5. Допуски формы и допуски расположения поверхностей. На рис. 8 показаны несколько зубчатых колес и условные обозначения баз и допусков формы и расположения поверхностей. В соответствии с позициями на этом рисунке в табл. 15 даны указания по определению допусков.

Назначение каждого из допусков:

- допуск цилиндричности посадочной поверхности (поз. 1)назначают, чтобы ограничить концентрацию контактных давлений;

- допуск перпендикулярности торца ступицы (поз. 2) задают, чтобы создать
точную базу для подшипника качения, уменьшить перекос его колец и искажение геометрической формы дорожки качения внутреннего кольца;

-допуск параллельности торцов ступицы узких колес (поз. 3)задают по тем
же соображениям, как и допуск перпендикулярности торца ступицы, поз. 2.

Таблица. 15.

Допуски формы и допуски расположения поверхностей

Позиция на рис. 8	Допуск
	Т /О/ » 0,5t, где t - допуск размера поверхности.
	Т ┴ на диаметре dст при lст /dот > 0,7 по табл. 16. Степень точности допуска при базировании подшипников: шариковых - 8, роликовых - 7.
	Т// на диаметре dст при lст /dот < 0,7 по табл. 16. Степень точности допуска при базировании подшипников: шариковых - 7, роликовых - 6.
	Т//» 0,5tшп; Т¸» 2 tшп, где tшп - допуск ширины шпоночного паза.

Таблица 16.

Допуск параллельности, перпендикулярности

Интервал размеров, мм	Допуск параллельности, перпендикулярности, мкм, при степени точности допуска
Св. 16 до 25
«25 «40
«40 «63
«63 «100

Если торцы ступиц не участвуют в базировании подшипников, то допуски по поз. 2и 3не назначают.

Допуски формы и допуски расположения после их определения округляют до ближайшего числа (мм) из ряда предпочтительных по табл. 17.

Таблица 17.

Ряд допуска формы и допуска расположения

0,001	0,0012	0,0016	0,002	0,0025	0,003	0,004	0,005	0,006	0,008
0,01	0,012	0,016	0,02	0,025	0,03	0,04	0,05	0,06	0,08
0,1	0,12	0,16	0,2	0,25	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8

а) б) в)

Рис. 8

4.6. Технические требования. Техническиетребования располагают над основной надписью (рис. 9), а при недостатке места - левее основной надписи. Записывают их в следующем порядке:

1. Требования к материалу, заготовке, термической обработке и к свойствам материала готовой детали (…HB, …HRC).

2. Указания о размерах (размеры для справок, радиусы закруглений, углы и др.).

3. Предельные отклонения размеров (неуказанные предельные отклонения и др.).

4. Требования к качеству поверхности (указания об отделке, покрытии, шероховатости).

Для размеров и предельных отклонений, приводимых в технических требованиях, обязательно указывают единицы измерения. Заголовок «Технические требования» не пишут.

Рис. 9

4.7. Основная надпись. Каждый чертеж должен иметь основную надпись по обрамляющей линии в правом нижнем углу поля чертежа для формата А4 по короткой стороне, а для остальных форматов - по длинной стороне.

В графах основной надписи формы 1 (см. рис. 10) указывают:

графа 1 — наименование изделия в именительном падеже (например - колесо зубчатое);

графа 2 — обозначение документа (например при выполнении курсовой работы КР …, практической работы - ПР …);

графа 3 — обозначение материала детали;

графа 4 — масса изделия (кг);

графа 5 — масштаб;

графа 6 — обозначение учебной группы.

Содержание остальных граф основных надписей не требует пояснения.

Рис. 10

ПРИМЕР 1. Рассчитать цилиндрическую закрытую косозубую передачу одноступенчатого редуктора. Исходные данные: вращающий момент на валу колеса Т₂ = 210Н×м, угловая скорость w₂ = 28 с^-1, передаточное число u = 3,55. Передача не реверсивная, нагрузка близка к постоянной, расположение зубчатых колес симметричное.

Расчет. Для получения сравнительно не больших габаритных размеров передачи, выбираем материал и термическую обработку III группы, тогда для шестерни и колеса будут одинаковыми материал и термическая обработка: легированная сталь 40ХН с твердостью поверхности Н₁ = Н₂ = 45…50 HRC.

