Методичка зубчатые колеса

1

1. Выполнение чертежей цилиндрических зубчатых колес

Основным параметром цилиндрического зубчатого колеса является делительная окружностью. Диаметр делительной окружности обозначается буквой d и называется делительным. (Термины, определения и обозначения цилиндрических зубчатых колес устанавливает ГОСТ 16531-83). По делительной окружности откладывается окружной шаг зубьев, обозначаемый p и представляющий собой расстояние по дуге делительной окружности между соседними зубьями зубчатого колеса (рис. 1). Отрезки делят делительную окружность на столько частей, сколько зубьев имеет зубчатое колесо. Число зубьев обозначается буквой z. Делительный диаметр для зубчатого колеса всегда один. По делительной окружности измеряют окружную толщину зуба и окружную ширину впадин.

Делительная окружность делит высоту зуба h на две неравные части – головку зуба высотой ha и ножку высотой hf.

Зубчатый венец ограничивается окружностью вершин зубьев диметром da и окружностью впадин диаметром df.

Рис. 1

Основным расчетным параметром зубчатых колёс является модуль. Через него выражаются все остальные параметры. Для прямозубых цилиндрических зубчатых колёс модуль m равен отношению диаметра делительной окружности d к числу зубьев z или отношение окружного шага к числу .

m = d / z = p /

Иными словами, модуль – это длина дуги делительной окружности, приходящаяся на один зуб колеса. Для унификации зубчатых колес в промышленных масштабах для изготовления зубчатых колес применяют

2

стандартные значения модулей, которые установлены ГОСТ 9563-60. Некоторые значения стандартного модуля приведены в таблице . Значения из первого ряда предпочитаются второму, второй ряд значений модуля приводится для расширения ассортимента изготавливаемых зубчатых колес и применяется в тех случаях, когда по техническим, конструктивным или иным причинам невозможно изготовить зубчатое колесо со значением модуля из первого ряда.

Прежде чем выполнить чертеж зубчатого колеса или его твердотельную модель, необходимо выполнить расчеты геометрических параметров и определить размеры всех частей зубчатого колеса. Обычно сначала рассчитывают делительный диаметр и межосевое значение передачи, число зубьев, а затем назначают размеры всех остальных частей, которые уточняются при выполнении проверочных расчетов.

ГОСТ 2.403-75 устанавливает правила выполнения рабочих чертежей зубчатых колес. Как правило, учебные чертежи выполняются с допустимыми упрощениями, относительно рабочих чертежей, разрабатываемых в промышленности. На учебных чертежах не наносятся допуски размеров, требования к прочности и точности и детали и т. д. При выполнении чертежей зубчатых колес также следует руководствоваться требованиями ГОСТ 2. 402

На рис. 2 представлен пример выполнения учебного чертежа зубчатого колеса, выполняемого студентами в процессе изучения дисциплины «Инженерная графика».

В соответствии с этими правилами в правом верхнем углу формата должна выполняться таблица параметров, размеры которой показаны на рисунке. Таблица параметров состоит из трех частей, которые должны быть отделены друг от друга сплошными основными линиями. Первая часть таблицы содержит основные параметры необходимые для изготовления зубчатого венца колеса, вторая – данные для контроля размеров зуба и третья

– справочные данные.

На учебных чертежах обычно размещают некоторые данные из первой и третьей части таблицы.

3

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЯ по теме «Зубчатые передачи»

4

Примечание. Обод зубчатого колеса расположен относительно ступицы симметрично

5

Рис. 2 Пример выполнения чертежа

6

Справочные данные

Элементы конструкции зубчатых, червячных колес, звездочек,

шкивов, маховиков. Детали, насаживаемые на вал и предназначенные для передачи вращательного движения от одного вала к другому, имеют общие конструктивные элементы, к которым относятся ступицы, диски, спицы, обод и т. д. (рис. 3).

1 – обод

2 – зуб

3 – венец (верхняя часть обода с зубьями)

4 – посадочное отверстие 5 - диск 6 – ступица

7 – отверстия в диске 8 – шпоночный паз

Рис. 3

Обод – наружная рабочая часть шкива, зубчатого колеса, звездочки. Может иметь различные конструктивные исполнения. На деталях зубчатых передач на наружной поверхности обода нарезают зубья, наружную поверхность шкивов плоскоременной передачи выполняют выпуклой, на наружной поверхности шкива для клиноременной передачи выполняют радиальные канавки для клиновых ремней и т. д.

Венец – часть обода зубчатых колес и звездочек, на котором нарезаны зубья.

