Mishki-tomsk.ru

Мода и стиль
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Конструирование зубчатых колес

Конструирование зубчатых колес.

При конструировании зубчатого колеса учитывают материал, из которого оно будет изготовлено, требуемый диаметр и способ получения заготовки.

Стальные зубчатые 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.

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 ba < 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. 2,252,25. 2,753. 3,754. 4,55. 5,56. 7
7
8. 10
90
70
100
80
112
90
125
100
140
112
160
125

Конструкция вала - шестерни Рис. 1. Конструкция вала — шестерни
Элемент шестерни при шпоночном соединении Рис. 2. Элемент шестерни при шпоночном соединении
Конструктивные элементы колес Рис. 3. Конструктивные элементы колес:
a — цилиндрического; б — конического; в — червячного

Цилиндрические зубчатые колеса 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

Литое цилиндрическое зубчатое колесо 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

Бандажированное зубчатое колесо 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

Сварное зубчатое колесо 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
Шевронное зубчатое колесо с канавкой посередине 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&gt 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.

Читайте так же:
Как пишется шапка ушанка через дефис или нет

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. 8) 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).

Коническое зубчатое колесо 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
Коническое зубчатое колесо 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 Крепление конического колеса при нарезании зубьев

Рис. 11. Крепление конического колеса при нарезании зубьев Зубчатое колесо из пластмассы со стальной втулкой, установленной при формовании колес Рис. 12. Зубчатое колесо из пластмассы со стальной втулкой (ступицей), установленной при формовании колес Зубчатое колесо из пластмассы со стальной сборной ступицей 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.

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

Геометрический расчет и конструирование зубчатых колес

Геометрический расчет выполняется в минимальном объеме. Определению подлежат: делительные d 1 и d 2 и начальные d w 1 и d w 2 диаметры колес; коэффициенты смещения X 1 и X 2 ; диаметры окружностей вершин d a 1 и d a 2 ; угол зацепления  w ; коэффициент торцевого перекрытия   ; коэффициент осевого перекрытия   для косозубых колес. Все колеса нарезаются реечным инструментом или долбяком с исходным контуром по ГОСТ 13755-81 с параметрами: угол профиля  = 20; коэффициентом головки (ножки) зуба ; коэффициент радиального зазора с * = 0,25.

1.1. Быстроходная косозубая передача

Расчет основных размеров проводят по формулам, за исключением диаметров d 1 и d 2 . Принимают:

Коэффициент торцового перекрытия для косозубых передач:

Коэффициент осевого перекрытия:

Суммарный коэффициент перекрытия:

1.2. Тихоходная прямозубая передача

Коэффициенты смещения колес определяем по блокирующим контурам [9], используя линию 15 – линию выровненных удельных скольжений. Суммарный коэффициент смещения X = X 1 + X 2 = X  задан в распечатке. Далее:

– делительные диаметры приводятся в распечатке.

где – для каждого из колес.

1.3. Проектирование зубчатых колес

При объеме годового выпуска более 100 шт. применяют двусторонние штампы. Форму зубчатых колес для этих случаев проектируют по рис. 1 . Тонкими линиями показана заготовка колеса после штамповки.

Для свободной выемки заготовки колес из штампа принимают значения штамповочных уклонов γ ≥ 7° и радиусов скруглений R ≥ 6 мм.

Длину ступицы L ст согласуют с длиной шпоночного паза:

Диаметр ступицы колеса равен [3, с.69]:

Ширину S зубчатого венца принимают :

Рис. 1. Зубчатое колесо

На торце зубчатого венца выполняют фаски размером , которые округляют до стандартного (см [3, с.69]). На прямозубых зубчатых колес выполняют под углом , а при НВ > 350 — . Острые кромки на торцах ступицы, углах обода притупляют фасками, размеры [1, с.42].