1. Предварительное значение межосевого расстояния по формуле (1)

мм,

К = 6при Н₁ и Н₂ больше 45HRC,

Т₁ - вращающий момент на шестерне:

Н×м,

здесь h_з - кпд зацепления, для цилиндрических зубчатых передач h_з = 0,96…0,98.

Окружную скорость v, м/с, вычисляют по формуле (2) с учетом частоты вращения шестерни п₁:

об/мин,

м/с.

При v = 1,54 м/с по табл.2 назначаем 9 степень точности, п_ст = 9.

Уточненное значение межосевого расстояния по формуле (3):

,

здесь j_ba = 0,315 - коэффициент ширины, при симметричном расположении колес (по условию) и Н ³ 45 HRC.

K_H = K_HvK_HbK_Ha = 1,01 × 1,04 × 1,38 = 1,45

K_Hv= 1,01 по табл. 3.

= 1,07по табл. 4, для 6 схемы при найденном j_bd:

K_HW = 0,63 по табл. 5.

,

.

Допускаемое контактное напряжение по формуле (4)

МПа,

где s_Hlim предел контактной выносливости по табл. 6:

s_Hlim = 17 HRC_cp + 200 = 17 × 47,5 + 200 = 1007,5 МПа

S_H = 1,1;

Z_N = 1;

Z_R =1;

Z_v =1.

мм,

Принимаем а _W = 85 мм (табл. 7).

2. Предварительные основные размеры колеса делительный диаметр по формуле (5):

мм.

Ширина колеса по формуле (6):

b₂ = φ_baa_W = 0,315 × 85 = 26,77 мм.

Принимаем b₂ = 28 мм (табл. 7).

3. Модуль передачи.Максимально допустимый модуль по формуле (7)

мм.

Минимальное значение модуля по формуле (8)

,

К_т = 2,8×10³.

K_F = K_FvK_FbK_Fa =1,01× 1,06 × 1,6 = 1,71.

K_Fv = 1,01 по табл. 8.

.

.

Допускаемые напряжения изгибазубьев шестерни [s]_F1 и колеса [s]_F2 будут равны друг другу, т.к. шестерня и колесо выполнены из одного материала с одинаковой термической обработкой, т.е. [s]_F1 = [s]_F2 = [s]_F, тогда по (9)

МПа,

s_Flim = 700 МПа,по табл. 9.

S_F = 1,7.

Y_N = 1.

Y_R = 1.

Y_A = 1.

мм.

Принимаем т = 1,5 мм.

4. Минимальный угол наклона зубьев косозубых колес по формуле (10)

.

Суммарное число зубьев по формуле (11)

.

Принимаем z_S= 110.

Действительное значение b наклона зубьев по формуле (12)

.

5. Число зубьев шестерни по (13)

.

Принимаем z₁ = 25.

Коэффициент смещения для шестерни и колеса х₁ = x₂ = 0.

Число зубьев колеса по формуле (15)

z₂ = z_S - z₁ = 110 - 25 = 85.

6. Фактическое передаточное число по формуле (16)

.

Отклонение Δи фактического передаточного числа и_ф от заданного и

,

Условие Δи < 2,5 % не выполняется. Производим перерасчет.

Принимаем новые значения чисел зубьев для шестерни и колеса оставляя суммарное значение зубьев: z₁ = 24 и z₂ = 86, тогда и_ф и Δи:

и .

Принимаем z₁ = 24 и z₂ = 86.

7. Делительные диаметры

шестерни по формуле (17)

мм;

колеса по формуле (18)

d₂ = 2а_w - d₁ = 2×85 - 37,11 = 132,89 мм.

Диаметры d_a окружностей вершин и d_f впадин зубьев по формулам (19’):

d_a1 = d₁ + 2m = 37,11 + 2×1,5 = 40,11 мм,

d_f1 = d₁ - 2,5m = 37,11 - 2,5×1,5 = 29,61 мм,

d_a2 = d₂ + 2m = 132,89 + 2×1,5 = 135,89 мм,

d_f2 = d₂ - 2,5m = 132,98 - 2,5×1,5 = 129,14 мм.

8. Расчетное значение контактного напряжения по формуле (20)

МПа.