Диск – часть зубчатого колеса, шкива, звездочки, при помощи которого обод соединяется со ступицей. Диск в деталях простой конструкции и малых размеров выполняется как единое целое вместе с ободом и ступицей. Для облегчения веса тяжелых деталей в диске могут выполняться отверстия (отв. 7 на рис.3), сам диск может быть выполнен в виде спиц, как например, на велосипедном колесе, в сварных зубчатых колесах больших размеров к дискам привариваются ребра для увеличения жесткости колеса.

7

Посадочное отверстие – центральное отверстие в ступице вращающейся детали, которым деталь надевается на вал. Выполняется по точным размерам и может иметь различные формы. Это зависит от вида соединения колеса с валом. В посадочном отверстии могут выполняться различные отверстия и пазы, для предотвращения проворота насаживаемой детали относительно вала. Чаще всего для этой цели выполняют шпоночный паз.

Ступица – центральная часть вращающейся детали вместе с посадочным отверстием. Размеры ступицы выбирают в зависимости от размеров посадочного отверстия. В общем случае наружный диаметр ступицы должен больше диаметра посадочного отверстия в 1,5 раза, длина ступицы приблизительно должна быть равна диаметру отверстия. В отдельных случаях для тяжелонагруженных и ответственных деталей выбранные размеры ступиц проверяются расчетами.

Шпоночный паз – углубление в отверстии или на валу для закладывания в это углубление детали, называемой шпонкой.

Шпонка - крепежная деталь призматической или цилиндрической формы, вставляемая в пазы двух деталей и предотвращающая их относительный поворот или сдвиг. Шпоночное соединение – один из видов соединений вала с втулкой с использованием дополнительного конструктивного элемента (шпонки), предназначенной для предотвращения их взаимного поворота.

Последовательность выполнения чертежа зубчатого колеса

1. По указанным в таблицах данным посчитать три диаметра зубчатого колеса:

диаметр делительной окружности d равен:

d = m Z; .

z — число зубьев колеса m — модуль

Диаметр выступов

dвыст = m (Z + 2);

Диаметр впадин

dвп = m (Z – 2,5).

2.Все остальные размеры даны в таблицах

3.Чертеж выполнять в масштабах 1:1, 1:2 или 2:1 в зависимости от величины изображения зубчатого колеса

4.На ф. А4 выполнить чертеж колеса по примеру на рис. 2: на месте главного вида выполнить разрез, справа на продолжении оси вращения

8

выполнить вынесенное сечение, показывающее контур отв. вместе с размерами шпоночного паза

5.Размеры шпоночного паза выбрать из справочных таблиц призматических шпонок, в зависимости от диаметра отв. колеса из любого учебника по инженерной графике. В качестве справочного пособия можно взять методичку «Конструктивные элементы деталей», стр. 44, табл. П1. (Автор методички Кициева В.Д. Библиотечный шифр 74/М85. Данные по шпонкам есть также в «Техническом черчении» Новичихиной и т. д.)

6.В основной надписи записать условное обозначение материала. Примеры условного обозначения материала есть в вышеуказанном учебнике, также можно взять методичку «Инженерная графика. Чертежи деталей, сборочные чертежи» (Автор методички Кициева В.Д. Библиотечный шифр И622. стр. 49-50.)

7.На чертеже зубчатого колеса в обязательном порядке в правом верхнем углу любого формата помещается таблица со справочными данными. Таблицу заполнить, размеры таблицы на чертеже не наносить.

8.Строчки в табл. «исходный контур, степень точности и справ. данные» оставить свободными.

9.Обозначение шероховатости рабочих боковых поверхностей зубьев проставляют на продолжении штрих-пунктирной линии, показывающей делительный диаметр зубчатого колеса. Обозначение шероховатости впадин

ивершин зубьев наносят на линиях, соответствующих окружностям впадин и окружности вершин зубьев.

10.На изображении зубчатого колеса должны быть нанесены размеры: диаметра окружности вершин зубьев, ширины зубчатого венца, фасок на торцевых кромках цилиндра вершин зубьев. Остальные размеры наносят в зависимости от конструкции зубчатого колеса. Значение делительного диаметра указано в таблице, размер диаметра впадин на чертеже не указывают. Расположение делительного диаметра указывают штрих-пунктирной линией. Высоту зуба на разрезе показывают незаштрихованной.

11.Размеры фасок выполнить шириной от 1 до 2 мм, радиусы скруглений от 3 до 5 мм. Фаски выполнить под углом 45 градусов.