Конструирование зубчатого колеса

    2.3.1. Прямозубые и косозубые цилиндрические колеса

    Зубчатые колеса состоят из обода, на котором нарезаются зубья; ступицы, насаживаемой на вал, и диска, соединяющего обод со ступицей. Если диаметр колеса меньше 500 мм, то обычно колеса делают цельными, коваными или штампованными;  (при бόльших диаметрах – литыми с диском или со спицами). Чертежи зубчатых колес приведены на рис. 6 [3].

Основные размеры определяют из следующих соотношений  [3, с. 223 - 224]:

- диаметр ступицы d_ст = 1,6d_в;

где d_в - диаметр участка вала под колесо, определенное в процессе

проектирования тихоходного вала (см. раздел 2.2).

- длина ступицы равна или больше ширины зубчатого венца. Наиболее простая конструкция – цилиндрическая  форма колеса; при этом l_ст = b₂.

Длину ступицы принимают больше ширины зубчатого венца в том случае, если требуется увеличить длину шпонки по условию прочности. Увеличить длину ступицы можно симметрично в обе стороны либо в одну сторону (с учетом конструкции всего редуктора – числа ступеней, наличия промежуточного вала).

Другие размеры (рис.6):

- толщина обода        S = 2,5m_n + 2, но не менее 8 мм;

- размеры фасок для обода a = 0,5m_n;

- размеры фасок для ступицы назначают в зависимости от диаметра вала d_В по приведенной ниже таблице 4.

Таблица 4

Размеры фасок n на ступице зубчатого колеса [1, c. 69]

d B, мм	20…30	30…40	40…50	50…80	80…120	120…150	150…250
n, мм	1,0	1,2	1,6	2,0	2,5	3,0	4,0

 

Толщину диска k, соответственно, для штампованных и кованых колес, вычисляют по формулам [2, c.233]:

              k = (0,25…0,30) b ₂ и k = (0,30…0,35) b ₂.

Для облегчения колеса в диске иногда делают 4…6 отверстий, диаметры которых принимают по соотношению [3, c. 224]:

    D_ОТВ = 0,5(d ₁ + d _ст) ,    где d ₁  - диаметр обода.

Зубчатые колеса диаметром менее 500 мм обычно конструируют без отверстий, что позволяет избежать дополнительной механической обработки.

 

Рис.6. Цилиндрические зубчатые колеса: 

 

    Диаметр обода можно рассчитать из геометрических соотношений по формуле (см. рис.6)

              d₁ = d_a – 2(h + s), где h – высота зуба, равная 2,25 m_n .

    Диаметр отверстий  принимают конструктивно d_отв = 15…20мм.

 

2.3.2. Шевронные цилиндрические колеса

    Конструкции шевронных зубчатых колес (рис.7) отличаются от прямозубых и косозубых бόльшей шириной обода, в середине которого имеется канавка для выхода фрезы, нарезающей зубья. Ширину канавкиа определяют по табл. 5 в зависимости от модуля [1, с.69].

 

Таблица 5

Ширина канавки шевронных колес

m, мм	1,5	2	2,5	3	3,5	4	5
a, мм	27	32	37	42	47	53	60

    Основные геометрические параметры шевронных колеснаходят из соотношений :

- длина ступицы lст= b + a, где b - расчетная ширина зубчатого венца. Рекомендуется принимать lст ≥ 0,5d в; - толщина диска С = (0,3...0,35)(b + a); - толщина обода δ o= 4mn+ 2; - высота зуба h = 2,5mn ; - а – в зависимости от модуля [3, c. 225]. При известных размерах фрезы ширину канавки а  определяют прочерчиванием. Остальные размеры определяют так же, как для прямозубых и косозубых цилиндрических колес (см. раздел 2.3.1, рис. 6). На торцах зубчатого венца цилиндрического колеса снимают фаски n = (0,5…0,6)m под углом 45о.

