Наиболее часто в различных машинах применяют зубчатые колёса среднего диаметра (примерно от 80 до 200 мм). Такие колёса изготавливают дисковыми (рисунок 3а). Колёса большего диаметра делают со спицами (рисунок 3б), а небольшого – сплошным, т.е. без диска и без спиц (рисунок 3в).
- а) б) в)
-
- а – дисковое зубчатое колесо; б – зубчатое колесо со спицами; в – сплошное зубчатое колесо.
- Рисунок 3 – Виды зубчатых колес
Основными элементами зубчатого колеса (рисунок 4) являются зубья, каждый зуб состоит из головки зуба и ножки: Зубья находятся на ободе колеса и вместе с ободом составляют зубчатый венец: более тонкая часть колеса – диск соединяет ступицу с ободом, внутри ступицы делают отверстие для вала с пазом для шпонки. Шлицевое соединение показано на покадровых рисунках 25, 26, 27, или в демоверсии на компакт диске. На рисунке 4 показаны условные изображения элементов зубчатого колеса.
da – окружность вершин – это самая большая окружность, ограничивающая вершины головок зубьев колес: её условно изображают сплошной основной линией.
d – делительная окружность, делящая каждый зуб на две неравные части: меньшую – головку зуба и большую – ножку зуба: её условно изображают штрихпунктирной тонкой линией.
Рисунок 4 – Условные изображения элементов зубчатого колеса
df – окружность впадин, проходящая по очертаниям впадин между зубьями: её условно изображают сплошной тонкой линией.
dоб – окружность обода, обозначающая внутреннее очертание обода. dст – окружность ступицы, обозначающая внешнее очертание ступицы. dв – диаметр окружности отверстия для вала.
h– высота зуба.
hа – высота головки зуба. hf – высота ножки зуба.
Pn – нормальный шаг зубьев – кратчайшее расстояние по делительной или начальной поверхности зубчатого колеса между эквидистантными одноименными теоретическими линиями соседних зубьев.
S – толщина зуба. Z – число зубьев.
- m – нормальный модуль зубьев – это линейная величина в p раз меньшая нормального шага зубьев.
- bпаза – ширина шпоночного паза.
- tj – глубина шпоночного паза.
- При выполнении рабочего чертежа зубчатого колеса при заданных исходных данных, согласно таблице 1, необходимо рассчитать элементы зубчатого колеса по формулам, приведенным в таблицах 2, 3.
Таблица 1 – Исходные данные для расчета.
| Наименование параметра | Обозначение | Числовые значения |
| Число зубьев колеса | z | Смотри вариант задания |
| Модуль | m | |
| Диаметр отверстия колеса | dв |
Таблица 2 – Расчет основных геометрических параметров цилиндрической зубчатой передачи
| Наименование параметра | Обозначение | Расчётная формула |
| Межосевое расстояние | aw | a = (Zколеса + Zшестерни )m w 2 |
| Делительный диаметр | d | d = Z × m |
| Диаметр вершин зубьев | dа | da = m × (Z + 2) |
| Диаметр впадин зубьев | d f | d f = m × (Z — 2,5) |
| Радиальный зазор | C | C = 0,25 × m |
| Высота головки зуба | h f | h f = m |
| Высота ножки зуба | ha | ha = 1,25 × m |
| Высота зуба | h | h = 2,25 × m |
| Нормальный шаг | Pn | Pn = p × m |
Основные элементы и параметры зубчатых колес
- Содержание:
- Основные элементы и параметры зубчатых колес
- Основные элементы и параметры зубчатых колес
- В зубчатых передачах вращение тяги достигается за счет взаимодействия одного выступа тяги (зубьев) и другого зуба тяги (выступов). Основными деталями таких зубчатых колес являются зубчатые колеса, объемными элементами которых являются корпус зубчатого колеса, зубчатое колесо и желоб. Конструкция зубчатой передачи зависит от типа зубчатой передачи. Основные типы: цилиндрическая, коническая, гипоидная, червячная, червячная и др.
Цилиндрические зубчатые колеса подразделяются на цилиндрические цилиндрические зубчатые колеса, косозубые зубчатые колеса, угловые зубчатые колеса и т. Д., А также эвольвентные, циклоидальные и другие типы зубьев. Рисунок 123. Сетка эвольвентного цилиндрического зубчатого колеса: зубная паста Расширенный цилиндр На рисунке показан наиболее поврежденный вентиляционный механизм и главный полицейский, а также параметры этого механизма. Профиль эвольвентного зубца 123 формируется путем скатывания по основной окружности колеса без скольжения по прямой линии.
Класс точности характеризует характеристики измерительного прибора, но не является показателем точности измерения, так как при определении погрешности измерения необходимо учитывать погрешность метода, настройки и т.д. Людмила Фирмаль
Основная окружность колеса 1 представляет собой круг, а его развертка представляет собой теоретический профиль зуба.
Начальная окружность 2 представляет собой окружность, в которой заданная пропорция угловой скорости колеса обеспечивается за счет фрикционного сцепления с окружностью другого передаточного колеса: = d s . Разделить круг— Круг, который является основой для определения элементов и размеров зуба.
Для некоррелированных передач начальный круг и круг основного тона совпадают. Линия 3 сетки это путь к общей точке контакта зубов. Угол зацепления е это угол между линией зацепления и прямой, перпендикулярной центральной линии.
