Конструкция цилиндрических зубчатых колес наружного зацепления
Конструкция зубчатых колес представлена на рис. 14.1. Зубчатые колеса состоят из обода, диска и ступицы.
а | б | ||
Рис. 14.1. Конструкция зубчатого колеса |
Диаметр окружности выступов и ширина зубчатого венца – определяются при проектировочном расчете.
Толщину обода S для всех типов колес, кроме бандажированных, можно принять:
.
На торцах зубчатого венца (зубьях и углах обода) выполняют фаски (рис. 14.2):
,
которые округляют до стандартного значения по тому же ряду, что и (см. табл. 14.1).
На всех прямозубых зубчатых колесах фаску выполняют под углом 45° (рис. 14.2а). На косозубых и шевронных колесах при твердости менее 350 HB фаску выполняют под углом 45° (рис. 14.2а), при более высокой твердости – под углом 15…20° (рис. 14.2б).
а | б | ||
Рис. 14.2. Конструкция фаски на торцах зубчатого венца |
Далее на рисунках изображены только фаски по углом 45°.
Диаметр ступицы наружный (см. рис. 14.1):
– для стальной ступицы при шпоночном соединении и посадке с натягом;
– для стальной ступицы при шлицевом соединении;
– для ступицы из чугуна.
Примечание: Диаметр вала определяется после расчета валов.
Длина ступицы :
– меньшие значения при посадке на вал с натягом, большие – при переходной посадке;
– оптимальное значение;
Окончательно принимается после расчета соединения вал–ступица.
Зубчатые колеса для редукторов чаще всего имеют симметрично расположенную ступицу.
Острые кромки на торцах ступицы притупляют фасками , размеры которых принимают по таблице 14.1.
Таблица 14.1
Рекомендуемое значение фасок
20…30 | 30…40 | 40…50 | 50…80 | 80…120 | 120…150 | 150…250 | 250…500 | |
1,0 | 1,2 | 1,6 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 5,0 |
Такие же по величине фаски можно применить и для притупления внутренней кромки обода.
Зубчатые колеса небольшого диаметра (до 150 мм) имеют простую форму. Заготовку получают из проката (рис. 14.3а и рис. 14.4а) или свободной ковкой (рис. 14.3б и рис. 14.4б). Применяются как при серийном, так при единичном производстве.
Такую конструкцию можно применять, если толщина обода в месте, ослабленном шпоночным пазом, будет не менее 2,5m, в противном случае зубчатое колесо надо изготавливать заодно с валом (см. п. 14.2, «Конструкция вал-шестерней»).
а | б | ||
Рис. 14.3. Конструкция зубчатых колес небольшого диаметра |
Чтобы уменьшить объем точной обработки резанием на дисках колес выполняют выточки (для колес > 80 мм) (рис. 14.4). Эту же конструкцию колес можно применять для колес большего диаметра (до 500 мм) в единичном производстве, если нет жестких требований к массе.
а | б | ||
Рис.14.4. Конструкция зубчатых колес небольшого диаметра |
Кованные колеса – колеса большего диаметра (до 500 мм) в единичном и мелкосерийном производстве получают из проката свободной ковкой с последующей токарной обработкой.
Рис.14.5. Конструкция кованных зубчатых колес |
Толщина диска . Для уменьшения массы в технически оправданных случаях можно принимать , а в диске выполнить 4…6 отверстий большого диаметра.
Радиусы закруглений .
Штампованные колеса – при серийном производстве заготовки колес диаметром до 500 мм получают из круглого проката ковкой в штампах. При годовом объеме выпуска до 100 шт. экономически оправдана ковка в простейших односторонних подкладных штампах (рис. 14.6). Для свободной выемки заготовок из штампа принимают значения штамповочных уклонов и радиусов закруглений R ³ 6 мм.
Толщина диска .
Рис. 14.6. Конструкция штампованных зубчатых колес |
При годовом объеме выпуска более 100 шт. применяют двусторонние штампы (рис. 14.7).
Рис. 14.7. Конструкция штампованных зубчатых колес |
Для уменьшения влияния объемной термообработки на точность геометрической формы зубчатые колеса могут быть сделаны массивными (рис. 14.8): .
Рис.14.8. Конструкция штампованных зубчатых колес |
Цельнолитые колеса – применяются в серийном производстве, как наименее трудоемкие, для изготовления колес диаметром свыше 500 мм. По своей несущей способности они уступают колесам с кованным или прокатанным ободом. До диаметра 900 мм их преимущественно выполняют однодисковыми (рис. 14.9а), а при больших диаметрах и ширине – подкрепляется ребрами (рис. 14.9б) или выполняются двухдисковыми (рис. 14.9в).
а | б | в |
Рис. 14.9. Конструкция литых зубчатых колес |
Спицы могут иметь крестовидное, тавровое, двутавровое, овальное или другой формы сечения. Размеры сечения спиц у ступицы определяются из условного их расчета на изгиб. Поскольку жесткость обода невелика, распределение нагрузки между спицами очень неравномерное. Если окружное усилие на колесе , то условно полагают, что нагрузка, приходящаяся на наиболее нагруженную спицу:
,
где T – вращающий момент на колесе;
d – делительный диаметр колеса;
– количество спиц.
Тогда условие прочности спиц:
где – осевой момент сопротивления сечения спицы.
Для свободной выемки заготовок из формы принимают значения литьевых уклонов и радиусов закруглений R ³ 10 мм.
Бандажированные колеса (рис. 14.10) – обеспечивают экономию качественной стали, но более дороги в изготовлении. Бандаж куют или прокатывают, на диск сажают с натягом, для гарантии от проворачивания ставят установочные винты в качестве цилиндрических шпонок.
Толщина бандажа: .
Толщина обода: .
Диск делается литым, кованным или штампованным и имеет конструкцию, аналогичную описанным выше литым, кованным и штампованным колесам.
Рис. 14.10. Конструкция сборных зубчатых колес |
Болтовые конструкции (рис. 14.11) на призонных болтах имеют такую же несущую способность, что и бандажированные, но легче по массе.
Рис. 14.11. Конструкция сборных зубчатых колес |
Сварные колеса (рис. 14.12) – применяют в индивидуальном производстве.
Рис. 14.12. Конструкция сварных зубчатых колес |
Во избежание биения и вибрации во время работы для зубчатых колес проводят балансировку, высверливая на торце обода отверстия, если их частота вращения превышает 1000 об/мин.
Дата добавления: 2016-05-25; просмотров: 2942;