Пример конструирования прямозубой передачи

Требуется спроектировать прямозубую цилиндрическую зубчатую передачу в приводе стола прибора.

В соответствии с конкретным заданием к курсовому проекту известны нагрузки, скорость стола и тип производства.

Например, из расчетов, выполненных на предыдущих стадиях, получено:

– передаваемый крутящий момент Т₁ = 50 Н·м;

– передаточное отношение передачи U₁₂ = 10.

Предварительно принимается ориентировочный диаметр меньшего колеса:

.

Максимальная угловая скорость с^–1. Число зубьев меньшего колеса (шестерни) = 12.

Выбрана прямозубая зубчатая передача:

исходный контур ГОСТ 13755-81, m = 1, = 12, = 120,

коэффициенты смещения = 0,65, = 1,65 (выбраны для обеспечения требуемого межосевого расстояния), ширина венца = 4 мм, степень точности 6-7-6 E ГОСТ 1643-81.

Ведущее колесо расположено на первичном валу редуктора, ведомое – на вторичном, симметрично между опорами, материалы колес принимаем – сталь по бронзе, смазка периодическая.

Диаметр выступов меньшего колеса = 14 мм, диаметр ступицы = 7...9 мм. Для пары сталь–бронза при требованиях износостойкости рекомендуется сталь типа 40Х, закаленная или улучшенная [2, 3].

Приняты материалы колес:

меньшего колеса сталь 40Х ГОСТ 4543-71, улучшенная, 270...290 НВ;

большего колеса – бронза Бр A9Мц2 ГОСТ 493-79.

Размеры колес

Ширина венца большего колеса = 4 мм. Меньшее колесо рекомендуется делать шире: + (0,2…2) = 4 + (0,2...2) = 4,2...6 мм.

Принято = 6 мм. Так как вал двигателя гладкий, крепление на нем ведущего колеса возможно установочным винтом, шпонкой или штифтом. Например, при мм рекомендуемый штифт: ГОСТ 3129-70–1,6 x 10, кольцо 0,5 x 8.

Диаметр ведомого вала из условия равнопрочности

= 10,7 мм.

На ведомом валу может быть применена призматическая или сегментная шпонка.

По стандарту ГОСТ 24071-80 сегментная шпонка для диаметра вала 11 мм имеет размеры 3 x 5 x 13 [2], что в данном случае достаточно для обеспечения прочности. Принято: шпонка 3 x 5 х 13 ГОСТ 24071-80.

Выбор применения шпонки или штифта будет зависеть от условий сборки и возможности предотвращения осевого смещения колеса. Для гладкой шейки консольного вала предпочтительнее применение штифта.

Толщина диска для колес при m = 1 = 3 мм. Так как диаметр впадин колеса = 117,5 [8], то диаметр диска

= 117,5 – 2 · 3 = 111,5 мм.

По ряду Ra 40 ГОСТ 6636-69 принято D_z = 110 мм.

При имеющемся соотношении диаметров диска и ступицы рационально предусмотреть отверстия в диске. Диаметр окружности центров отверстий

= (110 + 25) / 2 = 67,5 мм.

Если принять D₀ = 67 мм по ряду Ra 40 [2], то диаметр отверстия

=

= 67 – 25 – 4(0,4...0,6) – 4(0,9...1,4) = 34…37 мм,

где R₁ – радиус скругления на заготовке.

По ряду Rа10 можно принять D₁ = 32 мм. Количество отверстий – 4.

В качестве параметра для контроля толщины зуба рационально принять размер по роликам М, общепринятый для мелкомодульных передач.