- Основным круговым шагом зубца P1b является расстояние между одноименными профилями от соседних зубьев вдоль дуги первого круга. В принципе Нормальный шаг Pn это расстояние между параллельными касательными для двух одинаковых профилей зубьев. Нормальный модуль зубца t представляет собой линейное значение, в 1 раз превышающее нормальный шаг зуба Через модуль определяются все размеры редуктора. Например, d = tg. Где r количество зубьев шестерни. Значения модуля стандартизированы в диапазоне 0,5 100 мм. Точность зубчатых колес и зубчатых колес установлена на 12 градусов и показана в порядке увеличения от 1 до 12 (ГОСТ 1643 81).
Каждая точность соответствует следующему. Стандарт кинематической точности, ограничивающий погрешность угла поворота колеса. Ограничивает норму плавности работы, неравномерность движения колеса за оборот.
Определяет стандарт контакта зуба и целостность рабочих поверхностей зуба друг с другом. Метрики критериев кинематической ошибки включают погрешность шага зубчатого колеса, радиальное биение зубчатого венца и нормальную вибрацию нормальной длины.
Индикаторы на основе гладкости локальная ошибка движения, отклонение шага, ошибка профиля зуба и т. Д.
В начале измерения зубчатое колесо вращается так, что стрелка индикатора устанавливается на ноль, а измерительный наконечник рычага входит в контакт с основанием боковой части измерительных зубьев. Людмила Фирмаль
Индикаторы критериев контакта с зубами индикаторы, обеспечивающие гарантированный боковой зазор, такой как общее пятно контакта, ошибка направления зуба, ошибка линии контакта, отклонение межосевого расстояния, общая нормальная длина Отклонение, отклонение толщины зуба и т. Д. Стоматологические измерительные приборы делятся на два типа: мольберт, на котором установлены проверенные колеса, и депозит, прикрепленный к колесам, проверенный зубцами или желобами.
Основные элементы зубчатого колеса — Мастерок
Зубчатые передачи широко применяют в транспортных, сельскохозяйственных машинах и в промышленном оборудовании. С их помощью изменяют по величине и направлению скорости движущихся частей станков и передают от одного вала к другому усилия и крутящие моменты. Крутящий момент равен произведению силы на плечо, кГм.
Рис. 116. Основные элементы зубчатого колеса
Элементы зубчатого колеса. В каждом зубчатом колесе (рис. 116) различают три окружности: делительную окружность, окружность выступов, окружность впадин, а следовательно, три соответствующих им диаметра.
Делительная, или начальная окружность зубчатого колеса делит зуб по высоте на две неравные части: верхнюю, называемую головкой зуба, и нижнюю, называемую ножкой зуба. Высоту головки обозначают h’, а высоту ножки h». Диаметр этой окружности обозначается D д .
Окружность выступов зубчатого колеса – это окружность, ограничивающая сверху профили зубьев колеса. Обозначают ее D e .
Окружность впадин зубчатого колеса проходит по основанию впадин зубьев и обозначается D i.
Расстояние между серединами двух соседних зубьев, измеренное по дуге делительной окружности, называется и обозначается буквой t.
Величина элемента зубчатого колеса задается в долях модуля (m). Модуль показывает долю диаметра начальной окружности в миллиметрах, приходящуюся на один зуб, т. е,
где z – число зубьев зубчатого колеса.
Если шаг, выраженный в миллиметрах, разделить на число π=3,14, то также получим модуль, т. е. m=t/π мм, а тогда шаг будет t=mπ.
Дуга делительной окружности S в пределах зуба называется , дуга S’ – шириной впадин. Размер b зуба по линии, параллельной оси колес, называется длиной зуба.
Радиальный зазор δ (см. рис. 118,б)-кратчайшее расстояние между вершиной зуба и основанием впадины сопряженного колеса.
Боковой зазор зубчатого колеса С п (см. рис. 118, б)-кратчайшее расстояние между нерабочими профильными поверхностями смежных зубьев, когда их рабочие поверхности находятся в контакте.
- С модулем связаны все элементы зубчатого колеса:
- высота головки зуба h’ = m;
- высота ножки зуба h» =1,25 m;
- высота всего зуба h= h’+h»=m+1,25m = 2,25m.
- Зная число зубьев z, с помощью модуля можно определить диаметр делительной окружности зубчатого колеса.
Читать также: Марки легированных сталей и их расшифровка
Диаметр окружности выступов (диаметр заготовки зубчатого колеса) вычисляют по формуле:
D e =D д +2h’=zm+2m=(z+2)m.
Формулы, с помощью которых можно определить параметры цилиндрических зубчатых колес в зависимости от модуля и числа зубьев z, приведены в табл. 8.
Таблица 8 Формулы для расчета параметров цилиндрических зубчатых колес
Наиболее часто в различных машинах применяют зубчатые колёса среднего диаметра (примерно от 80 до 200 мм). Такие колёса изготавливают дисковыми (рис. 3 а). Колёса большего диаметра делают со спицами (рис. 3 б), а небольшого – сплошным, т.е. без диска и без спиц (рис. 3 в).
Рис. 3. Виды зубчатых колес: а – дисковое зубчатое колесо;
б – зубчатое колесо со спицами; в – сплошное зубчатое колесо
Основными элементами зубчатого колеса (рис. 4) являются зубья, каждый зуб состоит из головки зуба и ножки. Зубья находятся на ободе колеса и вместе с ободом составляют зубчатый венец: более тонкая часть колеса – диск соединяет ступицу с ободом, внутри ступицы делают отверстие для вала с пазом для ш
понки. Шлицевое соединение показано на покадровых рис. 25 – 27 или в демоверсии на компакт диске. На рис. 4 показаны условные изображения элементов зубчатого колеса.
