Розміри зубців та вінців зубчастих коліс

Основною відмінністю косозубих коліс у порівнянні з прямозубими є те, що у косозубих лінія зубців нахилена під деяким кутом β до твірної ділильного циліндра (рис. 23.1, а).Різновидністю косозубих коліс є шевронні зубчасті колеса (рис. 23.1, б). Шевронне зубчасте колесо складається як би з двох косозубих коліс, суміщених торцями так, щоб зубці мали протилежний нахил. Косозубі колеса використовують із кутом нахилу зубців β = 8...20°, а у шевронних колесах беруть β = 20...40°, кут нахилу зубців прямозубих коліс β = 0.

Зважаючи на те, що косозубі (шевронні) зубчасті колеса можуть нарізуватись таким самим стандартним інструментом, як і прямозубі, кут профілю зубців косозубих (шевронних) коліс у їх нормальному перерізі α_n = α = 20° (відповідно до початкового контуру).

За стандартний модуль зубців косозубих (шевронних) коліс беруть модуль m_nтакож у нормальному перерізі зубців. У пря–мозубих колесах нормальний та коловий модулі однакові: т = т_п = m_t.

Згідно зі значеннями параметрів стандартного початкового контуру розміри зубців циліндричних зубчастих коліс (рис. 23.2) визначають за формулами, наведеними у табл. 23.1.

Формули для розмірів вінців циліндричних зубчастих коліс із числами зубців z₁ і z₂, що утворюють зубчасту передачу згідно з рис. 23 2, наведені у табл. 23.2.

Таблиця 23.1 Розміри елементів зубців циліндричних зубчатих коліс

Елементи зубця	Колесо
прямозубе	косозубе (шевронне)
Висота: головки ніжки зубця Радіальний зазор Радіус кривини перехідної кривої	h_a – h"_а ·m = m h_f = (h+c) · m = 1,25m h = h_a + h_f = 2,25m с = c* · m = 0,25m pf = p_f* · m = 0,38m	h_a = h_a* · m_n = m_n h_f=( h_a* + c)· m_n= l,25m_n h = h_a + h_f = 2,25m_n c = c · m_n = 0,25m_n pf = p_f* · m_n = 0,38m_n

Таблиця 23.2. Розміри вінців пари циліндричних зубчастих коліс

Діаметри вінців	Передача
прямозуба	косозуба (шевронна)
Ділильні Вершин зубців Впадин	d₁ = m · z₁; d₂ = m · z₂ d_a1= d₁ + 2h_a = d₁ + 2m, d_a2 = d₂ + 2h_a = d₂ + 2m; d_f1= d₁ – 2h_f= d_l – 2,5m; d_f2 = d₂ – 2h_f = d₂ – 2,5m	d₁ = m_n· z₁/cosβ; d₂ = m_n· z₂/cosβ d_a1 = d₁ + 2h_a = d₁ + 2m_n; d_a2 = d₂ + 2h_a = d₁ + 2m_n; d_f1 = d₁ – 2h_f= d₁ – 2,5m_n; d_f2 = d₂ – 2h_f= d₂ – 2,5m_n

Міжосьова відстань циліндричних зубчастих передач:

прямозубої а_ω = 0,5 · (d₁ + d₂)= 0,5m · (z_l + z₂); (23. 1)

косозубої або (шевронної)

a_ω = 0,5m_n · (z₁ + z₂) / cos β. (23.2)

Враховуючи те, що передаточне число зубчастої передачі u= z₂ / z₁, ділильні діаметри зубчастих коліс (у некоригованих передачах початкові збігаються з ділильними) можуть бути виражені через міжосьову відстань:

d₁ = 2a_ω / (u ± 1); d₂ = 2a_ω · u / (u ± 1).(23.3)

Тут знак плюс – для передачі зовнішнього зачеплення; знак мінус – для передачі внутрішнього зачеплення.

Ширину зубчастого вінця b₂ колеса (рис. 23.2) потрібно брати залежно від міжосьової відстані передачі

b₂ = ψ_ba· a_ω , (23.4)

де ψ_ba – коєфіцієнт ширини вінця, який беруть: ψ_ba= 0,1...0,4 –для прямозубих передач, ψ_ba = 0,2...0,5 – для косозубих та ψ_ba = 0, 4...0,8 – для шевронних передач. Менші значення ψ_ba вживають при несиметричному або консольному розміщенні зубчастого колеса щодо опор вала, а також при твердості зубчастих коліс Н> 350 НВ.

Граничні значення ψ_baповинні бути такими, щоб виконувались умови:

ψ_ba = b₂ / d₁= 0,5 ψ_ba (u + 1) ≤ 1 – для прямозубих передач, ψ_ba ≤ 1,5 – для косозубих передач та ψ_ba ≤ 2,5 – для шевронних зубчастих передач.

Ширину зубчастого вінця шестірні b₁ беруть на 2 – 5 мм більшою від ширини вінця колеса з метою забезпечення повноти контакту зубців по довжині їх при можливих похибках у монтажі валів передачі в осьовому напрямі.

Коефіціенти торцевого та осьового перекриття. Загальний коефшент перекриття зубчастої передачі

ε_γ =ε_α + ε_β, (23.5)

де ε_α і ε_β – коефіціенти торцевого та осьового перекриття зубців відповідно.

Для зубчастих передач без модифікації зубців і з некоригованими вубцями коефщіент торцевого перекриття можна визначити за такою наближеною залежшстю:

ε_α = [1,88 – 3,2 · (1/z₁ ± 1/z₂,)] · соs β. (23.6)

Тут знак плюс для передач зовнішнього, а знак мінус – внутрішнього зачеплення. У прямозубих передачах (β= 0) рекомендують ε_α ≥ 1,2, а у косозубих

(β ≠ 0) – ε_α ≥ 1.

Коефіціент осьового перекриття ε_β виражаеться відношенням ширини зубчастого вінця колеса b₂до осьового кроку зубщв Р_х:

ε_β = b₂/ Р_х = b₂ · sin β / Р_n = (b₂ · sin β)/(π · m_n). (23.7)

У прямозубих зубчастих передачах ε_β = 0, а у косозубих передачах рекомендують брати ε_β ≥ 1,1, що досягається вибором ширини вшця Ь₂при заданих β та m_n.