4.4.2. Зубчатые и червячные колеса

Таблица параметров. Помимо изображения детали с разрезами, необходимыми размерами, предельными отклонениями размеров, параметрами шероховатости и других сведений в правом верхнем углу поля чертежа приводят таблицу параметров зубчатого венца или витков червяка.

Таблица параметров состоит из трех частей, отделенных друг от друга сплошными основными линиями. В первой части таблицы приводят данные для нарезания зубьев колес или витков червяка, во второй – данные для контроля (в учебных проектах эту часть можно не заполнять при отсутствии данных из [2]), в третьей – справочные данные.

Цилиндрические зубчатые колеса

Размеры и предельные отклонения. На чертежах цилиндрических зубчатых колес (рис. 4.16) кроме прочих размеров указы­вают диаметры: dавершин зубьев, dотверстия, dст – ступицы.

На чертеже колеса с цилиндрическим отверстием и шпоночным пазом задают размер  d + t2 (рис. 4.17, а), который принимают по приложению 12. На ширину шпоночного паза чаще всего задают поле допуска Js9. На чертеже колеса с коническим отверстием задают размер d + t`2 (рис. 4.17, б), который вычисляют по формуле:

d + t`2 = dср + t2 – 0,0225l.

Рис. 4.16. Чертеж цилиндрического зубчатого колеса

На глубину шпоночного паза (размер d + t2 на рис. 4.17, а) задают предельные отклонения при сечении шпонки до 6 х 6 мм: + 0,1 мм;   от 6 х 6 до 32 х 18:   +0,2 мм.

Допуски формы и допуски расположения поверхностей. На рис. 4.18, а – г показаны несколько зубчатых колес и условные обозначения баз и допусков формы и расположения поверхностей. В соответствии с позициями на этом рисунке в табл. 4.10 даны указания по определению допусков. Назначение каждого из допусков:

Рис. 4.17. Отверстия и шпоночные пазы колес

· допуск цилиндричности посадочной поверхности (поз. 1) назначают, чтобы ограничить концентрацию контактных давлений;

· допуск перпендикулярности торца ступицы (поз. 2) задают, чтобы создать точную базу для подшипника качения, уменьшить перекос его колец и искажение геометрической формы дорожки качения внутреннего кольца;

· допуск параллельности торцов ступицы узких колес (поз. 3) задают по тем же соображениям, как и допуск перпендикулярности торца ступицы (поз. 2).

Если торцы ступиц не участвуют в базировании подшипников, то допуски по поз. 2 и 3 не назначают.

Рис. 4.18. Обозначения баз, допусков формы и расположенияповерхностей

В первой части таблицы параметров для цилиндрических колес приводят: модуль (m), число зубьев (z), угол наклона (), направление линии зуба – правое, левое, шевронное; нормальный исходный контур со ссылкой на ГОСТ 13755 – 81; коэффициент смещения x; степень точности, вид сопряжения и обозначение стандарта на нормы точ­ности – ГОСТ 1643 – 81.

Таблица 4.10 Значения допусков формы и расположения поверхностей колеса

Позиция на рис. 4.18

Допуск

1

Допуск цилиндричности  0,5t,  где t – допуск размера поверхности

2

Допуск перпендикулярности на dст (по табл. 4.8) при l / d 0,7. Степень точности допуска при базировании подшипников: шариковых – 7; роликовых – 6

3

Допуск параллельности на dст при l / d < 0,7 (по табл. 4.8). Степень точности допуска при базировании подшипников: шариковых – 7; роликовых – 6

4

Допуск параллельности 0,5 tшп; допуск симметричности2 tшп, где tшп – допуск ширины шпоночного паза

Во второй части таблицыодну-две строки оставляют свободными.

В третьей части таблицы приводят делительный диаметр (d) и обозначение чертежа сопряженного колеса.

Конические зубчатые колеса

На чертежах конических зубчатых колес, кроме размеров, определяющих форму и габариты детали, приводят размеры венца (рис. 4.19): внешние диаметры (d aeи d ae‘); угол (а) конуса вершин зубьев; угол () делительного конуса; угол (90° – ) внешнего дополнительного конуса.

Допуски формы и допуски расположения поверхностей конических колес определяют так же, как для цилиндрических (табл. 4.10).

В первой части таблицы параметров для конических колес приводят:

· модуль (mе) внешний окружной для прямозубого колеса;

· число зубьев (z); тип зуба («Прямой»);

· осевую форму (I, II или III) зуба по ГОСТ 19325 – 73; исходный контур со ссылкой на ГОСТ 13754 – 81 для колес с прямыми зубьями;

· коэффициент смещения с соответствующим знаком: внешний окружной (хе) ; угол делительного конуса (); степень точности, вид сопряжения и обозначение стандарта на нормы точности ГОСТ 1758 – 81. На рис. 4.19 указан тип зуба круговой.

Во второй части таблицыодну-две строки оставляют свободной.