Рис. 4.
Условные изображения элементов зубчатого колеса: df – окружность впадин, проходящая по очертаниям впадин между зубьями: её условно изображают сплошной тонкой линией; dоб – окружность обода, обозначающая внутреннее очертание обода; dст – окружность ступицы, обозначающая внешнее очертание ступицы; dв – диаметр окружности отверстия для вала; h– высота зуба; hа – высота головки зуба; hf – высота ножки зуба; da – окружность вершин – это самая большая окружность, ограничивающая вершины головок зубьев колес: её условно изображают сплошной основной линией; d – делительная окружность, делящая каждый зуб на две неравные части: меньшую – головку зуба и большую – ножку зуба: её условно изображают штрихпунктирной тонкой линией; Pn – нормальный шаг зубьев – кратчайшее расстояние по делительной или начальной поверхности зубчатого колеса между эквидистантными одноименными теоретическими линиями соседних зубьев; S – толщина зуба; Z – число зубьев; m – нормальный модуль зубьев – это линейная величина в раз меньшая нормального шага зубьев; bпаза – ширина шпоночного паза; tj – глубина шпоночного паза.
Читать также: Сталь и железо в чем разница
При выполнении рабочего чертежа зубчатого колеса при заданных исходных данных, согласно табл. 1, необходимо рассчитать элементы зубчатого колеса по формулам, приведенным в табл. 2, 3.
Зубча́тое колесо́ или шестерня́ [1] , зубчатка [2] — основная деталь зубчатой передачи в виде диска с зубьями на цилиндрической или конической поверхности, входящими в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса.
Обычно термины зубчатое колесо, шестерня, зубчатка являются синонимами, но некоторые авторы называют ведущее зубчатое колесо шестернёй, а ведомое — колесом [2] . Происхождение слова «шестерня́» доподлинно неизвестно, хотя встречаются предположения о связи с числом «шесть». Л. В. Куркина, однако, выводит термин из слова «шест» (в смысле «ось») [3] .
Зубчатые колёса обычно используются па́рами с разным числом зубьев с целью преобразования крутящего момента и числа оборотов валов на входе и выходе.
Колесо, к которому крутящий момент подводится извне, называется ведущим, а колесо, с которого момент снимается — ведомым.
Если диаметр ведущего колеса меньше, то крутящий момент ведомого колеса увеличивается за счёт пропорционального уменьшения скорости вращения, и наоборот.
В соответствии с передаточным отношением, увеличение крутящего момента будет вызывать пропорциональное уменьшение угловой скорости вращения ведомой шестерни, а их произведение — механическая мощность — останется неизменным. Данное соотношение справедливо лишь для идеального случая, не учитывающего потери на трение и другие эффекты, характерные для реальных устройств.
Содержание
Цилиндрические зубчатые колёса [ править | править код ]
Профиль зубьев колёс как правило имеет эвольвентную боковую форму. Однако существуют передачи с круговой формой профиля зубьев (передача Новикова с одной и двумя линиями зацепления) и с циклоидальной. Кроме того, в храповых механизмах применяются зубчатые колёса с несимметричным профилем зуба.
Параметры эвольвентного зубчатого колеса:
- m — модуль колеса. Модулем зацепления называется линейная величина в π раз меньшая окружного шага P или отношение шага по любой концентрической окружности зубчатого колеса к π, то есть модуль — число миллиметров диаметра делительной окружности приходящееся на один зуб. Тёмное и светлое колёсо имеют одинаковый модуль. Самый главный параметр, стандартизирован, определяется из прочностного расчёта зубчатых передач. Чем больше нагружена передача, тем выше значение модуля. Через него выражаются все остальные параметры. Модуль измеряется в миллиметрах, вычисляется по формуле:
Читать также: Как работает жучок для прослушки на одежду
m = d z = p π = >
Исходя из всего этого, если требуется практически определить модуль m зубчатого колеса, не имея нужных данных для вычислений (кроме числа зубьев z), то необходимо точно измерить его наружный диаметр da и результат разделить на число зубьев z плюс 2:
Продольная линия зуба [ править | править код ]
Зубчатые колеса классифицируются в зависимости от формы продольной линии зуба на:
Зубчатое колесо
Зубчатое колесо — один из основных элементов зубчатой передачи, работающий в паре с другим зубчатым колесом (шестерней) или зубчатой рейкой. Служат зубчатые колеса для передачи и преобразования механической энергии между силовыми агрегатами и далее для исполнительных механизмов машин. Зубчатые передачи имеют преимуществами перед другими видами передач:
- Способность выдерживать значительные нагрузки при меньших габаритах.
- Постоянство и высокое значение (до нескольких сот) передаточного числа.
- Надежность и длительный срок службы.
- Применение в широком диапазоне скоростей и мощностей.
Виды зубчатых колес и область применения
Цилиндрические зубчатые колеса прямозубые. С наружным и внутренним зацеплением. Служат для передачи энергии вращения между валами с параллельными осями. Наиболее распространены благодаря сравнительной простоте изготовления, обслуживания, надежности и малым габаритам.
Применяются во всех отраслях машиностроения: станкостроение, тяжелое оборудование, автомобильное производство, производство редукторов и др. Передачи с прямозубыми цилиндрическими колесами обладают наиболее высокой кинематической точностью. Поэтому востребованы в приборостроении.
