Механика раздел Детали машин Санкт Петербург 2011 Иванов К

Работа добавлена на сайт samzan.net:

МЧС РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ

К.С. Иванов

Ю.В. Мисевич

О.В. Петрова

РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

для заочного обучения

по дисциплине «Механика»

раздел «Детали машин»

Санкт - Петербург

2011

Иванов К.С., Мисевич Ю.В., О.В. Петрова. Расчет зубчатых передач. Учебно-методическое пособие для выполнения расчетно-графической работы для заочного обучения по дисциплине «Механика» раздел «Детали машин».- СПб.: СПб УГПС МЧС России, 2011, - 32 с.

Учебно-методическое пособие по расчету зубчатых передач составлено в соответствии с типовой программой по механике для не машиностроительных специальностей высших учебных заведений.

Пособие включает требования по выполнению и оформлению расчетно-графической работы (РГР), теоретический материал в объеме, достаточном для выполнения работы, перечень учебной литературы. Подробно рассмотрены геометрический и прочностной расчеты цилиндрических прямозубых, косозубых и шевронных, а также конических зубчатых передач прямозубых и с круговым зубом, методика и последовательность проведения вычислений; приведены варианты индивидуальных заданий.

Знания и навыки, полученные в ходе выполнения работы, будут необходимы при дальнейшем изучении специальных дисциплин, а также при решении технических задач по проектированию и расчету механизмов пожарной техники, приборов.

Пособие рекомендовано для слушателей заочного обучения при изучении раздела "Детали машин".

СОДЕРЖАНИЕ

	4
	4
	7
	12
	12
	14
	19
	22
	22
	23
	25
	28

ВВЕДЕНИЕ

Зубчатая передача состоит из двух колес с зубьями, которыми они сцепляются между собой. Меньшее зубчатое колесо передачи называется шестерней, большее - колесом.

Зубчатые передачи могут преобразовывать вращательное движение между валами, как с параллельными (цилиндрические передачи), так и с пересекающимися (конические передачи) геометрическими осями.

По форме и расположению зубьев на зубчатом колесе различают прямозубые, косозубые, шевронные, с круговым зубом передачи.

Зубчатые передачи нашли широкое распространение среди механических передач благодаря ряду достоинств, к которым можно отнести компактность, высокий к.п.д. (0,96 - 0,98), постоянство передаточного числа, большую долговечность и надежность в работе, возможность передачи больших мощностей при практически любых скоростях и передаточных отношениях, простоту обслуживания и ряд других.

В настоящем пособии будем рассматривать цилиндрические зубчатые передачи с внешним зацеплением колес и конические зубчатые передачи.

1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

1.1 Цель выполнения расчетно-графической работы

Расчетно-графическая работа "Расчет зубчатых передач" имеет цель проверить глубину и качество усвоения слушателями теоретического материала по теме "Зубчатые передачи" и привить навыки по самостоятельному практическому инженерному расчету кинематических и силовых соотношений в названных передачах.

1.2. Требования к выполнению и оформлению работы

При выполнении и оформлении расчетно-графической работы должны соблюдаться следующие требования:

Работа выполняется в соответствии с индивидуальным вариантом курсанта.
1. Работа выполняется на листах формата А4 (с одной стороны листа), брошюруется и сшивается по левой стороне листов.
2. Титульный лист оформляется в соответствии с образцом (приложение 1) и является первым листом работы (номер листа на нем не проставляется).
3. На втором листе работы выписываются исходные данные в соответствии с номером варианта (глава 2). Текст задания на выполнение расчетно-графической работы необходимо переписывать в работу до расчетной схемы.
4. Работа выполняется шариковой ручкой черного или синего цвета, четко и аккуратно. Допускается выполнение работы на компьютере.
5. Для пометок и замечаний преподавателя необходимо соблюдать достаточный интервал между строками и оставлять на каждой странице поля шириной 35...40 мм с правой стороны листа, а сверху и снизу листа - поля по 25 мм.
6. Все чертежи и схемы должны выполняться в соответствии с требованиями ЕСКД.
7. Каждая из таблиц, приведенных в работе, должна сопровождаться тематическим заголовком.
8. Нумерация листов, рисунков (чертежей, схем) и таблиц в работе должна быть сквозной.
9. Все решения и вычисления в ходе работы требуется пояснять комментариями (с указанием, что определяется, рассматривается, вычисляется) и ссылками на соответствующие формулы, методы, литературу и т.п.
10. Рекомендуется все вычисления производить в общем виде, а затем, подставляя численные значения величин, вычислять результат решения.
11. Все расчеты необходимо производить в Международной системе единиц (СИ) с точностью до 0,001.
12. Перед чистовым оформлением работы следует тщательно проверить все действия, правильность подстановки числовых значений величин, соблюдая единство их размерностей, правдоподобность (порядок) полученных результатов.
13. В конце работы делают выводы, приводят перечень учебной литературы, ставят личную подпись курсанта и дату выполнения работы.
14. Рассчитанную, оформленную и сброшюрованную работу сдают на проверку преподавателю в соответствии с календарным планом изучения дисциплины.
15. Неверно выполненная работа выполняется по новому варианту или переделывается частично по указанию преподавателя.

Работа, выполненная не по своему варианту, не проверяется и не зачитывается!

1.3. Подготовка к выполнению работы

Прежде чем приступать к выполнению работы, необходимо изучить (повторить) теоретический материал по учебной литературе, конспекту лекций и настоящему учебно-методическому пособию, усвоить основные положения, классификацию, назначение, области применения зубчатых передач в пожарной технике, их достоинства и недостатки, кинематические и силовые соотношения.

2. ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

Номер варианта задания соответствует двум последним цифрам номера служебного удостоверения слушателя. Номер схемы редуктора (табл.2) соответствует предпоследней, а номер строки исходных данных (табл.1) - последней цифре номера служебного удостоверения.

Например, номер служебного удостоверения слушателя - 423, значит, вариант задания для расчета № 23; расчетная схема -№ 2 (табл.2), строка исходных данных - № 3 (табл.1).

В ходе расчетно-графической работы необходимо:

1. Рассчитать зубчатую передачу одноступенчатого цилиндрического или конического редуктора общего назначения с постоянной нагрузкой. Редуктор предназначен для длительной работы.

2. Сконструировать и вычертить ведомое колесо зубчатой передачи по вычисленным числовым параметрам в масштабе на листе формата А4 или А3 (пример оформления чертежа в приложении и в учебном пособии [2]).