1.3.1. Зубчатое колесо быстроходной ступени

Длину ступицы L ст :

Диаметр ступицы колеса равен [3, с.69]:

Ширину S зубчатого венца принимают :

Принимаем S = 7 мм.

Принимаем f = 1,5 мм.

1.3.2 Зубчатое колесо тихоходной ступени

Длину ступицы L ст :

Диаметр ступицы колеса равен [3, с.69]:

Ширину S зубчатого венца принимают :

Принимаем S = 8 мм.

Принимаем f = 2 мм.

2. Конструирование корпусных деталей и крышек

2.1. Корпус редуктора

2.1.1 Конструирование стенок редуктора

В нашем случае при серийном производстве, целесообразно и экономически выгодно изготавливать крышки и корпус редуктора методом литья из серого чугуна марки СЧ 20. Толщину стенок корпуса принимаем.

Данная толщина отвечает требованиям технологий литья и необходимой жесткости корпуса редуктора [3 с.234].

Остальные размеры стенок корпуса показаны на рис. 2 и определяется по формуле.

Рис. 2. Стенки корпуса редуктора

Подставим в формулы 2.3 и получим :

2.1.2 Крепление крышек к корпусу и определение диаметров отверстий под фундаментные болты, бобышки, фланцы

Крышка корпуса крепиться к основанию винтами , диаметр которых определяют по формуле:

Принимаем мм. Используем винты М14 с потайной головкой ГОСТ 11738-84 длина которых определяется конструктивно с учетом материала, из которого выполнен корпус, в нашем случае чугн, и винты должны быть закручены на расстояние, не меньше чем 1,5 d боб .

Для фиксации крышки относительно корпуса редуктора необходимо установить по краям на наибольшем удалении штифты.

Диаметры фундаментальных болтов (см. рис. 2.1) для крепления корпуса к плите или раме, определяем по формуле:

2.1.3 Выбор крышек подшипников и конструирование приливов для подшипниковых гнезд

Для данного редуктора целесообразно применить привертные крышки и подшипники, изготовленные из серого чугуна марки СЧ 21.

Рис.2.3 Конструкция приливных подшипниковых гнезд

Длина l 2 подшипниковых гнезд определяется конструктивно шириной подшипников в опорах, высотой крышки, по толщине регулировочного кольца и расстояние от подшипника до внутреннего края прилива, равного 2 мм. В нашем случае l 2 постоянен и равна 38 мм.

2.1.4 Выбор крышки люка.

Для заливки масла в редуктор и контроля правильности зацепления делают люк. Чтобы удобнее было заливать масло и наблюдать за зубчатыми колесами при сборке и эксплуатации, размеры люка должны быть максимально возможными. Люк закрывается стальной крышкой из листов толщиной δк. При среднесерийном производстве крышку выполняют штампованной (рис. 2.4). Для того, чтобы внутрь корпуса извне не засасывалась пыль, под крышку ставят уплотняющую прокладку. Материал прокладки — технический картон марки А толщиной 1,0…1,5 мм. Крышка крепиться к корпусу винтами с полукруглой головкой.

Конструирование зубчатого колеса

Зубчатые колеса состоят из обода, на котором нарезаются зубья; ступицы, насаживаемой на вал, и диска, соединяющего обод со ступицей. Если диаметр колеса меньше 500 мм, то обычно колеса делают цельными, коваными или штампованными; (при бόльших диаметрах – литыми с диском или со спицами). Чертежи зубчатых колес приведены на рис. 6 [3].

Основные размеры определяют из следующих соотношений [3, с. 223 — 224]:

— диаметр ступицы dст = 1,6dв;

где dв — диаметр участка вала под колесо, определенное в процессе

проектирования тихоходного вала (см. раздел 2.2).

— длина ступицы равна или больше ширины зубчатого венца. Наиболее простая конструкция – цилиндрическая форма колеса; при этом lст = b2.