Конические зубчатые колеса (с прямой и тангенциальной формой зуба). Для зубчатых передач с пересекающимися осями (обычно под 90 градусов). Требуют для изготовления специальных станков, более требовательны к точности изготовления, точности установки, усложняют конструкцию опор валов.
Применяются во фрезерных и зубонарезных станках. Также нашли применение в конических редукторах, дифференциальных механизмах — там, где по компоновке редуктора предусмотрены передачи с пересекающимися осями.
Червячные колеса. Для зубчатых передач с перекрещивающимися (обычно под 90 градусов) осями. Сложнее цилиндрических колес в изготовлении, быстрее изнашиваются.
Обладают низким уровнем шума, плавностью хода, обусловленные особенностями механического зацепления червяка и червячного колеса. Эти свойства ценятся в металлообрабатывающих станках, цеховых электрокарах, мешалках, бетономешалках, приводах ворот и т.д.
Только у червячных колес есть эффект «самоторможения» для передач с передаточным числом свыше 1:35. При остановке электродвигателя выходной вал невозможно провернуть.
Поэтому червячные колеса применяют в редукторах там, где важна техника безопасности, сохранность грузов при перегрузке: подъемники, наклонные транспортеры.
При определённых требованиях это позволяет сэкономить на дополнительном тормозном устройстве.
Подбор зубчатых колес по каталогу
Компания Техноберинг предлагает качественные зубчатые колеса производства Sati (Италия). Вся продукция сертифицирована, соответствует ГОСТ РФ и стандартам ISO.
Пользуйтесь удобной интерактивной таблицей для подбора зубчатых колес. Она простая, интуитивно понятная. Просто заполняйте характеристики (вводите или выбирайте из предложенных вариантов) последовательно согласно спецификации по вашей документации.
- Для цилиндрических зубчатых колес: передаточное число, количество зубьев и наличие (отсутствие ступицы).
- Для конических колес. Конические зубчатые колеса очень требовательны к точности изготовления и точности установки, поэтому производитель рекомендует приобретать сразу пару зубчатой передачи. Для выбора пары необходимо ввести: модуль, передаточное число и количество зубьев обеих шестерен.
- Зубчатые колеса выпускают также компании SKF (Швеция) и Bonfiglioli Riduttori (Италия).
- Приобретайте ответственные решения для производственных задач в компании с долголетней репутацией, широкой линейкой продукции и легкодоступным оперативным складом.
- Опытные специалисты Техноберинга подскажут, быстро подберут и порекомендуют наиболее оптимальный вариант зубчатой пары для решения вашей производственной задачи.
- Магазин Техноберинг — надёжный поставщик качественных колес и шестерен для зубчатых передач!
§ 5. ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ
Раздел: БИБЛИОТЕКА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Короткий путь http://bibt.ru
Адрес этой страницы' ?>
Зубчатые передачи широко применяют в транспортных, сельскохозяйственных машинах и в промышленном оборудовании. С их помощью изменяют по величине и направлению скорости движущихся частей станков и передают от одного вала к другому усилия и крутящие моменты. Крутящий момент равен произведению силы на плечо, кГм.
Рис. 116. Основные элементы зубчатого колеса
Элементы зубчатого колеса. В каждом зубчатом колесе (рис. 116) различают три окружности: делительную окружность, окружность выступов, окружность впадин, а следовательно, три соответствующих им диаметра.
Делительная, или начальная окружность зубчатого колеса делит зуб по высоте на две неравные части: верхнюю, называемую головкой зуба, и нижнюю, называемую ножкой зуба. Высоту головки обозначают h', а высоту ножки h». Диаметр этой окружности обозначается Dд.
Окружность выступов зубчатого колеса — это окружность, ограничивающая сверху профили зубьев колеса. Обозначают ее De.
Окружность впадин зубчатого колеса проходит по основанию впадин зубьев и обозначается Di.
Расстояние между серединами двух соседних зубьев, измеренное по дуге делительной окружности, называется шагом зубчатого зацепления и обозначается буквой t.
Величина элемента зубчатого колеса задается в долях модуля (m). Модуль показывает долю диаметра начальной окружности в миллиметрах, приходящуюся на один зуб, т. е,
Dд/z=m,
где z — число зубьев зубчатого колеса.
Если шаг, выраженный в миллиметрах, разделить на число π=3,14, то также получим модуль, т. е. m=t/π мм, а тогда шаг будет t=mπ.
Дуга делительной окружности S в пределах зуба называется толщиной зуба зубчатого колеса, дуга S' — шириной впадин. Размер b зуба по линии, параллельной оси колес, называется длиной зуба.
Радиальный зазор δ (см. рис. 118,б)-кратчайшее расстояние между вершиной зуба и основанием впадины сопряженного колеса.
Боковой зазор зубчатого колеса Сп (см. рис. 118, б)-кратчайшее расстояние между нерабочими профильными поверхностями смежных зубьев, когда их рабочие поверхности находятся в контакте.
- С модулем связаны все элементы зубчатого колеса:
- высота головки зуба h' = m;
- высота ножки зуба h» =1,25 m;
- высота всего зуба h= h'+h»=m+1,25m = 2,25m.
- Зная число зубьев z, с помощью модуля можно определить диаметр делительной окружности зубчатого колеса.
- Dд=mz.
- Диаметр окружности выступов (диаметр заготовки зубчатого колеса) вычисляют по формуле:
- De=Dд+2h'=zm+2m=(z+2)m.
Формулы, с помощью которых можно определить параметры цилиндрических зубчатых колес в зависимости от модуля и числа зубьев z, приведены в табл. 8.