Рис.7. Шевронное зубчатое колесо

Разработка компоновочного чертежа редуктора

Выбор подшипников. Определение расстояния между опорами. Эскизная компоновка редуктора

В корпусе редуктора размещаются его детали и узлы: валы, подшипники, зубчатые колеса, уплотнительные и регулировочные детали, дистанционные втулки, кольца и т.д. Материал корпуса обычно чугун СЧ 10 или СЧ 15. Плоскость разъема крышки и корпуса проходит через оси валов. В нижнюю часть корпуса (иногда ее называют картером) заливается масло.

На данном этапе конструирования выполняется эскизная компоновка редуктора с целью определения положения зубчатых колес относительно опор. Это необходимо для того, чтобы в последующем определить опорные реакции и выполнить проверку подшипников на долговечность, а также проверку валов на прочность по опасным сечениям. Наружные кольца подшипников устанавливаются в расточки корпуса и крышки, поэтому от расположения подшипников зависит конфигурация и габариты корпуса.

Для выполнения эскизной компоновки редуктора предварительно определяется толщина стенки корпуса δ [2, c.241]     

                                                   δ = 0,025а _W + 1

где а _W – межосевое расстояние, мм.

Во всех случаях величина δ принимается ≥ 8 мм.

    Далее выполняется компоновочный чертеж в одной проекции при снятой крышке корпуса; масштаб желательно принять 1:1 или 1:2 (1:2,5). Первый этап эскизной компоновки для большей точности рекомендуется выполнять на миллиметровой бумаге формата А3 или А2, в зависимости от габаритов редуктора.

Порядок выполнения эскизной компоновки следующий (рис.8):

1) посередине листа параллельно его длинной стороне проводим горизонтальную осевую линию, затем две вертикальные линии – оси валов на расстоянии а _W (с учетом масштаба);

2) вычерчиваем упрощенно шестерню и колесо в виде прямоугольников, согласно их размерам b и d;

3) предварительно выбираем по диаметру посадочной поверхности вала радиальные шарикоподшипники, например: для быстроходного вала – подшипники легкой серии 208 (внутренний диаметр 40мм),для тихоходного вала – подшипники средней серии 312 – (внутренний диаметр 60 мм). Характеристику подшипников по ГОСТ 8338-75 выписываем в таблицу

Условное обозначение подшипника	d	D	B	Динамическая грузоподъемность, кН
	Размеры, мм
208	40	80	18	32,0
312	60	130	31	81,9

 

4) определяем положение внутренней стенки корпуса:

- принимаем зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса

А₁ = 1,2 δ;

- принимаем зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса     А = δ;

- принимаем расстояние между наружным кольцом подшипника ведущего вала и внутренней стенкой корпуса А = δ;  если диаметр окружности выступов зубьев окажется больше наружного диаметра подшипника, то расстояние А надо брать от шестерни, а не от подшипника.

    Уточняем вопрос о смазке подшипников. Если в результате расчета зубчатой передачи окружная скорость в зацеплении 1 ≤ V_ОКР ≤ 12 м/с, то смазывание подшипников осуществляется путем разбрызгивания. Если же скорость V_ОКР < 1м/с, то для смазывания подшипников принимается консистентная смазка, которая закладывается в подшипник. В этом случае необходимо для предотвращения вытекания смазки из подшипника следует установить мазеудерживающие кольца. Для них между внутренней стенкой корпуса и торцом подшипника на компоновочном чертеже предусматривается размер y = 8…12 мм.

 

Рис.8. Эскизная компоновка редуктора (1-й этап)

    После выполнения эскизной компоновки находим расстояния l₁ и l ₂ путем измерения или расчетом

                       l ₁ = b₁/2 + A₁  + y + B/2, 

где B - ширина кольца подшипника.

    Аналогично определяется l ₂. Если в результате получим l₁≠ l ₂ , то рекомендуется с целью упрощения конфигурации корпуса принять эти размеры одинаковыми, по величине равными большему значению.

---

Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 2706; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!