Длину ступицы принимают больше ширины зубчатого венца в том случае, если требуется увеличить длину шпонки по условию прочности. Увеличить длину ступицы можно симметрично в обе стороны либо в одну сторону (с учетом конструкции всего редуктора – числа ступеней, наличия промежуточного вала).

Другие размеры (рис.6):

— толщина обода S = 2,5mn + 2, но не менее 8 мм;

— размеры фасок для обода a = 0,5mn;

— размеры фасок для ступицы назначают в зависимости от диаметра вала dВ по приведенной ниже таблице 4.

Размеры фасок n на ступице зубчатого колеса [1, c. 69]

d B, мм20…3030…4040…5050…8080…120120…150150…250
n, мм1,01,21,62,02,53,04,0

Толщину диска k, соответственно, для штампованных и кованых колес, вычисляют по формулам [2, c.233]:

k = (0,25…0,30) b 2 и k = (0,30…0,35) b 2.

Для облегчения колеса в диске иногда делают 4…6 отверстий, диаметры которых принимают по соотношению [3, c. 224]:

DОТВ = 0,5(d 1 + d ст) , где d 1 — диаметр обода.

Зубчатые колеса диаметром менее 500 мм обычно конструируют без отверстий, что позволяет избежать дополнительной механической обработки.

Рис.6. Цилиндрические зубчатые колеса:

Диаметр обода можно рассчитать из геометрических соотношений по формуле (см. рис.6)

d1 = da 2(h + s), где h – высота зуба, равная 2,25 mn .

Диаметр отверстий принимают конструктивно dотв = 15…20мм.

2.3.2. Шевронные цилиндрические колеса

Конструкции шевронных зубчатых колес (рис.7) отличаются от прямозубых и косозубых бόльшей шириной обода, в середине которого имеется канавка для выхода фрезы, нарезающей зубья. Ширину канавкиа определяют по табл. 5 в зависимости от модуля [1, с.69].

Ширина канавки шевронных колес

m, мм1,522,533,545
a, мм27323742475360

Основные геометрические параметры шевронных колеснаходят из соотношений :

где b — расчетная ширина зубчатого венца. Рекомендуется принимать
lст 0,5d в;

С = (0,3. 0,35)(b + a);

— высота зуба h = 2,5mn ;

а – в зависимости от модуля [3, c. 225]. При известных размерах фрезы ширину канавки а определяют прочерчиванием.

Остальные размеры определяют так же, как для прямозубых и косозубых цилиндрических колес (см. раздел 2.3.1, рис. 6).

На торцах зубчатого венца цилиндрического колеса снимают фаски n = (0,5…0,6)m под углом 45 о .

Разработка компоновочного чертежа редуктора

Выбор подшипников. Определение расстояния между опорами. Эскизная компоновка редуктора

В корпусе редуктора размещаются его детали и узлы: валы, подшипники, зубчатые колеса, уплотнительные и регулировочные детали, дистанционные втулки, кольца и т.д. Материал корпуса обычно чугун СЧ 10 или СЧ 15. Плоскость разъема крышки и корпуса проходит через оси валов. В нижнюю часть корпуса (иногда ее называют картером) заливается масло.

На данном этапе конструирования выполняется эскизная компоновка редуктора с целью определения положения зубчатых колес относительно опор. Это необходимо для того, чтобы в последующем определить опорные реакции и выполнить проверку подшипников на долговечность, а также проверку валов на прочность по опасным сечениям. Наружные кольца подшипников устанавливаются в расточки корпуса и крышки, поэтому от расположения подшипников зависит конфигурация и габариты корпуса.

Для выполнения эскизной компоновки редуктора предварительно определяется толщина стенки корпуса δ [2, c.241]

где а W – межосевое расстояние, мм.

Во всех случаях величина δ принимается ≥ 8 мм.

Далее выполняется компоновочный чертеж в одной проекции при снятой крышке корпуса; масштаб желательно принять 1:1 или 1:2 (1:2,5). Первый этап эскизной компоновки для большей точности рекомендуется выполнять на миллиметровой бумаге формата А3 или А2, в зависимости от габаритов редуктора.