Таблица 8 Формулы для расчета параметров цилиндрических зубчатых колес
| Параметры | Обозначения | Формулы |
| Наружный диаметр | De |
|
| Диаметр начальной окружности | Dд | mz; De-2m |
| Модуль | m | t/π; Dд/z; De/(z+2) |
| Шаг зацепления | t | mπ; (πDд)/z |
| Высота зуба (глубина впадины) | h | 2,25m; h'+h» |
| Высота головки зуба | h' | m; t/π |
| Высота ножки зуба | h» | 1,25m; h-h' |
| Измеренные по начальной окружности: Толщина зуба | S | t/2; (πm)/2 |
| Измеренные по начальной окружности: Ширина впадины | S' | t/2; (πm)/2 |
| Межцентровое расстояние | A | ((z1+z2)/2) m |
| Радиальный зазор | δ | 0,25m; h»-h' |
- Для зубчатых колес применяются углеродистые и легированные стали с содержанием углерода от 0,2 до 0,6%.
- Для литых колес применяют литейные стали марок 35Л, 50Л, а также легированные литейные стали — 40ХЛ, 30ХГСЛ, 40ХНЛ и др.
- Для изготовления зубчатых колес применяют серый чугун марок СЧ 28-48; СЧ 32-52; СЧ 35-56 и модифицированный чугун МСЧ 32-52 и МСЧ 35-56.
Из неметаллических материалов для изготовления одного из зубчатых колес пары применяют текстолит, лигнофоль, нейлон, искусственную кожу и фибру. Второе колесо выполняют из стали или чугуна с твердостью рабочей поверхности не более НВ 250.
Перейти вверх к навигации
1.2. Элементы зубчатого колеса
Наиболее часто в
различных машинах применяют зубчатые
колёса среднего диаметра (примерно от
80 до 200 мм). Такие колёса изготавливают
дисковыми (рис. 3 а). Колёса большего
диаметра делают со спицами (рис. 3 б), а
небольшого – сплошным, т.е. без диска и
без спиц (рис. 3 в).
Рис. 3. Виды зубчатых
колес: а – дисковое зубчатое колесо;
б – зубчатое колесо
со спицами; в – сплошное зубчатое колесо
Основными элементами
зубчатого колеса (рис. 4) являются зубья,
каждый зуб состоит из головки
зуба и ножки.
Зубья находятся на ободе колеса и вместе
с ободом составляют зубчатый
венец: более
тонкая часть колеса – диск
соединяет ступицу
с ободом, внутри ступицы делают отверстие
для вала с пазом для шпонки.
Шлицевое
соединение показано на покадровых рис.
25 – 27 или в демоверсии на компакт диске.
На рис. 4 показаны условные изображения
элементов зубчатого колеса.
Рис.
4.
Условные изображения элементов
зубчатого колеса: df
– окружность
впадин,
проходящая по очертаниям впадин между
зубьями: её условно изображают сплошной
тонкой линией; dоб
– окружность
обода,
обозначающая внутреннее очертание
обода; dст
– окружность
ступицы,
обозначающая внешнее очертание
ступицы; dв
– диаметр окружности отверстия для
вала; h–
высота зуба; hа
– высота головки зуба; hf
–
высота ножки зуба; da– окружность
вершин –
это самая
большая окружность, ограничивающая
вершины головок зубьев колес: её условно
изображают сплошной основной линией;
d
– делительная
окружность,
делящая каждый зуб на две неравные
части: меньшую – головку зуба и большую
– ножку зуба: её условно изображают
штрихпунктирной тонкой линией;
Pn
– нормальный шаг
зубьев – кратчайшее расстояние по
делительной или начальной поверхности
зубчатого колеса между эквидистантными
одноименными теоретическими
линиями соседних зубьев; S
– толщина зуба; Z
– число зубьев; m
– нормальный модуль зубьев – это
линейная величина в
раз меньшая нормального шага зубьев;
bпаза
– ширина шпоночного паза; tj
– глубина шпоночного паза.
При выполнении
рабочего чертежа зубчатого колеса при
заданных исходных данных, согласно
табл. 1, необходимо рассчитать элементы
зубчатого колеса по формулам, приведенным
в табл. 2, 3.
Таблица 1
Исходные данные
для расчета
| Наименование параметра | Обозначение | Числовые значения |
| Число зубьев колеса | z | Смотри вариант задания |
| Модуль | m | |
| Диаметр отверстия колеса | dв |
- Таблица 2
-
Расчет основных
геометрических параметров - цилиндрической
зубчатой передачи
| Наименование параметра | Обозначение | Расчётная формула |
| Межосевое расстояние | ||
| Делительный диаметр | ||
| Диаметр вершин зубьев | ||
| Диаметр впадин зубьев | ||
| Радиальный зазор | ||
| Высота головки зуба | ||
| Высота ножки зуба | ||
| Высота зуба | ||
| Нормальный шаг |
Таблица 3
Конструктивные
параметры цилиндрического зубчатого
колеса
| Наименование параметра | Обозначение | Расчётная формула |
| Ширина венца зубчатого колеса | ||
| Диаметр обода | ||
| Толщина обода |
Окончание табл. 3
| Наименование параметра | Обозначение | Расчётная формула |
| Толщина диска зубчатого колеса | При мм принимают | |
| Длина ступицы | ||
| Наружный диаметр ступицы | ||
| Размер шпоночного паза в ступице колеса |
|
|
| Размеры фасок на окружности вершин колеса | ||
| Размеры фасок в отверстии ступицы колеса | ||
| Неуказанные конусности | 1:8 | |
| Неуказанные радиусы скругленийпереходов |
Примечание.