Таблица 1. Исходные данные

№ схемы	№ строки	Параметры на ведомом валу:	Передаточное отношение i	Материал колес
		Мощность N2, кВт	Угловая скорость 2, рад/с
1	1	10	40	3,15	Ст.45
	2	9	30	2,5	Ст.40Х
	3	8	25	4,0	Ст.40ХН
	4	7	15	2,0	Ст.35ХМ
	5	6	20	2,5	Ст.45
	6	5	10	1,6	Ст.35ХМ
	7	8,5	15	3,15	Ст.40ХН
	8	7,5	20	2,5	Ст.40Х
	9	6,5	15	1,6	Ст.40ХН
	0	5,5	10	4,0	Ст.45
2	1	12	40	4,0	Ст.45
	2	10	30	3,15	Ст.40Х
	3	11	25	4,0	Ст.40ХН
	4	8	15	2,5	Ст.35ХМ
	5	7	20	5,0	Ст.40Х
	6	12,5	10	1,6	Ст.20ХН2М
	7	11,5	10	2,5	Ст.18ГТ
	8	10,5	15	3,15	Ст.40Х
	9	13,5	10	2,0	Ст.20Х
	0	7,5	10	4,0	Ст.45
3	1	15	35	4,0	Ст.45
	2	14	30	5,0	Ст.40Х
	3	13	25	4,0	Ст.40ХН
	4	12	15	2,5	Ст.35ХМ
	5	11	20	2,0	Ст.40Х
	6	15	10	5,0	Ст.20ХН2М
	7	14,5	15	1,6	Ст.18ГТ
	8	12,5	20	2,5	Ст.40Х
	9	17,5	15	3,15	Ст.20Х
	0	10,5	10	2,5	Ст.45
4	1	10	40	2,0	Ст.45
	2	9	30	3,15	Ст.40Х
	3	8	25	1,25	Ст.40ХН
	4	7	15	2,5	Ст.35ХМ
	5	6	20	2,0	Ст.40Х
	6	12	10	1,6	Ст.20ХН2М
	7	8,5	15	2,5	Ст.45
	8	7,5	20	3,15	Ст.40Х
	9	9,5	5	2,0	Ст.20Х
	0	5,5	10	1,6	Ст.45
5	1	15	35	3,15	Ст.45
	2	14	30	2,0	Ст.40Х
	3	13	25	1,6	Ст.40ХН
	4	12	15	2,5	Ст.35ХМ
	5	11	20	2,0	Ст.40Х
	6	11	5	1,6	Ст.20ХН2М
	7	15,5	10	2,5	Ст.18ГТ
	8	12,5	20	2,0	Ст.40Х
	9	11,5	15	3,15	Ст.35ХН
	0	10,5	10	1,25	Ст.45
6	1	10	40	4,0	Ст.45
	2	9	30	5,0	Ст.40Х
	3	8	25	4,0	Ст.40ХН
	4	7	15	2,5	Ст.35ХМ
	5	15	5	5,0	Ст.20Х
	6	17	10	5,0	Ст.20ХН2М
	7	8,5	15	1,6	Ст.45
	8	7,5	20	2,5	Ст.40Х
	9	6,5	15	3,15	Ст.40Х
	0	5,5	10	2,5	Ст.45
7	1	15	5	3,15	Ст.20ХН2М
	2	14	30	2,5	Ст.40Х
	3	13	25	4,0	Ст.40ХН
	4	12	15	2,0	Ст.35ХМ
	5	11	5	3,55	Ст.20Х
	6	9	10	1,6	Ст.45
	7	14,5	10	5,0	Ст.35ХМ
	8	12,5	20	2,5	Ст.40Х
	9	11,5	15	1,6	Ст.20Х
	0	10,5	10	4,0	Ст.45
8	1	10	40	4,0	Ст.45
	2	9	30	3,15	Ст.40Х
	3	8	25	4,0	Ст.40ХН
	4	7	15	2,5	Ст.35ХМ
	5	6	20	2,0	Ст.40Х
	6	5	10	1,6	Ст.35ХМ
	7	13,5	10	5,0	Ст.18ГТ
	8	7,5	20	3,55	Ст.40Х
	9	15,5	5	5,0	Ст.20Х
	0	5,5	10	4,0	Ст.45
9	1	12	35	3,15	Ст.45
	2	10	30	2,0	Ст.40Х
	3	11	25	1,6	Ст.40ХН
	4	8	15	2,5	Ст.35ХМ
	5	7	20	2,0	Ст.40Х
	6	8,5	10	1,6	Ст.35ХМ
	7	9	15	2,5	Ст.45
	8	10,5	20	2,0	Ст.40Х
	9	11,5	15	3,15	Ст.20Х
	0	7,5	10	1,25	Ст.45
0	1	15	40	2,0	Ст.45
	2	14	30	3,15	Ст.40Х
	3	13	25	1,25	Ст.40ХН
	4	12	15	2,5	Ст.35ХМ
	5	15,5	10	2,0	Ст.20Х
	6	9	10	1,6	Ст.40Х
	7	14,5	10	2,5	Ст.18ГТ
	8	12,5	20	3,15	Ст.40Х
	9	11,5	5	2,0	Ст.20Х
	0	9,5	10	1,6	Ст.45

Таблица 2. Схема редуктора

1. 6.		2. 7.
	Цилиндрический редуктор с зубчатой прямозубой передачей		Цилиндрический редуктор с зубчатой косозубой передачей
3. 8.		4. 9.
	Цилиндрический редуктор с зубчатой шевронной передачей		Конический редуктор с зубчатой прямозубой передачей
5. 0.
	Конический редуктор с зубчатой передачей с косым зубом

3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

3.1. Определение допускаемых напряжений для материала зубчатых колес.

1. Выбор твердости колес.