Проверяем превышение расчетного значения s_Н от допустимого [s]_H

Расчетного значения s_Н не превышает 5%, ранее принятые параметры передачи принимаем за окончательные.

9. Силы в зацеплении по формулам (21), (22), (23):

окружная Н;

радиальная Н;

осевая Н.

Пример оформления расположения сил показан на стр. 21.

11. Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба.

в зубьях колеса по формуле (24)

МПа,

Y_FS2 = 3,6 по табл. 10;

;

Y_e = 0,65.

Условие выполнено.

в зубьях шестерни по формуле (25)

МПа,

Y_FS1 = 3,91 по табл. 10.

Условие выполнено.

Все выбранные геометрические параметры зубчатой передачи соответствуют условиям прочности.

Параметры рассчитанной передачи

Параметр	Значение
Момент на ведомом валу Т2, Н×м
Частота вращения вала, мин^-1:
ведущего п1
ведомого п2	265,4
Угловая скорость вала рад/с:
ведущего w1	100,24
ведомого w2
Передаточное число и	3,58
Материал зубчатых колес:
шестерни	Сталь 40Х
колеса	Сталь 40Х
Твердость зубьев:
шестерни	45…50 HRC
колеса	45…50 HRC
Тип передачи	Косозубая
Угол наклона зубьев b	13,93°
Направление зубьев:
шестерни	Правое
колеса	Левое
Межосевое расстояние aw, мм
Число зубьев:
шестерни z1
колеса z2
Модуль зацепления т, мм
Диаметры делительных окружностей, мм:
шестерни d1	37,11
колеса d2	132,89
Силы действующие в зацеплении, Н:
окружная Ft	3287,5
радиальная Fr	1233,7
осевая Fa	815,4

ПРИМЕР 2. По данным примера 1 подобрать стандартную призматическую шпонку со скругленными торцами для рассчитанного колеса.

Решение. По формуле (30) определяем диаметр центрального отверстия колеса

мм.

По табл. 7 принимаем диаметр отверстия d_om = 32 мм.

Находим рабочую длину шпонки по формуле (33), при этом возьмем значение допускаемого напряжения смятия при стальной ступице [s]_см = 200 МПа, для центрального отверстия (вала) 32 мм по табл. 12 принимаем h = 8 мм, b = 10 мм:

мм

Полная длина шпонки:

l = b + l_p = 10 + 16,4 = 26,4 мм.

Окончательно принимаем длину шпонки по примечанию 1 к табл. 12 l = 28 мм.

Обозначение выбранной шпонки: Шпонка 10´8´28 ГОСТ 23360-78

ПРИМЕР 3. По данным примеров 1 и 2 спроектировать зубчатое колесо для условий среднесерийного производства и выполнить его чертеж.

Решение. Исходными данными для проектирования колеса являются: длина шпонки l= 28 мм и диаметр вершин зубьев d_a2 = 135,89 мм

Конструктивные элементы колеса.

1. Длина ступицы l_ст = l + (5…10) = 33…38 мм

Принимаем длину ступицы l_ст = 36 мм.

2. Конструкция колеса будет соответствовать рис. 4,б.

3. Диаметр d_сm ступицы по формуле (27), для стальной ступицы и шпоночного соединения колеса:

d_сm = 1,55 d_om = 1,55 × 32 = 49,6 мм.

Принимаем по табл. 7 d_сm= 50 мм.

4. Ширину S торцов зубчатого венца по формуле (31):

S = 2,2т + 0,05 b₂= 2,2 × 1,5 + 0,05× 28 = 4,7 мм.

5. Фаски на торцах зубчатого венца f = 0,6 × т = 0,9 мм.

Принимаем по табл. 11 f = 1 мм.

6. Фаски на торцах ступицы при d_сm= 50 мм по табл. 11 f = 1,6 мм.

7. Фаска на торцах центрального отверстия при d_оm= 32 мм по табл. 11 f = 1,2 мм.

8. Толщина диска по формуле (32):

С¢» 0,5(S + S_cm) = 0,5 × (4,7 + 9) = 6,85 мм,,

где S_cm = 0,5(d_cm - d_om) = 0,5 × (50 - 32) = 9 мм,

С¢¢ ³ 0,25b₂= 0,25 × 28 = 7 мм.

Принимаем по табл. 7 С = 8 мм.

Дата добавления: 2015-07-02