Расчетные конструктивные размеры
элементов колеса рекомендуется округлить
в соответствии с ГОСТ 6636 – 83. Нормальные
линейные размеры.
Основные элементы зубчатого колеса
Зубчатые колеса диаметром до 150 мм в единичном и мелкосерийном производстве обычно изготовляют из круглого проката; в средне-, крупносерийном и массовом производстве предпочтительнее применять кованые или штампованные заготовки, имеющие более высокие механические характеристики.
https://www.youtube.com/watch?v=S2l68Q12RyU\u0026t=474s
Шестерни изготовляют за одно целое с валом (вал-шестерня) (рис. 1, а, б) или делают съемными, если расстояние χ от впадины зуба до шпоночного паза (рис. 2) больше 2,5 mn для цилиндрических шестерен и 1,8 me для конических.
В случае цельной конструкции увеличивается жесткость вала и уменьшается общая стоимость вала и шестерни. Разъемная конструкция позволяет выполнить шестерню и вал из разных материалов, а при поломке одной детали вторую оставить без замены. На рис.
1, а показана конструкция вала-шестерни, когда диаметр впадин зубьев df1 превышает диаметр вала dб.п. (диаметр буртика подшипника), что обеспечивает свободный выход инструмента при нарезании зубьев. При df1 < dб.п. (рис.
1, б) выход фрезы lвых определяют прочерчиванием по ее наружному диаметру Dф, который принимают по табл. 1 в зависимости от mn и степени точности передачи.
Цилиндрические зубчатые колеса диаметром до 400… 500 мм (в отдельных случаях до 600 мм) можно выполнять коваными, штампованными, литыми или сварными.
Конструктивные элементы зубчатых колес показаны на рис. 3.
Типовые конструкции зубчатых колес и основные соотношения их элементов даны на рис. 4—8. Кованые заготовки для зубчатых колес применяют при наружном диаметре колеса 4,df < 200 мм или при нешироких колесах (ψba < 0,2) диаметром da до 400 мм. Операция штамповки отличается высокой производительностью и максимально приближает форму заготовки к форме готового колеса.
Для облегчения заполнения металлом и освобождения от заготовки штамп, а следовательно, и заготовка должны иметь радиусы закруглений r ≥ 5 мм и штамповочные уклоны γ ≥ 5° (рис. 4). Внутреннюю поверхность обода, наружную поверхность ступицы и поверхности диска штампованных колес обычно не обрабатывают. Конструкция литого колеса дана на рис. 5. Таблица 1.
Значения диаметра фрезы Dф, мм
| Степень прочности передачи | Номинальный модуль mn, мм | |||||
| 2…2,25 | 2,25…2,75 | 3…3,75 | 4…4,5 | 5…5,5 | 6…7 | |
| 7 8…10 | 90 70 | 100 80 | 112 90 | 125 100 | 140 112 | 160 125 |
Рис. 1. Конструкция вала — шестерни Рис. 2. Элемент шестерни при шпоночном соединении Рис. 3. Конструктивные элементы колес: a — цилиндрического; б — конического; в — червячного Рис. 4.
Цилиндрические зубчатые колеса при da≤ 500мм: а —штампованное; б— кованое; dст= 1,6dв; lст≥ bпри соблюдении условия lст= (0,8…1,5)dв; δ o= 2,5mn+2 , но не менее 8…10 мм; n = 0,5mn для обода, n для ступицы в зависимости от диаметра dв; Dотв= 0,5(Do+dст); dотв= 15…25 мм; c = (0,2…0,3)b для штампованных и c = (0,2…0,3)b для кованых колес Рис. 5.
Литое цилиндрическое зубчатое колесо при da= 400…1000 мм: b ≤ 200 мм dст= 1,6dв — для стального литья; dст= 1,8dв для чугунного литья; lст≥ b при соблюдении условия lст= (0,8…1,5)dв; δ o= 2,5mn+ 2 ≥ 8 мм; n = 0,5mn для обода n для ступицы; c = H/5, но не менее 10 мм; S = H/5, но не менее 10 мм; e = 0,8δ o; H= 0,8dв; H1= 0,8H; R — вписанная дуга окружности Рис. 6. Бандажированное зубчатое колесо при dв свыше 600 мм: dст= 1,6dв — для стального литья; dст= 1,8dв — для чугунного;lст≥ b при соблюдении условия lст= (0,8…1,5)dв; c = 0,15b; δ o= 4mn, но не менее 15 мм; t = δ o; e = 0,8δ o; d1= (0,05…0,1)dв; l1= 3d1;b ≥ 300 мм Рис. 7. Сварное зубчатое колесо: lст= (0,8…1,5)dв≥ b; dст= 1,6dв; δ o= 2,5mn, но не менее 8 мм;s = 0,8c ; Dотв= 0,5 (Do+ dст); dотв= 15…20 мм. Катеты швов: Ka= 0,5dв; Kь= 0,1dв но не менее 4 мм. Ребра приваривают швом Kб Рис. 8. Шевронное зубчатое колесо с канавкой посередине: lст= b + a; c = (0,3…0,35)(b + a); δ o= 4mn+ 2; h = 2,5mn; a — в зависимости от модуля. Остальные размеры см. рис. 4, 5 Размеры ступицы выбирают по рекомендациям, приведенным под рисунками. Длину ступицы lст по возможности принимают равной ширине венца колеса b, что обеспечивает наименьшую ширину редуктора. Отношение длины ступицы к диаметру вала должно быть не меньше 0,5. При отношении меньше 0,8 на валу предусматривают буртик, исключающий торцевое биение колеса, к которому будет прижиматься торец ступицы колеса. Если по условиям расчета (см. расчет шпоночного и шлицевого соединений) lст> b, то ступицу желательно сместить по оси колеса до совпадения одного ее торца с торцом венца (см. рис. 3, а), что дает возможность нарезать зубья сразу на двух колесах. Реже (для одноступенчатых редукторов) колеса изготовляют со ступицей, выступающей в обе стороны относительно венца (рис. 3, в), при этом зубья можно нарезать только на одном колесе. При одинаковой длине ступицы и ширине венца можно одновременно нарезать зубья на нескольких колесах.
