Зубчатые передачи. Теоретические положения
В зубчатой передаче движение передается с помощью зацепления пары зубчатых колес, меньшее из которых называется шестерней, а большее – колесом. Термин «зубчатое колесо» относится как к шестерне, так и к колесу. Параметры шестерни принято обозначать с индексом 1, параметры колеса – с индексом 2.
Зубчатые передачи подразделяютв зависимости от:
- расположения геометрических осей валов с зубчатыми колесами на цилиндрические (при параллельных осях), конические (при пересекающихся осях) и винтовые (при скрещивающихся осях); реечную передачу рассматривают как частный случай цилиндрической зубчатой передачи с колесом, диаметр которого равен бесконечности;
- расположения зубьев на ободе колеса на прямозубые, косозубые, шевронные и с круговыми зубьями;
- формы профиля зуба – эвольвентные, циклоидальные и с зацеплением Новикова;
- взаимного расположения колес – с внешним или внутренним зацеплением;
- числа ступеней передачи – одно- и многоступенчатые;
- характера движения валов – рядовые и планетарные.
Преимущественно применяют прямозубые цилиндрические и конические передачи с эвольвентными зубьями.
Основные параметры зубчатого колеса представлены на рис. 71. Делительная окружность делит высоту зуба h на две неравные части - головку ha ножку hf (рис. 71). 3убчатый венец ограничивается окружностью вершин зубьев диаметром da окружностью впадин диаметром df.
Рис. 71 Параметры зубчатого колеса
По делительной окружности измеряют окружной шаг Pt окружную толщину зуба St и окружную ширину впадин et. Эти параметры могут иметь различную величину в зависимости от диаметра делительной окружности, по дуге которой они измеряются. Здесь имеет место равенство:
St = et = 0,5Pt .
Основными параметром зубьев зубчатых колес является модуль m:
m = Pt / p
ГОСТ 9563-60 устанавливает для эвольвентных цилиндрических и конических зубчатых колес два ряда модулей m в мм (табл. 6). При выборе модуля следует отдавать предпочтение модулям первого ряда.
Таблица 6. Модули (мм), применяемые в зубчатых передачах (выдержка из ГОCT 9563-60)
| 1-й ряд | 1,25 | 1,5 | 2,5 | |||||||||||
| 2-й ряд | 1,125 | 1,37 | 1,75 | 2,25 | 2,75 | 3,5 | 4,5 | 5,5 |
Параметры зубчатого колеса подразделяются на геометрические и конструктивные (табл. 7,8).
Таблица 7. Геометрические параметры зубчатого цилиндрического колеса
| Геометрические параметры | Обозначение | Расчетная формула |
| Высота головки | ha | ha = m |
| Высота зуба | hf | hf= 1,25m |
| Высота ножки | h | h = h + hf= 2,25m |
| Делительный диаметр | d | d = mz |
| Диаметр вершин зубьев | da | da = d + 2ha = m(z + 2) |
| Диаметр впадин зубьев | df | df=d-2hf=m(z-2,5) |
| Окружной шаг | Pt | Pt= 7Г m |
| Окружная толщина зуба | St | St = 0,5Pt = 0,5 7Г m |
| Окружная ширина впадины | et | et = 0,5Pt = 0,5 тг m |
| Радиус кривизны переходной цилиндрической поверхности | Rr | Rf — 0,25m |
Таблица 8. Конструктивные параметры зубчатого цилиндрического колеса
| Конструктивные параметры | Расчетная формула |
| Ширина зубчатого венца | B=(6 ¸8)m |
| Толщина обода зубчатого венца | d1=(2,5¸3)m |
| Наружный диаметр ступицы | Dст=(l,6¸1,8)Dв |
| Диаметр, определяющий расположение отверстий в диске | D1=0,5(Dк+Dст) |
| Диаметр отверстий в диске | Do=(D-Dct)/2,5 ¸3,0 |
| Длина ступицы | Lc=1,5Db |
| Фаска | 0,5m х 45° |
| Размеры паза под шпонку | Выбираются по таблицам ГОСТ 23360-78 в зависимости от dвала |
| Меньшие значения коэффициентов относятся к колесам, выполненным из стали, большие - из чугуна. |
Условные изображениязацеплений цилиндрических и зубчатых колес, а также храпового зацепления па чертежах выполняются по ГОСТ 2.402-68, 2.403-68. На чертежах поверхность и образующую вершин зубьев показывают сплошными основными линиями, поверхность и образующую впадин допускается показывать сплошными тонкими линиями. Делительные (и начальные) окружности показывают штрихпунктирными линиями.
При выполнении учебных чертежей обычно ориентируются на применение некоррегированных колес нормального эвольвентного зацепления, при этом параметры колес находятся в зависимости от модуля m и числа зубьев z.
Чертежи цилиндрических зубчатых колес должны быть выполнены в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД и ГОСТа 2.403-75.На изображении зубчатого колеса должны быть указаны:
а) диаметр вершин зубьев;
б) ширина венца;
в) размеры фасок или радиусы кривизны линий притупления на кромках зубьев. Допускается указывать размеры фасок или радиусы кривизны линий притупления в технических требованиях чертежа;
д) шероховатость боковых поверхностей зубьев.
Пример выполнения чертежа цилиндрического зубчатого колеса смотри в Приложении 5.
На чертеже зубчатого колеса должна быть помещена таблица параметров зубчатого венца (рис. 72, 73, 74). Таблица параметров должна состоять из трех частей, которые должны быть отделены друг от друга сплошными основными линиями:
- первая часть - основные данные;
- вторая часть - данные для контроля;
- третья часть - справочные данные.
Рис. 72. Пример указания параметров зубчатого венца на чертеже
прямозубого цилиндрического зубчатого колеса со стандартным исходным контуром
Рис. 73. Пример указания параметров зубчатого венца на чертеже косозубого цилиндрического зубчатого колеса со стандартным исходным контуром
Рис. 74. Пример указания параметров зубчатого венца на чертеже прямозубого цилиндрического зубчатого колеса со стандартным исходным контуром
В первой части таблицы параметров должны быть приведены:
а) модуль т;
б) число зубьев z,
в) угол наклона линии зуба b косозубых и шевронных зубчатых колес;
г) направление линии косого зуба - надписью «Правое» или «Левое», для шевронных зубчатых колес - надписью «Шевронное»;
д) нормальный исходный контур:
е) коэффициент смещения х с соответствующим знаком. При отсутствии смещения следует проставлять 0;
ж) степень точности и вид сопряжения по нормам бокового зазора по соответствующему стандарту и обозначение этого стандарта.
Во второй части таблицы параметров венца должны быть приведены данные для контроля взаимного положения разноименных профилей зубьев.
В третьей части таблицы параметров венца должны быть приведены: делительный диаметр d, при необходимости - прочие справочные данные. Неиспользуемые строки таблицы параметров следует исключать или прочеркивать.
В учебных чертежах допускается выполнять только первую часть таблицы параметров.