Порядок выполнения эскизной компоновки следующий (рис.8):

1) посередине листа параллельно его длинной стороне проводим горизонтальную осевую линию, затем две вертикальные линии – оси валов на расстоянии а W (с учетом масштаба);

2) вычерчиваем упрощенно шестерню и колесо в виде прямоугольников, согласно их размерам b и d;

3) предварительно выбираем по диаметру посадочной поверхности вала радиальные шарикоподшипники, например: для быстроходного вала – подшипники легкой серии 208 (внутренний диаметр 40мм),для тихоходного вала – подшипники средней серии 312 – (внутренний диаметр 60 мм). Характеристику подшипников по ГОСТ 8338-75 выписываем в таблицу

Условное обозначение подшипника

4) определяем положение внутренней стенки корпуса:

— принимаем зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса

— принимаем зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса А = δ;

— принимаем расстояние между наружным кольцом подшипника ведущего вала и внутренней стенкой корпуса А = δ; если диаметр окружности выступов зубьев окажется больше наружного диаметра подшипника, то расстояние А надо брать от шестерни, а не от подшипника.

Уточняем вопрос о смазке подшипников. Если в результате расчета зубчатой передачи окружная скорость в зацеплении 1 ≤ VОКР ≤ 12 м/с, то смазывание подшипников осуществляется путем разбрызгивания. Если же скорость VОКР < 1м/с, то для смазывания подшипников принимается консистентная смазка, которая закладывается в подшипник. В этом случае необходимо для предотвращения вытекания смазки из подшипника следует установить мазеудерживающие кольца. Для них между внутренней стенкой корпуса и торцом подшипника на компоновочном чертеже предусматривается размер y = 8…12 мм.

Рис.8. Эскизная компоновка редуктора (1-й этап)

После выполнения эскизной компоновки находим расстояния l1 и l 2 путем измерения или расчетом

l 1 = b1/2 + A1 + y + B/2,

где B — ширина кольца подшипника.

Аналогично определяется l 2. Если в результате получим l1l 2 , то рекомендуется с целью упрощения конфигурации корпуса принять эти размеры одинаковыми, по величине равными большему значению.

Дата добавления: 2020-01-07 ; просмотров: 896 ; Мы поможем в написании вашей работы!

3.1.1. Конструирование зубчатых, червячных колес и червяков

лес и червяков зависит главным образом от проектных размеров, материала, способа получения заготовки и масштаба производства.

Основные конструктивные элементы колеса

Основными конструктивными элементами колеса являются: обод, ступица и диск (рис. 3.2). В табл. 3.1 – 3.4 даны расчеты конструктивных элементов зубчатых и червячных колес при индивидуальном и мелкосерий­ном производстве. Конструкции колес показаны в. табл. 3.3. – 3.5.

Обод воспринимает нагрузку от зубьев и должен быть достаточно прочным и в то же время податливым, чтобы способствовать равномерному распределению нагрузки по дли­не зуба. Жесткость обода обеспечивает его толщина (S).

Рис. 3.2. Конструктивные элементы колеса:

Ступица служит для соединения колеса с валом и может быть расположена симметрично или несимметрично относительно обода. Ширина ступицы может быть равна ширине обода (см. табл. 3.3 – 3.5). Это определяется технологическими или конструктивными условиями. Длина ступицы (lст) должна быть оптимальной, чтобы обеспечить, с одной стороны, устойчивость колеса на валу в плоскости, перпендикулярной оси вала, а с другой – получение заготовок ковкой и нарезание шпоночных пазов методом протягивания.

Диск соединяет обод и ступицу. Его толщина (С) определя­ется в зависимости от способа изготовления колеса. Иногда в дисках колес выполняют отверстия, которые используют при транспортировке и обработке колес, а при больших размерах и для уменьшения массы. Диски больших литых колес усиливают ребрами или заменяют спицами.