https://www.youtube.com/watch?v=S2l68Q12RyU\u0026t=521s
С целью экономии материала, при больших диаметрах колес, для соединения ступицы с венцом колеса вместо сплошного диска применяют спицы. Зубчатые колеса большого диаметра (при внешнем диаметре da≥ 600 мм) иногда делают бандажированными (рис. 6): венец — стальной кованый (бандаж), а колесный центр — из стального или чугунного литья.
Венец сопрягается с колесным центром посадкой с гарантированным натягом. Для большей надежности в плоскости соединения венца с центром ставят винты; соединения проверяют на смятие по материалу колесного центра: при стальном колесном центре [σ] см≥ 0,3σ т, при чугунном [σ] см≥ 0,4σ в.и, где σ т — предел текучести; σ в.
и — предел прочности чугуна на изгиб.
При индивидуальном изготовлении колёса иногда делают сварными (рис. 7). При диаметре da≥ 1500 мм для удобства сборки зубчатые колеса делают разъемными — из двух половин.
На торцах зубьев и обода выполняют фаски n = 0,5mn, размер которых округляют до стандартного значения 1; 1,2; 1,6; 2; 2,5; 3; 4; 5.
Острые кромки на торцах ступицы притупляют фасками n x 45, размер которых принимают в зависимости от диаметра вала d:
| d, мм n, мм | 20…30 1 | 30…40 1,2 | 40…50 1,6 | 50…80 2 |
| Продолжение | ||||
| d, мм n, мм | 80…120 2,5 | 120…150 3 | 150…250 4 | 250…500 5 |
Шевронные зубчатые колеса (рис. отличаются от других цилиндрических колес большей шириной. Наиболее часто шевронные колеса изготовляют с канавкой посередине, предназначенной для выхода червячной фрезы, нарезающей зубья. При известных размерах фрезы ширину канавки a определяют прочерчиванием. Приближенно размер а можно определить в зависимости от модуля m:
| m, мм a, мм | 1,5 27 | 2 32 | 2,5 37 | 3 42 | 3,5 47 | 4 53 | 5 60 | 6 67 | 7 75 | 8 85 | 10 100 |
Остальные конструктивные элементы шевронных колес принимают по соотношениям, указанным под рис. 8.
Конические зубчатые колеса изготовляют коваными, штампованными, литыми или из круглого проката (рис. 9—11).
Конические колеса с внешним диаметром вершин зубьев dae< 120 мм конструируют, как показано на рис. 9. В том случае, когда угол делительного конуса σ < 30 °, колесо выполняют по рис. 9, а, при σ < 45 ° — по рис. 9, б.
Если 30° ≤ σ ≤ 45° , можно использовать обе формы. Штампованные колеса (рис. 10, а) применяют в серийном производстве. При внешнем диаметре вершин dae≥ 300 мм используют также литые конические колеса с ребрами жесткости.
Ступицу в зубчатых конических колесах необходимо располагать так, чтобы при закреплении колеса на оправке для нарезания зубьев обеспечивался зазор а> 0,5 mte для свободного выхода инструмента, где т,е внешний окружной модуль (рис. 11).Рис. 9.
Конические зубчатые колеса при dae< 120 мм: a — при δ < 30° ; б— при 5 >45°; диаметр ступицы dст= 1,6dв; lст= (0,9…1,2)dв; δ o= 2,5mn+ 2, но не менее 10 мм; n = 0,5mn Рис. 10. Конические зубчатые колеса при dae до 500 мм: а — штампованное; б — кованое dст= 1,6dв; lст= (0,9…1,2)dв.
, но не менее 10 мм; c = (0,1…0,17)Re; n = 0,5mn; размеры Dотв и dотв определяют конструктивно Рис. 11. Крепление конического колеса при нарезании зубьев Рис. 12. Зубчатое колесо из пластмассы со стальной втулкой (ступицей), установленной при формовании колес Рис.
13.13. Зубчатое колесо (шестерня) из пластмассы со стальной сборной ступицей В дисках цилиндрических и конических зубчатых колес предусматривают отверстия диаметром dотв, используемые для закрепления при обработке на станках и при транспортировке.
При больших размерах отверстий они служат для уменьшения массы колес, а в литых колесах также для выхода литейных газов при отливке.
Геометрия и кинематика зубчатых колес
Поверхности взаимодействующих зубьев должны обеспечить постоянство передаточного числа. Профили зубьев должны подчиняться определенным требованиям, вытекающим из основной теоремы зацепления: общая нормаль, проведенная через точку касания профилей, делит расстояние между центрами О1 O2 на части, обратно пропорциональные угловым скоростям (рис. 3.2).
