7. Изображение зубчатых зацеплений

Классификация зубчатых зацеплений (рис. 155)

По расположению осей валов

Оси параллельны — Цилиндрические

- наружные (а,б,в)

- реечные (г)

- внутренние (д)

Оси пересекаются — Конические (е,ж)

Оси скрещиваются — Винтовые (з)

Червячные (и)

Гипоидные (к)

По расположению зубьев - прямозубые (а,д,е)

- косозубые (б)

- шевронные (в)

- с круговым зубом (ж,к)

По форме профиля зуба (рис. 156) - эвольвентные (а) - циклоидальные (б) - круглые (Новикова, в)

Рис. 155

а б в

Рис. 156

Применение прямозубых зацеплений ограничено невысокими оборотами из-за возникающих вибраций и шума. Косозубые ─ обеспечивают плавную, бесшумную работу при значительных оборотах, однако, при этом, появляются осевые нагрузки в подшипниках валов (в результате взаимодействия косых зубьев). Шевронные зацепления обеспечивают передачу больших крутящих моментов, плавность, бесшумность при отсутствии осевых нагрузок в подшипниках валов.

Эвольвентные зацепления (рис. 156, а) получили широкое распространение благодаря прочности, надёжности и технологичности (простоте изготовления).

Циклоидальные (рис. 156, б) ─ обеспечивают плавную работу при малых значениях коэффициента трения, но более сложны в изготовлении и имеют меньшую по сравнению с эвольвентными, прочность зуба; применяются в приборостроении.

Зацепления Новикова (рис. 156, в) позволят существенно уменьшить металлоёмкость конструкции, при высокой передаваемой мощности, однако требует очень точного исполнения, в том числе, межосевого расстояния сопрягаемых зубчатых колёс, которые имеют разные профили зубьев (рис. 157).

Конструктивные части зубчатого колеса (рис. 158):

─ центральная часть зубчатого колеса называется ступицей;

─ периферийная часть ─ обод с зубчатым венцом;

─ переходная часть может быть диском (рис. а), совокупностью спиц (рис. б), или вообще отсутствовать (рис. в).

.

Рис. 157 Рис. 158

7.1 Основные параметры и элементы зубчатого зацепления

У зубчатых колёс можно выделить следующие поверхности:

d₁, d₂ ─ начальные поверхности это воображаемые поверхности двух гладких цилиндрических катков, катящихся один по другому без скольжения;

d_a ─ поверхность вершин зубьев ─ поверхность, ограничивающая зубья со стороны, противоположной телу зубчатого колеса;

d_f ─ поверхность впадин зубьев ─ поверхность, отделяющая зубья от тела зубчатого колеса.

Проецируя эти поверхности на плоскость, перпендикулярную оси получим:

─ начальные окружности ─ d₁, d₂

─ окружности вершин ─ d_a;

─ окружности впадин ─ d_f.

Делительная окружность это основная база для определения элементов зубьев. У некоррегированных колёс начальная и делительная окружности совпадают. Коррегирование применяют для повышения прочности колёс путём увеличения высоты головок и уменьшения высоты ножек зубьев меньшего колеса и уменьшения высоты головок и увеличения высоты ножек зубьев большего колеса.

Для исключения из расчётов параметров зубчатых колёс и зуборезного инструмента иррационального числа  (выраженного бесконечной непериодической дробью), вводится общий параметр ─ модуль m=P_t/ мм, где P_t ─ окружной делительный шаг.

Значения модуля стандартизированы (ГОСТ 9563- 60) и выражены в мм.

Извлечения из этого стандарта:

1-й ряд: 0,8; 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; (предпочтителен)

2-й ряд: 0,7; 0,9; 1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75, 3,5; 4,5; 5,5; 7; 9.

Задавая любое стандартное значение модулю, по формулам (рис. 159) можно рассчитать все параметры зубчатого зацепления. Ширина зубчатого венца определяется прочностным расчётом. Зубчатые колёса с модулем < 1 мм называют мелкомодульными.

Z - число зубьев Pt – окружной делительный шаг m=Pt/ – окружной модуль d=mz – диаметр начальной (делительной) окружности da=m(z+2)- диаметр окружности вершин df =m(z-2,5)- диаметр окружности впадин h= 2,25m - высота зуба ha = m – высота головки зуба h f = 1,25m – высота ножки зуба Pt=m - окружной делительный шаг St= 0,5 m - толщина зуба по делительному диаметру b- ширина зубчатого венца (рассчитывается) А= m(Z1+Z2)/2 - межцентровое расстояние P – полюс зацепления.

Рис. 159

7.2 Изображения зубчатых колёс (ГОСТ 2.402-68)

Главным изображением зубчатых колёс является осевой разрез. На виде слева для простых колёс изображают только отверстие в ступице с шпоночным пазом [4, с. 52].

1. Начальные (делительные) окружности и образующие начальных поверхностей изображаются штрихпунктирными тонкими линиями. Построение зубчатого зацепления начинают с изображения начальных (делительных) окружностей, касающихся друг друга в точке, называемой полюсом зацепления Р (рис. 159, 162, б );

2. Окружности и образующие поверхностей вершин зубьев изображаются основными линиями, отстоящими от штрихпунктирных линий начальных окружностей на величину модуля – m (рис. 162, б);

3. Окружности и образующие поверхностей впадин зубьев в разрезах и сечениях

выполняются основными линиями. На видах в плане их допускается показывать сплошными тонкими линиями, отстоящими от окружностей вершин зубьев смежных колёс на расстоянии 0,25m (рис. 162, а, б);

4. Расположение зубьев на колесе указывают тремя сплошными тонкими линиями с соответствующим наклоном, нанесёнными на одном из его видов (рис. 160, 162, в);

5. Секущая плоскость в осевом разрезе всегда совпадает с плоскостью симметрии зуба. Зубья изображают нерассечёнными, независимо от угла их наклона (рис. 161, 162, а);

6. В разрезе в зоне зацепления зуб ведущего колеса изображается впереди зуба ведомого (рис. 161).

а) б) в)

Рис. 160 Рис. 161

На рис. 162 представлены осевой разрез и виды цилиндрического наружного прямозубого зацепления.

а) б) в)

Рис. 162