Прежде, чем приступить к расчету допускаемых напряжений, нужно определить твердость зубьев колес. Твердость колес зависит от марки стали, из которого они изготовлены и способа ее термообработки. В таблице 3.1. представлены характеристики некоторых сталей.

Твердость определяется следующим образом:

1) колесо и шестерня передачи изготавливаются из одной марки стали;

2) для шестерни выбирается такой способ термообработки стали, при котором твердость выше (например, Ст.45: колесо – улучшение, твердость 235…262 НВ, шестерня – улучшение, твердость 269…302 НВ);

3) из представленного диапазона твердости вычисляется средняя твердость , стали IV группы выбираются одинаковыми для шестерни и колеса.

Таблица 3.1. Механические характеристики некоторых сталей

Марка стали	Термообработка	Предельные размеры заготовки, мм	Твердость зубьев на поверхности	σТ, Н/мм2
		Dпр	Sпр
Ст.45	Улучшение Улучшение	125 80	80 50	235…262 НВ 269…302 НВ	540 650
Ст.40Х	Улучшение Улучшение Улучшение и закалка ТВЧ	200 125 125	125 80 80	235…262 НВ 269…302 НВ 440…508 НВ	640 750 750
Ст.40ХН, Ст.35ХМ	Улучшение Улучшение Улучшение и закалка ТВЧ	315 200 200	200 125 125	235…262 НВ 269…302 НВ 451…521 НВ	630 750 750
Ст.20Х, Ст.20ХН2М, Ст.18ГТ	Улучшение, цементация и закалка	200	125	545…641 НВ	800

2. Допускаемые контактные напряжения, МПа

где индексы "1" и "2" (здесь и далее) определяет параметры шестерни и колеса соответственно;

HO - предел контактной усталости поверхности зубьев, МПа:

, где НВ – средняя твердость соответственно колеса и шестерни;

[SH] - коэффициент безопасности ([SH]=1,1...1,2);

КHL - коэффициент долговечности (KHL=1,0...2,6).

3. Допускаемое напряжение изгиба для материала зуба, МПа

где FO - предел выносливости зубьев при изгибе (зависит от термообработки), МПа: FO = 1,8НВ;

[SF] - коэффициент безопасности ([SF] = 1,25...2,3);

KFC - коэффициент, учитывающий влияние приложения нагрузки (при одностороннем приложении нагрузки КFC = 1);

KFL - коэффициент долговечности зубьев (КFL=1,0...2,1).

3.2. Расчет цилиндрических зубчатых передач

Прежде чем приступить к расчету, необходимо вычислить крутящий момент на ведомом валу, :

где N2 – мощность на ведомом валу, Вт;

2 – угловая скорость, рад/с.

1. Межосевое расстояние передачи, мм:

где i - передаточное отношение;

Ka - коэффициент (для прямозубых передач Ka = 49,5, для косозубых

и шевронных - Кa = 43,0);

КН - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине зубчатого венца (КН = 1,0...1,48);

а - коэффициент ширины венца зубчатого колеса (зависит от положения колес относительно опор) принимается:

при симметричном расположении колес……..….………0,315; 0,4;

при несимметричном расположении колес…….….0,25; 0,315; 0,4;

при консольном расположении одного или обоих колес...0,2; 0,25.

Межосевое расстояние аw округляют до ближайшего стандартного значения по ГОСТ 2185-66 (СТ СЭВ 229-75) табл. 3.2.

Таблица 3.2. Стандартные значения межосевых расстояний, мм по ГОСТ 2185-66 (СТ СЭВ 229-75)

1-й ряд	63	80	100	125	160	200	250	315
2-й ряд	71	90	112	140	180	224	280	355
1-й ряд	400	500	630	800	1000	1250	1600	2000
2-й ряд	450	560	710	900	1120	1400	1800	2240

Примечание.1-й ряд следует предпочитать 2-му ряду.

2. Ширина зубчатого венца, мм

; .

3. Диаметры валов под шестерню и колесо (DB1, DB2) определяются из условия прочности по касательным напряжениям

где [ ] - допускаемое касательное напряжение, МПа. Принять [ ] = 20 МПа;

W - полярный момент сопротивления, мм3; W = 0,2d3.