Практическое применение получило эвольвентное зацепление благодаря технологичности и достаточно высокой несущей способности. Рабочими профилями зубьев колес служит эвольвента. Каждое эвольвентное колесо нарезано так, что может сцепляться с соответствующими колесами, имеющими любое число зубьев.
- Все геометрические параметры зубчатых передач стандартизированы.
- С кинематической точки зрения зацепление зубчатых колес эквивалентно качению без скольжения двух окружностей с диаметрами O2П и О1П.
- В качестве основного параметра зубчатых колес принят модуль.
Гровер – человек, который выращивает растения
Модуль — расчетная величина, равная отношению окружного шага зубьев рt по делительной окружности к числу п:
Шаг зацепления — расстояние между двумя одноименными профилями соседних зубьев по делительной окружности. Шаги сцепляющих зубьев должны быть равны.
- Делительная окружность делит зуб на две части: головку и ножку.
- Геометрия цилиндрических колес определяется несколькими концентрическими окружностями.
- Начальные окружности — это сопряженные окружности двух сцепляющихся колес. Их радиусы равны О1П
и П02. Начальные окружности относятся только к зацеплению пары колес. При изменении межосевого расстояния О1О2 диаметры начальных окружностей также меняются.
https://www.youtube.com/watch?v=S2l68Q12RyU\u0026t=682s
Делительная окружность принадлежит каждому отдельно взятому колесу. Делительная окружность является начальной при зубонарезании, при зацеплении колеса с производящей рейкой. У большинства зубчатых передач делительные окружности совпадают с начальными:
- Основные параметры зубчатого колеса могут быть выражены через модуль т.
- Диаметр делительной окружностиd = mz, где z —
- число зубьев.
Диаметр окружности выступовda = d + 2ha = m(z + 2).Диаметр окружности впадинdf = d – 2hf = m(z – 2,5).Высота головки зубаha = т.Высота ножки зубаhf = 1,25т. Для обеспечения взаимозаменяемости модули зубьев цилиндрических колес стандартизированы (см. табл. П1 Приложения).
При передаче движения зубья колес сцепляются на линии А1А2 (линия зацепления). Линия зацепления образует с касательной, проведенной в точке касания //(полюс зацепления), угол зацепления α
; для цилиндрических колесα = 20°.
Линия А1А2 — общая нормаль к поверхностям зубьев в точке касания. Практически зацепление происходит между точками пересечения линии зацепления с окружностями вершин колес S1S2.
Основным геометрическим параметром цилиндрической передачи является межосевое расстояние
Межосевые расстояния и передаточные числа цилиндрических зубчатых колес стандартизованы (см. табл. П4, П5 Приложения).
Непрерывность работы передачи обеспечена, если последующая пара зубьев входит в зацепление до выхода предыдущей (перекрытие). Коэффициент торцового перекрытия ε
Что такое арматура: о разновидностях и применении
а — отношение длины активной линии зацепления к основному шагу,ε а > 1.
Методы зубонарезания
Метод обкатки — точный, высокопроизводительный и наиболее распространенный метод. Процесс нарезания зубьев повторяет процесс зацепления двух колес или колеса с рейкой. Одно из колес или рейка снабжены режущими кромками и являются режущим инструментом, называемым производящим колесом.
Заготовка вращается, инструмент перемещается вдоль заготовки. Нарезание может производиться инструментальной рейкой, долбяком или червячной модульной фрезой.
При нарезании зубьев червячной фрезой (рис. 3.3, а) заготовка и фреза вращаются вокруг своих осей, обеспечивая непрерывность процесса. Одним и тем же инструментом можно нарезать колеса данного модуля с разным числом зубьев (рис. 3.3, а, б).
Метод копирования характерен тем, что режущий инструмент соответствует профилю впадины зуба колеса. После нарезания одной впадины заготовку поворачивают на величину одного шага и операцию повторяют.
С изменением числа зубьев меняется форма впадины, поэтому для каждого модуля и числа зубьев нужно иметь свою фрезу. Нарезание зубьев методом копирования — недостаточно точный и малопроизводительный метод, применяемый в мелкосерийном производстве.
Копирование производится дисковой (рис. 3.3, в) или концевой (рис. 3.3, г) фрезами.
Неметаллические зубчатые колеса
Неметаллические зубчатые колеса. Зубчатые колеса из пластмасс (текстолит, древопластики, полиамиды и т. п.) работают более бесшумно, чем металлические, что имеет особое значение при больших скоростях.
Чтобы понизить коэффициент трения между зубьями, одно зубчатое колесо делают из пластмассы, а второе выполняют металлическим.
Пластмассы имеют сравнительно небольшие сопротивления срезу и смятию, поэтому в большинстве случаев для передачи момента применяют стальную втулку-ступицу, прочно соединяемую с телом колеса. В небольшие колеса ступицу устанавливают при формовании.
Для лучшего сцепления наружную поверхность ступицы делают рифленой (накатанной) (рис. 12). Чтобы предотвратить выкрашивание и откалывание отдельных слоев пластмассы, края зубьев защищают стальными дисками (рис. 13). Толщину диска рекомендуется принимать равной половине модуля, но не более 8 мм и не менее 2 мм. Материал дисков —сталь Ст.2, Ст.З.
Зубчатые колеса больших размеров обычно делают сборными из отдельных секций.
Ширину зубчатого колеса из пластмасс принимают равной ширине зацепляющегося с ним металлического колеса или несколько меньше во избежание местного износа и выработки зубьев
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Загрузка...