В третьей части таблицы приводят: межосевой угол передачи (); модуль (mm) средний окружной для колеса с прямыми зубьями; внешнее (Rе) и среднее (R) конусные расстояния; средний делительный диаметр (d); угол (i) конуса впадин; внешнюю высоту (hе) зуба; обозначение чертежа сопряженного колеса.

Рис.


4.19. Чертеж конического зубчатого колеса

Геометрические параметры определяют по ГОСТ 19624 – 74 для прямозубых конических колес. При проектном расчете конической зубчатой передачи определены основные параметры колес: числа (z1 и z2) зубьев шестерни и колеса, внешний окружной модуль (mе) для прямозубых колес. Рассмотрим порядок расчета геометрических параметров конических колес (необходимых для оформления рабочего чертежа конического колеса) со стандартным исходным контуром для прямозубых колес (расчетные зависимости для колес с осевой формой II и III см. ГОСТ 19326 – 73):

1) Определить углы делительных конусов колес: tg = z1/z2;     = 90º – .

2) Вычислить внешнее конусное расстояние для передачи: Re = 0,5 me

3) Определить ширину венца: b = 0,285 Re.

4) Вычислить расстояние от внешнего торца до расчетного сечения: 1е = 0,5 b.

5) Определить среднее конусное расстояние: К = Ке – 1е.

6) Вычислить расчетный (средний) модуль передачи для прямозубых колес: mm = твR/Rе.

7) Определить для прямозубых колес внешнюю высоту головки зуба:

шестерни hae1 =me;

колеса hae2 = 2mehae1 (коэффициент смещения для шестерни принять равным нулю).

8) Вычислить внешнюю высоту ножки зуба для прямозубых колес:

шестерни hfe1 = hae2 + 0,2me;

колеса      hfe2 = hae1 + 0,2me.

9) Вычислить внешнюю высоту зуба: he = hae + hfe.

10) Вычислить внешний делительный диаметр прямозубых колес: de = mez.

11) Определить внешний диаметр вершин зубьев: dae = de + 2haecos.

12) Определить угол конуса вершин: a =  + a;   a1 = f2;   a2 = f1;   tgf1 = hfe1/Re;   tgf2 = hfe2/Re.

13) Определить угол конуса впадин: f =  – f.

Червяк и червячное колесо

На чертежах чер­вяка и червячного колеса, кроме габаритного и прочих, задают размеры, определяющие нарезанную часть чер­вяка и венец червячного колеса (рис. 4.20 – 4.21):

На чертеже чер­вяка задают: диаметр (da1) вершин витков; длину (b1) нарезанной части;

Рис. 4.20. Чертеж цилиндрического червяка

радиусы закруглений впадин (f1 = 0,3 m)  и вершин (k1 = 0,1 m) витков. Концевые участки витков приобретают за­остренную форму. Их необходимо притупить фрезерованием или запиливанием. На черте­же об этом приводят соответствующее указание;

На чертеже колеса задают: диаметр вершин зубьев (da2); наибольший диаметр (daM2); ширину (b2) венца; размер, определяющий положение средней плоскости венца; радиус  выемки поверхностей вершин зубьев (R = (0,5 d1 – m)); радиусы закруглений впадин (f2= 0,3m)  и вершин зубьев (k2 = 0,1m).

В первой части таблицы параметров червяка записывают: модуль (m), число витков (z1); вид червяка, делительный угол () подъема линии витка, направление линии витка («Правое», «Левое»), исходный червяк. В настоящее время применяют следующие виды цилиндрических червяков: Z1 – эвольвентный; ZN1 – конволютный с пря­молинейным профилем витка; ZАархимедов.

Во второй части таблицы записывают: делительную толщину (а1) по хорде, высоту () до хорды.

В третьей части таблицы записывают делительный диаметр (d1) червяка, ход (pz1) витка, обозначение чертежа сопряженного колеса.

Рис. 4.21. Колесо червячное ( сборочный чертеж)

Значения величин вычисляют по формулам: pz1 = mz1a1= 1,57m cos; a1= m+0,5a1 tg. Допуски формы и допуски расположения поверхностей валов-червяков опре­деляют так же, как и для валов.

В первой части таблицы параметров червячного колеса записывают: модуль (m), число (z2) зубьев, направление линии зуба («Правое», «Левое»), исходный производящий червяк со ссылкой на стандарт (ГОСТ 19036 – 94), степень точности, вид сопряжения по нормам бокового зазора и обозначение стандарта (ГОСТ 3675 – 81).

Во вторую часть таблицы (2 – 3 строки) оставляют свободной.

В третьей части таблицы записывают: межосевое расстояние (аw), делительный диаметр (d2) колеса, вид сопряженного червяка, число (z1) витков сопряженного червяка, обозначение чертежа сопряженного червяка.

Допуски формы и допуски расположения поверхностей червячных колес определяют так же, как и для цилиндрических.. На рис. 4.20 и 4.21 приведены чертежи цилиндрического червяка и червячного колеса.