Полученные численные значения диаметров валов округляют до ближайших больших стандартных значений по ГОСТ 6636-69 (табл. 3.3).

Таблица 3.3. Стандартные диаметры валов, мм (ГОСТ 6636-69)

16	17	18	19	20	21	22	24	25	26	28	30
32	34	36	38	40	42	45	48	50	53	55	60
63	65	70	75	80	85	90	95	100	105	110	115
120	125	130	140	150	160	170	180	190	200	210	220

4. Модуль зубьев

Минимальное значение модуля mmin определяют из условия прочности:

где Кm - коэффициент, зависящий от вида передачи (для прямозубой - Кm = 6,8; для косозубой - Кm = 5,8; для шевронной - Кm = 5,2);

[F] соответствует меньшему из значений [F]1 и [F]2.

Принимают значение модуля m, согласуя его со стандартным значением по ГОСТ 9563-60 (СТ СЭВ 310-76) табл. 3.4.

Таблица 3.4. Стандартные значения модуля зубьев m по ГОСТ 9563-60 (СТ СЭВ 310-76)

1-й ряд	1,0		1,25		1,5		2,0		2,5		3,0
2-й ряд		1,125		1,375		1,75		2,25		2,75
1-й ряд		4,0		5,0		6,0		8,0		10,0
2-й ряд	3,5		4,5		5,5		7,0		9,0		11,0

5. Минимальный угол наклона зубьев (для косозубой и шевронной передач), град.

6. Суммарное число зубьев

для прямозубой передачи:

для косозубой и шевронной передач:

[Z],

где [Z] - наибольшее допустимое количество зубьев. Принять .

Полученное значение Z округляют в меньшую сторону до целого числа.

7. Фактический угол наклона зубьев (для косозубой и шевронной передач), град.

Для косозубых колес  = 8…250, для шевронных -  = 25…400.

8. Число зубьев шестерни и колеса

; .

Полученное значение z1 округляют до целого числа. Для прямозубых колес z1min = 17; для косозубых и шевронных - z1min = 17cos3.

9. Фактическое передаточное число

Фактическое значение передаточного числа не должно отличаться от номинального более чем на 5 %.

10. Делительные (начальные) диаметры, мм

для прямозубой передачи

; ;

для косозубой и шевронной передач

; .

11. Уточненное межосевое расстояние, мм

12. Диаметр вершин зубьев, мм

13. Окружная сила в зацеплении, Н

Ft = .

14. Радиальная сила в зацеплении, Н

для прямозубых колес

;

для косозубых и шевронных колес

где w - стандартный угол зацепления, град. (w = 20o).

15. Проверка соблюдения условия прочности по контактным напряжениям, МПа

для прямозубой передачи:

для косозубой и шевронной передач:

где KH - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений между зубьями (KH = 1,01…1,12);

КHV - коэффициент динамической нагрузки (для прямозубой - КHV= 1,1...1,2; для косозубой и шевронной - КHV = 1,05...1,1).

Условие прочности по контактным напряжениям имеет вид

16. Сравнительная прочность зубьев на изгиб, МПа

где YF1,2 - коэффициент формы зуба (ГОСТ 21354-75) табл. 3.5.

Таблица 3.5. Значения коэффициента YF в зависимости от числа зубьев шестерни и колеса

Число зубьев, z	17	20	25	30	40	50	60	80 и более
YF	4,28	4,09	3,90	3,80	3,70	3,66	3,62	3,60

17. Проверка соблюдения условия прочности по напряжениям изгиба (производиться по наименьшему значению из F1 или F2, вычисленному в пункте 16), МПа

где KF - коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями (для прямозубых колес KF = 1, для косозубых и шевронных колес KF= 0,72...0,91);

KF - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине зубчатого венца (KF=1,01...1,73);

KFV - коэффициент динамичности (для прямозубых колес KFV=1,2...1,4; для косозубых и шевронных - KFV=1,05...1,2);

Y - коэффициент, учитывающий наклон зуба ().

18. Определение параметров для конструирования колес.

Диаметры впадин, мм

df1,2 = d1,2 - 2,5m.