Острые кромки на торцах ступицы и углах обода притупляют фасками (f), размеры которых принимают по табл. 3.1.

Таблица 3.1 Стандартные размеры фасок

Диаметр ступицы или обода, мм

Диаметр ступицы или обода, мм

Зубчатые колеса (см. табл. 3.2, 3.3). В проектируемых приводах колеса получаются относительно небольших диаметров и их изготовляют из круглого проката или поковок. Большие колеса открытых зубчатых передач изготовляют литьем или составными. Ступицу колес цилиндрических редукторов располагают симметрично относительно

обода, а ступица колес открытых цилиндрических зубчатых передач может быть расположена симметрично и несимметрично относительно обода. Ступица колес закрытых и открытых передач конического зацепления выступает со стороны большого конуса.

Червячные колеса (табл. 3.4). По условиям работы изготовляют составными: центр колеса (ступица с диском) – из стали, реже из серого чугуна, а зубчатый венец (обод) – из антифрикционного материала.

При единичном и мелкосерийном производстве зубчатые венцы соединяют с центром колеса посадкой с натягом. При постоянном направлении вращения червячного колеса на на­ружной поверхности чугунного центра предусматривается буртик, и эта форма центра является традиционной. В современных конст­рукциях для упрощения процесса изготовления венца и центра буртик не делают, обеспечивая посадку венца на центр с натягом. При небольших скоростях скольжения (v2 м/с) и малых диаметрах колеса его можно изготовить цельнолитым.

Таблица 3.2 Размеры цилиндрических зубчатых колес, мм

Способ получения заготовки

а круглый прокат,

г штамповка

д литье, е составные

h = 0,1b2; Sol,2S; t = 0,8h

Продолжение таблицы 3.2

dст = 1,55d при соединении шпоночном и с натягом

lст ( 1,0…1,2) d оптимальное значение

Радиусы закруглений и уклон

Примечания: 1. При определении длины ступицы (lст) числовой коэффициент перед d принимают ближе к единице при посадке колеса на вал натягом и ближе к верхнему пределу – при переходной посадке.

2. На торцах зубьев выполняют фаски размером f = (0,6…0,7) m с округлением до стандартного значения по табл. 3.1.

3. Угол фаски на прямозубых колесах = 45º; на косозубых колесах при твердости рабочих поверхностей HB < 350 = 45°, а при HB > 350 = 15º.

4. n – число отверстий.

Валы–шестерни и червячные валы. Цилиндрические и конические шестерни при u 3,15 выполняют заодно с валом, при u 2,8 они могут быть насадными, если это конструктивно необходимо. Однако стоимость производства при раздельном исполнении вала и шестерни (червяка) увеличивается вследствие увеличения числа посадочных поверхностей и необходимости применения того или иного соединения. Поэтому шестерни и червяки чаще всего выполняют заодно с валом.

Таблица 3.3 Размеры конических зубчатых колес, мм

Способ получения заготовки

1а – круглый прокат;

dст = 1,55d при соединении шпоночном и с натягом

Радиусы закруглений и уклон

Примечания: 1. См. примечание 1 к табл. 3.2. 2. На торцах зубьев выполняют фаски размером f = 0,5 mte (me) c округлением до стандартного значения по табл. 3.1. 3. Фаски снимают параллельно оси отверстия колеса. 4. Колеса конструируются со ступицей, выступающей за торец диска со стороны большого конуса; при этом размер К принимается конструктивно

Установка колес на валах

Сопряжение колес с валом. Для передачи вращающего момента редукторной парой применяют шпоночные соединения и соеди­нения с натягом. В случае шпоночного соединения можно принимать следующие посадки:

для цилиндрических прямозубых колес Н7/р6 (H7/гб);

для цилиндрических косозубых и червячных колес H7/г6

для конических колес H7/s 6 (H 7/t 6).

