3.2. Конструирование элементов открытых передач

Основные геометрические размеры элементов открытых передач (колес, шкивов, звездочек) определены в разд. 2.  Конструкции колес, шкивов и звездочек зависят от их взаимного расположения и размеров редуктора и открытой передачи, способа изготовления и материала элементов открытой передачи, а также от способа крепления и осевого фиксирования на валу. Так же, как и колеса редукторной передачи открытые зубчатые колеса, шкивы и звездочки состоят из трех конструктивных частей: обода, диска и ступицы (см. рис. 3.2).

Конструирование зубчатых колес

Шестерня открытой зубчатой передачи изготовляется насадной из поковок (см. рис. 3.1), а колесо, как правило, большого диаметра изготовляется литым или составным. Нормы, правила и методы конструирования зубчатых колес открытых передач такие же, как и колес редукторной передачи.

Конструирование шкивов ременных передач

Шкивы из­готавливают из чугуна, легких сплавов, сварными из стали, а также из пластмасс. В проектируемых ременных передачах при окружной скорости v < 30 м/с шкивы изготовляют литыми. Расчет конструктивных элементов шкивов выполняется по табл. 3.18.

Таблица 8.18 Конструкция шкивов клиноременных передач

Элемент шкива

Параметр

Значение

Обод

Диаметр шкива конструктивный:

для клиновых ремней

de = dp + 2t

для поликлиновых ремней

de = dp – 2t

Ширина шкива передач клиноременных (поликлиноременных)

B = (z – l)p + 2f

В выбирается в зависимо­сти от ширины ремня (см. разд. 2)

Толщина для чугунных шкивов передач:

клиноременных

δчуг = (1,1…1,3)е

поликлиноременных

δчуг = 1,6е

Толщина для стальных шкивов

δст = 0,8δчуг

Диск

Толщина

С = (1,2…1,3)δ

Диаметр и количество отверстий

См. табл. 3.4

Продолжение таблицы 8.18

Ступи­ца

Диаметр внутренний

d = d1 (табл. 2.37)

Диаметр наружный для шкивов:

чугунных

dст = 1,6d

стальных

dст = 1,55d

Длина

lст = (1,2..1,5)d

Примечания: 1) Конструкция ободов шкивов передач: а – клиноременной; б –  поликлиноременной.


2) Число ремней (клиньев) z см. разд. 2; размеры t, p, f см. приложение 2. 3) Полученные значения параметров округлить до ближайших из ряда предпочтительных чисел (см. табл. 2.10).

             

Особенности конструирования шкивов

Ступица. Варианты расположения ступицы по отношению к ободу, приведенные на рис. 3.45, могут быть применены к шкивам любого типа ременной передачи. При этом следует учесть, что, так как шкивы в проектируемых приводах устанавливают на выходные концы валов редуктора консольно, то для уменьшения изгибающего момента этого участка вала их нужно располагать как можно ближе к опоре.

Диск. Шкивы с диаметром d  350 мм выполняют со сплошным диском или с диском, имеющим отверстия для уменьшения массы и удобства транспортировки. В шкивах с диаметром d>200 мм для уменьшения изгибающего момента консольного участка вала диск можно выполнить конусным.

Рис. 3.45. Конструкции ступицы шкива

Конструирование звездочек роликовых цепей

Звездочки изготовляют из сталей 40 и 45 по ГОСТ 1050 – 88 или 40Л и 45Л по ГОСТ 977 – 88. Конструкция звездо­чек разрабатывается с учетом стандарта на профиль зу­бьев и поперечное сечение обода по ГОСТ 591 – 69 (табл. 3.19).

Таблица 3.19 Конструкция звездочек роликовых цепей

Элемент звездочки

Параметр

Значение

Обод

Выбирается по прил. 5

Диск

Толщина

C = m (прил. 5)

Отверстия

См. табл. 3.4

Ступица

Диаметр внутренний

Диаметр наружный

d = d1 (табл. 2.37)

dст = 1,55d

Длина

lст = (0,8…1,5)d

Особенности конструирования звездочек

Обод и диск. Форму поперечного сечения обода (рис. 3.46). выбира­ют в зависимости от соотношения толщины диска (С) и диаметра обода (Dе) Так, при малой С и большом Dе целесообразно изготовление методом сварки (рис. 3.46, б); при большой С и Dе < 200 мм выгодна форма сплошного диска или диска с отверстиями, позволяющая экономить металл; возможность заменить только диск при износе зубьев используется при De > 200 мм.

Установка элементов открытых передач на вал

Сопряжение с валом. Элементы открытых передач сажают на цилиндрические или конические посадочные поверхности выходных концов валов. Для передачи вращающего момента используют шпоночные соединения. При установке элементов открытых передач на цилиндрические концы валов применяют следующие посадки:

Рис. 3.46. Конструкции звездочек втулочно-роликовых цепей

· при нереверсивной работе без толчков и ударов – H7/k6;

· при нереверсивной работе с умеренными толчками – H7/mб;

· при реверсивной работе с большими толчками и ударами (рис. 3.46) – H7/n6.

Осевая фиксация и осевое крепление. Зависит от конструкции выходного конца вала, положения ступицы относительно обода элемента открытой передачи, а также от отношения длины ступицы (l ст) к ее внутреннему диаметру (d).

Посадка на цилиндрический конец вала. При относительно длинной ступице деталь фиксируют установочным винтом. При двусторонней выступающей ступице и отношении lст /d = l…l,5 деталь фиксируют с торца вала круглой шлицевой гайкой и стопорной многолапчатой шайбой (см. рис. 3.13) или концевой шайбой (рис. 3.12; прил. 22). Противоположный торец ступицы упирается в буртик между 1-й и 2-й ступенями вала.

Посадка на конусный конец вала. При больших нагрузках, работе с толчками, ударами предпочтительно устанавливать колеса и другие детали на конусные концы

валов, несмотря на большую сложность их изготовления. При этом для создания натяга осевая фиксация осуществляется с торца вала гайкой и стопорной шайбой с носком (см. рис. 3.10); круглой шлицевой гайкой и стопорной многолапчатой шайбой (см. рис. 3.13; прил. 13); концевой шайбой. При посадке детали на конический участок вала нельзя упирать ее в буртик вала, так как при этом не может быть гарантирован необходимый натяг.