Длины ступиц, мм

Lст1,2 = 1,5DВ1,2.

Наружные диаметры ступиц, мм

Dст1,2 = 1,6DВ1,2.

Диаметры валов, мм

D1,2 = 1,2DВ1,2.

Толщина обода зубчатого венца, мм

 = 2,25m.

Толщина обода зубчатого колеса ( ) должна быть не менее 8 мм.

Толщина диска

s = 0,33b2.

Рис. 1. Геометрические параметры цилиндрической зубчатой передачи.

3.3. Расчет конических зубчатых передач

1. Диаметр внешней делительной окружности колеса, мм:

Коэффициент принимают:

- для прямозубых колес 0,85;

- для колес с круговым зубом по табл. 3.6.

Таблица 3.6. Значения коэффициентов и для колес с круговым зубом.

Твердость НВ1 и НВ2 шестерни и колеса	Значения коэффициентов

НВ1 ≤ 350 НВ НВ2 ≤ 350 НВ	1,22+0,21i	0,94+0,08i
НВ1  440 НВ НВ2 ≤ 350 НВ	1,13+0,13i	0,85+0,04i
НВ1  440 НВ НВ2  440 НВ	0,81+0,15i	0,65+0,11i

Коэффициент определяют по формуле: = ,

где S =2 (при консольном расположении колес, опоры- роликоподшипники), =.

Для прирабатывающихся колес (НВ2≤350 НВ): прямозубых ; с круговым зубом .

Значение коэффициента принимают для колес:

- прямозубых колес при твердости зубьев ≤ 350 НВ 1,25;

> 350 НВ – 1,2;

- с круговым зубом при твердости зубьев ≤ 350 НВ 1,1;

> 350 НВ – 1,05.

2. Углы делительных конусов, конусное расстояние и ширина колес.

Углы делительных конусов колеса и шестерни:

i , .

Конусное расстояние: .

Ширина колес:

3. Модуль передачи.

Внешний окружной модуль передачи: ,

где - для конических колес с прямыми зубьями; - для колес с круговыми зубьями. Вместо подставляют меньшее из или .

Коэффициент вычисляют также как коэффициент .

Значение коэффициента принимают для колес:

- прямозубых колес при твердости зубьев ≤ 350 НВ 1,5;

> 350 НВ – 1,25;

- с круговым зубом при твердости зубьев ≤ 350 НВ 1,2;

> 350 НВ – 1,1.

Коэффициент принимают:

- для прямозубых колес 0,85;

- для колес с круговым зубом по табл. 3.6.

Вычисленное значение модуля зубьев следует округлить до стандартной величины по таблице 3.4.

4. Числа зубьев колес.

Число зубьев колеса:

Число зубьев шестерни:

Полученные значения округляют в ближайшую сторону до целого числа.

5. Фактическое передаточное число.

Фактическое передаточное число определяют по формуле: ; отклонение от заданного числа не должно превышать 4%, т.е.

6. Окончательные значения размеров колес.

Углы делительных конусов колеса и шестерни:

, .

Делительные диаметры колес:

Коэффициенты смещения для шестерни и колеса определяют по формулам:

, ;

или принимают по таблицам 2.7 и 2.8 [2].

Внешние диаметры колес:

прямозубых

;

с круговым зубом

;

7. Силы в зацеплении.

Окружная сила на среднем диаметре колеса: , где

Осевая сила на шестерне:

прямозубой ;

с круговым зубом .

Радиальная сила на шестерне:

прямозубой ;

с круговым зубом .

Осевая сила на колесе: .

Радиальная сила на колесе: .

Коэффициенты и :

; .

8. Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба.

Напряжения изгиба в зубьях колеса: ;

Напряжения изгиба в зубьях шестерни: .

Значения коэффициентов и принимают по таблице 2.9 [2].

Расчетное напряжение изгиба должно быть .

9. Проверка зубьев колес по контактным напряжениям.

Расчетное контактное напряжение:

Расчетное контактное напряжение должно быть . При несоблюдении этого условия изменяют диаметр колеса .

Рис. 2. Геометрические параметры конической зубчатой передачи.

4. КОНСТРУИРОВАНИЕ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

4.1. Конструирование цилиндрических зубчатых колес

Основные геометрические размеры цилиндрических зубчатых колес определены из расчета и показаны на рис.1.

Форма зубчатых колес может быть плоской - рис.3 а) и б) или с выступающей ступицей - рис.3 б). Значительно реже (чаще в одноступенчатых редукторах) колеса делают со ступицей, выступающей в обе стороны.

Ширину S торцов зубчатого венца принимают .

На торцах зубчатого венца выполняют фаски .

Рис. 3. Простейшие формы цилиндрических зубчатых колес, изготавливаемых при мелкосерийном производстве

а)

б)

Рис. 4. Формы цилиндрических зубчатых колес, изготавливаемых при серийном производстве

Возможны два конструктивных исполнения шестерен зубчатых передач; за одно целое с валом (вал-шестерня) и отдельно от него (насадная шестерня). Качество (жесткость, точность и т. д.) вала-шестерни оказывается выше, а стоимость изготовления ниже, чем вала и насадной шестерни, поэтому все шестерни редукторов выполняют за одно целое с валом. Насадные шестерни применяют, например, в тех случаях, когда по условиям работы шестерня должна быть подвижной вдоль оси вала.

На рис.5 показаны конструкции вала-шестерни: а—быстроходной (с небольшим передаточным числом) и б— тихоходной (промежуточный вал) ступеней двухступенчатого редуктора. Обе конструкции обеспечивают нарезание зубьев со свободным выходом инструмента.

Рис. 5. Конструкции вала-шестерни: а—быстроходной (с небольшим передаточным числом) и б— тихоходной (промежуточный вал) ступеней двухступенчатого редуктора

4.2. Конструирование конических зубчатых колес

Основные геометрические размеры конических зубчатых колес определены из расчета и показаны на рис.2.

Конструктивные формы конических зубчатых колес с внешним диаметром вершин зубьев dае<120 мм показаны на рис. 6. При угле делительного конуса δ<30° колеса выполняют по рис. 6 а), а при угле δ>45° по рис. 6 б). Если угол делительного конуса находится между 30 и 45°, то допускают обе формы конических колес.

Рис. 6. Конструктивные формы конических зубчатых колес с внешним диаметром вершин зубьев dае<120 мм.

Рис. 7. Конструктивные формы конических зубчатых колес с внешним диаметром вершин зубьев dае>120 мм.

По рис. 7 а) конструируют колеса при единичном и мелкосерийном производстве. По рис. 7 б) конструируют конические колеса при крупносерийном производстве.

При любой форме колес внешние углы зубьев притупляют фаской f=0,5mte. Ширину S (мм) принимают: S = 2,5mte+2 мм.

Конструкция конического вола-шестерни показана на рис.8.

Рис. 8. Конструкция конического вала-шестерни.

Подробно о конструировании зубчатых колес смотри в учебном пособии [2], глава 4.

ПРИЛОЖЕНИЕ

П1. Пример оформления титульного листа

МЧС РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ

Кафедра механики и инженерной графики

Расчетно-графическая работа

«Расчет зубчатых передач»

Вариант № 23

Выполнил: курсант 22 учебной группы инженерно-технического факультета рядовой внутренней службы Сидоров А.Г.

Проверил: заместитель начальника кафедры механики и инженерной графики капитан внутренней службы

Мисевич Ю.В

Дата сдачи _____________________

Оценка _____________________

Санкт-Петербург - 2011

П2. Пример оформления листа исходных данных (второй лист работы).

Исходные данные для выполнения ГРГ

Вариант №23

Выполнить расчет зубчатой цилиндрической косозубой передачи.

Мощность на ведомом валу N2=11 кВт.

Угловая скорость 2=25 рад/с.

Передаточное число передачи i=4,0

Материал колес Ст.40ХН

Схема цилиндрического редуктора

с зубчатой косозубой передачей

П3. Пример оформления графической части работы

Рис. П1. Рабочий чертеж зубчатого цилиндрического колеса

Рис. П2. Рабочий чертеж зубчатого конического колеса

Будь умным!