Посадки с большим натягом (в скобках) – для колес реверсивных передач .

Осевое фиксирование колес. Для обеспечения нормальной работы редуктора зубчатые и червячные колеса должны быть установлены на валах без перекосов. Если ступица колеса имеет достаточно большую длину (отношение lст / d O,8), то колесо

будет сидеть на валу без перекосов. В про­ектируемых редукторах принимается lст / d = l,0…l,5). В этом случае достаточно предохранить колесо от осевых перемещений по валу осевым фиксированием:

1-й способ. Упором одного из торцов ступицы колеса в буртик между 3-й и 5-й ступенями вала и установкой на 2-й или 3-й ступени вала распорной втулки между другим торцом ступицы колеса и торцом внутреннего кольца подшипника (см. рис. 2.15).

Размеры распорной втулки (D, L) определяются по мес­ту установки и должны обеспечить надежное осевое фик­сирование колеса. При соотношении геометрических параметров L O,5 D рас­порная деталь называется «кольцо», при – L > O,5D – «втулка».

2-й способ. При отсутствии 5-й ступени установкой двух распорных втулок на 2-й или 3-й ступени вала между обоими торцами ступицы колеса и торцами внутренних колец подшип­ников или мазеудерживающих колец.

В обоих способах для гарантии контакта деталей по торцам должны быть предусмотрены зазоры С между буртиками 2-й или 3-й ступени вала и торцами втулок.

Таблица 3.4 Размеры червячных колес, мм

H = 0,15 b2; t = 0,8 h

Стальная dст = 1,55 d

Чугунная dст = 1,60 d при соединении шпоночном и с натягом

Радиусы закруглений и уклон

Регулирование осевого положения колес (регулирование зацепления)

Таблица 3.5 Ширина колес цилиндрической передачи, мм

Примечание. b1 и b2 – ширина шестерни и колеса

Погрешности изготовления деталей по осевым линейным размерам и погрешности сборки приводят к неточ­ному осевому положению колес в зубчатых и червячных передачах. В цилиндрических редукторах для компенсации неточности положения колес ширину одного из них делают больше ширины другого (рис. 3.3, а). Чтобы избежать неравномерной выработки колеса по ширине, более твердое колесо (шестерню) выполняют большей ширины (потому что на увеличение ширины шестерни расходуется меньше металла) и она перекрывает с обеих сторон более мягкое колесо (табл. 3.5).

Точность зацепления конических и червячных пар в проектируемых приводах достигают регулированием посредством осевого перемещения вала с закрепленным на нем колесом. При этом в конической паре регулирование достигается взаимным осевым перемещением валов шестерни и колеса; в червячной паре – осевым перемещением вала червячного колеса до точного совмещения средней плоскости зубчатого венца с осью червяка (рис. 3.3, в). В проектируемых редукторах регулирование конического и червячного зацепления производится после регулирования подшипников двумя способами:

1-й способ. Устанавливается под фланец торцовой крышки или стакана набор металлических прокладок толщиной от 0,1 , до 0,8 мм. Суммарную толщину набора определяют при сборке.

2-й способ. Применяют винты (приложение 30), воздействующие на на­ружные кольца подшипников непосредственно или через регулировочные шайбы (см. рис. 3.1)

Этот способ применим для торцовых и врезных крышек, и дает возможность производить тонкую регулировку осевого положения колес, вследствие чего его широко применяют в машиностроении.

Рис. 3.3. Регулирование осевого положения колес в передачах

Регулировочные устройства делают на обоих концах вала со стороны крышки с отверстием и глухой крышки, что дает возможность перемещать вал в двух направлениях. Точность положения конических и червячных колес контролируют расположением пятна контакта, а коническое зацепление – еще совпадением вершин конусов (см. рис. 3.3, б, в)..

Срочно?
Закажи у профессионала, через форму заявки
8 (800) 100-77-13 с 7.00 до 22.00

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector