Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тема занятия: Изучение базовых моделей. Зубчатые колеса. Зубчатая передача. Промежуточное зубчатое -конспект

Тема занятия: Изучение базовых моделей. Зубчатые колеса. Зубчатая передача. Промежуточное зубчатое колесо.
план-конспект

Тип занятия: занятие изучения и первичного закрепления нового материала.

Вид занятия: комбинированное.

Цель: познакомить учащихся с зубчатыми колесами и зубчатыми передачами.

Задачи:

Образовательные: Познакомить учащихся с понятиями «зубчатое колесо», «зубчатая передача», профессией «конструктор».

Развивающие: расширение технического кругозора, развитие логического мышления, интереса к техническому творчеству, творческих способностей, развивать мелкую моторику, внимательность, аккуратность.

Воспитательные: формировать навыки работы в команде: распределение между собой обязанностей, освоение культуры и этики общения.

Оборудование: экран, проектор (интерактивная доска), наборы конструктора, тетрадь, ручка, клей-карандаш, раздаточный материал.

Скачать:

ВложениеРазмер
izuchenie_bazovyh_modeley.docx295.75 КБ

Предварительный просмотр:

Тема занятия: Изучение базовых моделей. Зубчатые колеса. Зубчатая передача. Промежуточное зубчатое колесо.

Тип занятия: занятие изучения и первичного закрепления нового материала.

Вид занятия: комбинированное.

Цель: познакомить учащихся с зубчатыми колесами и зубчатыми передачами.

Образовательные: Познакомить учащихся с понятиями «зубчатое колесо», «зубчатая передача», профессией «конструктор».

Развивающие: расширение технического кругозора, развитие логического мышления, интереса к техническому творчеству, творческих способностей, развивать мелкую моторику, внимательность, аккуратность.

Воспитательные: формировать навыки работы в команде: распределение между собой обязанностей, освоение культуры и этики общения.

Оборудование: экран, проектор (интерактивная доска), наборы конструктора, тетрадь, ручка, клей-карандаш, раздаточный материал.

  1. Организационный момент –5 мин
  2. Актуализация знаний – 5 мин
  3. Изучение нового материала – 25 мин
  4. Практическая работа — 35 мин
  5. Подведение итогов – 20 мин
  1. Организационный момент

Приветствие. Проверка присутствующих. Постановка цели занятия.

  1. Актуализация опорных знаний

— Что означает Lego ?

— Расскажите, какие основные детали Lego вы знаете ?

— Как можно соединять детали между собой?

— Какие правила техники безопасности при работе с конструктором вы помните?

  1. Изучение нового материала

В наборе есть деталь – колесо, но не обычное, а с зубчиками. Эта деталь называется «зубчатое колесо» или шестеренка.

У зубчатых колёс есть зубчики. И если шестеренки стоят рядышком, так что их зубчики соприкасаются – то происходит зубчатая передача движения.

Зубчатое колесо – колесо с зубьями, которое вращается и заставляет двигаться другую деталь. Зубчатые колеса используются в велосипедах, где связаны между собой цепью. В зубчатой передаче зубчатые колеса размещаются непосредственно рядом друг с другом.

Если одну из шестерёнок начать двигать в зубчатой передаче, то вторая тоже начнёт двигаться, и чем быстрее двигается одна, тем быстрее двигается и вторая шестерёнка. Если ведущее зубчатое колесо (соединенное с мотором осью) вращается против часовой стрелки, то ведомое зубчатое колесо вращается по часовой стрелке.

— Как вы думаете, почему зубчатое колесо называется ведущим?

(Оно начинает вращаться первым и от него движение передается другим зубчатым колесам).

— Как вы думаете, почему зубчатое колесо называется ведомым?

(Оно скреплено с первым, которое заставляет его вращаться).

— Какую функцию выполняют зубчатые колеса?

(Они передают движение от одного зубчатого колеса другому: от ведущего к ведомому).

— В каком направлении вращаются эти колеса?

(Зубчатые колеса, зубья которых находятся в зацеплении друг с другом, всегда вращаются в противоположных направлениях).

Если между двумя одинаковыми зубчатыми колесами поместить промежуточное зубчатое колесо, то получится, что ведущее зубчатое колесо вращается против часовой стрелки, промежуточное зубчатое колесо вращается по часовой стрелке, а последнее ведомое зубчатое колесо вращается против часовой стрелки. Два большие крайние зубчатые колеса вращаются с одинаковой скоростью, а маленькое промежуточное зубчатое колесо крутится быстрее. Промежуточное зубчатое колесо используется только для того, чтобы изменять направление следующего за ним зубчатого колеса. Промежуточное зубчатое колесо не изменяет ни скорости вращения, ни передаваемого усилия в зубчатой передаче.

— Для чего используется промежуточное зубчатое колесо?

  1. Практическая работа

Теперь мы с вами построим модель зубчатой передачи.

Соберите волчок. Покрутите волчок без помощи рукоятки. У кого дольше прокрутится волчок?

А теперь сделайте зубчатую передачу и раскрутите волчок при помощи ручки. Конструкция должна стоять ровно, ось будет выполнять роль точки опоры.

Понаблюдайте за шестерёнкой, как она будет быстрее крутиться, если вы раскрутите её рукой или ручкой с зубчатой передачей?

Если при раскручивании в зубчатой передаче будет участвовать маленькая и большая шестерёнка или средняя и большая?

При каком раскручивании наш волчок будет устойчивым? Неустойчивым?

Занимательная пауза . Бóльшая часть предметов не может стабильно и долго крутиться, и довольно быстро падает на поверхность стола. Замедление вращения обусловлено действием силы трения. Чтобы обеспечить устойчивое вращение объекта, необходимо приложить к нему силы симметрично относительно его центра; в противном случае вращение объекта будет неустойчивым, он будет двигаться из стороны в сторону и очень быстро затормозится.

А теперь попробуем собрать карусель. Работаем в парах.

  1. Подведение итогов

Демонстрируем свои работы. Разбираем модель, аккуратно раскладывая детали на места. Убираем рабочие места.

Виды зубчатых колес, шестерен

Виды шестеренОбычно шестерни имеют профиль зубьев с эвольвентной боковой формой. Так как эвольвентное зацепление имеет ряд преимуществ перед остальными: форма этих зубьев соответствует условиям их прочности, зубья легко изготовить и обработать, шестерни не чувствительны к точности установки. Тем не менее, существуют зубчатые передачи с циклоидальной формой профиля зубьев, а так же с шестернями с круговой формой профиля зубьев, например — передача Новикова. Помимо этого, применяется несимметричный профиль зуба, например в храповых механизмах.

Параметры эвольвентной шестерни:

Параметры эвольвентной шестерни

Модуль шестерни (m) – это основной параметр, который определяется из прочностного расчёта зубчатых передач. Чем сильнее нагрузка на передачу, тем больше значение модуля, единица измерения модуля – миллиметры.

Расчет модуля шестерни:

d — диаметр делительной окружности

z — число зубьев шестерни

p — шаг зубьев

da — диаметр окружности вершин темной шестерни

db — диаметр основной окружности — эвольвенты

df — диаметр окружности впадин темной шестерни

haP+hfP — высота зуба темной шестерни, x+haP+hfP — высота зуба светлой шестерни

Формула расчета модуля шестерни

В машиностроении приняты стандартные значения модуля зубчатого колеса для удобства изготовления и замены зубчатых колёс, представляющие собой числа от 1 до 50.

Высота головки зуба — haP и высота ножки зуба — hfP в случае, так называемого, «нулевого» зубчатого колеса соотносятся с модулем m следующим образом: haP = m; hfP = 1,2 m, то есть:

соотношение высоты зуба шестеренки с модулем

Отсюда получаем, что высота зуба h = 2,2m

Так же можно практически вычислить модуль шестерни, при этом, не имея всех данных для определения модуля, по следующей формуле:

практически вычислить модуль шестерни

Продольная линия зуба

Прямозубые шестерниПрямозубые шестерни

Прямозубые шестерни — самый применяемый тип зубчатых колёс. Зубья расположены в радиальных плоскостях, линия контакта зубьев пары зубчатых колес параллельна оси вращения, как и оси обеих зубчатых колес (шестеренок) располагаются строго параллельно.

Косозубые шестерни

Косозубые шестеренки

Косозубые шестерни – это модернизированная версия прямозубых шестерен. Зубья, в таком случае, расположены под углом к оси вращения. Зацепление зубьев этих шестерен происходит тише и плавнее, чем у прямозубых. Они применяются либо в малошумных механизмах, либо в тех которые требуют передачи большого крутящего момента на больших скоростях. К недостаткам этого типа шестерен можно отнести: увеличенную площадь соприкосновения зубьев, что вызывает значительное трение и нагрев деталей, а вследствие: потеря мощности и дополнительное использование смазочных материалов; так же механическая сила, направленная вдоль оси шестеренки, вынуждает применять упорные подшипники для установки вала.

Шевронные колёса

Шевронное колесо

Шевронные шестерни решают проблему механической осевой силы, которая возникает в случае применения косозубых колес, так как зубья шевронных (елочных) колёс изготавливаются в виде буквы «V» (или же они образовываются стыковкой двух косозубых колёс со встречным расположением зубьев). Осевые механические силы обеих половин шевронной шестерни взаимно компенсируются, поэтому нет нет необходимости использования упорных подшипников для установки валов. Шевронная передача является самоустанавливающейся в осевом направлении, в следствии чего, в редукторах с шевронными колесами один из валов устанавливают на подшипниках с короткими цилиндрическими роликами — плавающих опорах.

Шестерни с внутренним зацеплением

Шестерни с внутренним зацеплением

Шестерни такого типа имеют зубья, нарезанные с внутренней стороны. При их использовании происходит одностороннее вращение ведущей и ведомой шестерен. В данной зубчатой передаче меньше затрат на трение, а значит выше КПД. Применяются зубчатые колеса с внутренним зацеплением в ограниченных по габаритам механизмах, в планетарных передачах, в шестеренных насосах, в приводе башни танка.

Винтовые шестерни

Винтовые шестерни

Шестерни имеют форму цилиндра с расположенными на нем зубьями по винтовой линии. Эти шестеренки используются на непересекающихся валах, которые располагаются перпендикулярно друг друга, угол между ними 90°.

Секторная шестерня

Секторные шестерни

Секторная шестерня – это часть (сектор) шестерни любого типа, она позволяет сэкономить в габаритах полноценной шестерни, так как применяется в передачах, где не требуется вращение этого зубчатого колеса (шестеренки) на полный оборот.

Шестерни с круговыми зубьямиШестерни с круговыми зубьями

Шестерни этого типа имеют линию зубьев в виде окружности радиуса, за счет этого контакт в передаче происходит в одной точке на линии зацепления, которая располагается параллельно осям шестерен. Передачи с круговыми зубьями «Передача Новикова» имеет лучшие ходовые качества, чем косозубые – высокую плавность хода и бесшумность, высокую нагрузочную способность зацепления, но при одинаковых условиях их ресурс работы и КПД ниже, к прочему изготовление этих шестерен значительно сложнее. Поэтому применение таких шестеренок ограниченно.

Конические шестерни

Конические шестерни

Конические шестерни имеют различные виды, отличаются они по форме линий зубьев, с прямыми, с криволинейными, с тангенциальными, с круговыми зубьями. Применяются конические зубчатые передачи в машинах для движения механизма, где требуется передать вращение с одного вала на другой, оси которых пересекаются. Например, в автомобильных дифференциалах, для передачи момента от двигателя к колесам.

Зубчатая рейка

Зубчатая рейка

Зубчатая рейка является частью зубчатого колеса с бесконечным радиусом делительной окружности. Вследствие этого ее окружности представляют собой прямые параллельные линии. Эвольвентный профиль зубчатой рейки тоже имеет прямолинейное очертание. Это свойство эвольвенты является наиболее важным при изготовлении зубчатых колёс. Передачу с применением зубчатой планки (рейки) называют — реечная передача (кремальера), она используется для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот. Состоит передача из зубчатой рейки и прямозубого зубчатого колеса (шестеренки). Применяется такая передача в зубчатой железной дороге.

Звездочкашестерня-звезда

Шестерня-звезда — это основная деталь цепной передачи, которая используется совместно с гибким элементом — цепью для передачи механической энергии.

Коронная шестерняkoronnaya-shesternya

Коронная шестерня – это особый тип шестерен, их зубья находятся на боковой поверхности. Такая шестерня работает, как правило, в паре с прямозубой или с барабаном (цевочное колесо), состоящим из стержней. Такая передача используется в башенных часах.

С какой целью шестерню делают шире колеса

Тема 4.3 Зубчатые передачи
Материалы и конструкции зубчатых колес

В результате изучения студент должен знать:
— материалы, применяемые для изготовления зубчатых колес;
— требования, предъявляемые к материалам;
— основы теории зубчатого зацепления;
— геометрические параметры зубчатых колес.

4.3.1 Материалы, применяемые для изготовления зубчатых колес

Материалы зубчатых колес выбирают в зависимости от назначения и условий работы передачи.

Основные требования к материалам:
— прочность поверхностного слоя и высокое сопротивление истиранию;
— достаточная прочность при изгибе;
— обрабатываемость, возможность получения достаточной точности и чистоты поверхности.

Основным материалом зубчатых колёс является сталь, используют также чугун и пластмассу. Для уменьшения опасности повреждения поверхности зубьев применяют термообработку. Твердость поверхности должна быть такой, чтобы получить колеса необходимой точности.

Наибольшее распространение получили углеродистые стали 35; 40; 50; 50Г. Применяют также легированные стали 40Х; 45ХН. Углеродистые стали подвергают нормализации и улучшению, твёрдость поверхности 300…320 НВ. Колёса с твердостью НВ обладают сравнительно невысокой прочностью. Однако благодаря технологическим преимуществам широко применяется в условиях единичного и мелкосерийного производства в мало- и средненагруженных передачах при отсутствии жестких требований к габаритам и массе, а также в передачах с большими колёсами (диаметром более 500 мм), термическая обработка которых затруднена. Для лучшей приработки зубьев и равномерного их изнашивания для прямозубых передач рекомендуется твёрдость рабочих поверхностей зубьев шестерни назначать больше твёрдости зубьев колеса на 20…30 единиц НВ.

Легированные стали закаливают, иногда применяют поверхностную закалку, цементацию, азотирование (НВ > 350).

Применение высокотвёрдых материалов уменьшает габаритные размеры передачи и увеличивает её долговечность. Однако колёса из таких материалов требуют повышенной точности изготовления и монтажа, а обработку резанием производят до термообработки. При твёрдости обоих колёс >350 НВ колеса не прирабатываются. Для неприрабатывающихся зубчатых передач не требуется обеспечивать разность твёрдостей зубьев шестерни и колеса. Но такие колёса требуют высокой точности изготовления и повышенной жёсткости валов и опор. Нарезание зубьев при высокой твёрдости затруднено. Поэтому колёса нарезают до термообработки, а отделку зубьев производят после термообработки. Применяют в условиях крупносерийного и массового производства в средне- и высоконагруженных передачах, а также при высоких требованиях к габаритам и массе передачи.

Крупные зубчатые колёса из пластмассы применяют для обеспечения бесшумной работы. Шестерня из пластмассы работает с колесом из стали; нагрузочная способность таких передач невысока.

Выбор марок сталей для зубчатых колёс. В термически необработанном состоянии механические свойства всех сталей без термообработки недопустимо. При выборе марки сталей для зубчатых колёс, кроме твёрдости, необходимо учитывать размеры заготовки. Это объясняется тем, что прокаливае6мость сталей различна: углеродистых – наименьшая; высоколегированных – наибольшая. Стали с плохой прокаливаемостью (углеродистые конструкционные) при больших сечениях нельзя термически обработать на высокую твёрдость. Поэтому марку стали для упрочняемых зубчатых колёс выбирают с учётом их размеров, а именно диаметра D вала- шестерни или червяка и наибольшей ширины сечения колеса S с припуском на механическую обработку после нормализации или улучшения. Таким образом, окончательный выбор марки сталей для зубчатых колёс (пригодность заготовки колёс) необходимо производить после определения геометрических размеров зубчатой передачи.

Из рекомендаций по выбору механических свойств наиболее употребляемых марок сталей в зависимости от термообработки (твёрдости) с учётом размеров зубчатых колёс следует, что для одной и той же марки стали в зависимости от вида термообработки можно получить различные механические свойства. Поэтому при выборе материала для шестерни и для шестерни и колеса желательно ориентироваться на применение одной и той же марки стали, но с различной твёрдостью (различной термообработкой). При этом необходимо принимать среднее значение твёрдости данной марки стали как наиболее вероятное. При твёрдости обоих колёс >350 НВ не требуется обеспечивать разность твёрдости зубьев шестерни и колеса.

Стальное литьё обладает пониженной прочностью и используется обычно для колёс крупных размеров, работающих в паре с кованной шестерней. Применяют стали 35Л, 40Л, 5Л, 40ГЛ. Литые колёса подвергают нормализации или улучшению.

Чугуны. Тихоходные и малонагруженные открытые и реже закрытые передачи зубчатого колеса изготовляют из серого чугуна марок СЧ 25 и выше и высокачественного чугуна. Зубья чугунных колёс хорошо прирабатываются и хорошо противостоят усталостному разрушению и заеданию в условиях бедной смазки.

4.3.2 Основы теории зубчатого зацепления

Профили зубьев пары колес должны быть сопряженными, т. е. заданному профилю зуба одного колеса должен соответство¬вать вполне определенный профиль зуба другого колеса. Чтобы обеспечить постоянство передаточного числа, профили зубьев нужно очертить такими кривыми, которые удовлетворяли бы требованиям основной теоремы зацепления.

Основная теорема зацепления. Для доказательства теоремы рассмотрим пару сопряженных зубьев в зацеплении (рис.2.3.7). Профили зубьев шестерни и колеса касаются в точке S, называе¬мой точкой зацепления. Центры вращения О1 и О2 расположены на неизменном расстоянии aw друг от друга.

Рисунок 2.3.7 Схема зацепления пары зубчатых колес

Зуб шес¬терни, вращаясь с угловой скоростью w1, оказывает силовое действие на зуб колеса, сообщая последнему угловую скорость w2. Проведем через точку S общую для обоих профилей касатель¬ную ТТ и нормаль NN. Окружные скорости точки S относительно центров вращения О1 и О2:
v1 = O1 S w1 и v2 = O2 S w2 Разложим v1 и v2 на составляющие v’1 и v’2 по направлению нормали NN и составляющие v»1 и v»2 по направлению касательной ТТ. Для обеспечения постоянного касания профилей необходимо соблюдение условия v’1 = v’2, в противном случае при v’1 v’2 произойдет вреза¬ние зубьев. Опустим из центров O1 и О2 перпендикуляры O1B и О2С на нормаль NN.

Из подобия треугольников aeS и BSO1 v’1 / v2 = O1B / O1S?, откуда

Из подобия треугольников afS и CS02 v’2 / v2 = O2C / O2S, откуда v’2 = (v2/02S) O2C = w2 *O2C. Ho v’1 = v’2, следовательно, w1 * O1B = w2 * O2C. Передаточное число
u = w1 / w2 = O2C / O1B. (2.3.1)

Нормаль NN пересекает линию центров О1О2 в точке П, назы¬ваемой полюсом зацепления. Из подобия треугольников О2ПС и О1ПВ
O2C / O1B = O2П / O1П = rw1 / rw2 (2.3.2)

Сравнивая отношения (1) и (2), получаем
u = w1 / w2 = rw1 / rw2 = const (2.3.3)

Таким образом, основная теорема зацепления формулирует¬ся: для обеспечения постоянного передаточного числа зубчатых колес профили их зубьев должны очерчиваться по кривым, у кото¬рых общая нормаль NN, проведенная через точку касания профилей, делит расстояние между центрами O1O2 на части, обратно пропорциональные угловым скоростям.

Полюс зацепления П сохраняет неизменное положение на линии центров O1O2, следовательно, радиусы rw1 и rw2 также неизменны.

Окружности радиусов rw1 и rw2 называют начальными. При вращении зубчатых колес начальные окружности перекатываются друг по другу без скольжения, о чем свидетельствует равенство их окружных скоростей w1rw1 = w2rw2, полученное из формулы (2.3.3).

Из множества кривых, удовлетворяющих требованиям основ¬ной теоремы зацепления, практическое применение в современ¬ном машиностроении получила эвольвента окружности, которая:
а) позволяет сравнительно просто и точно получить профиль зуба в процессе нарезания;
б) без нарушения правильности зацепления допускает неко¬торое изменение межосевого расстояния aw (это изменение может возникнуть в результате неточностей изготовления и сборки).
Эвольвентой окружности называют кривую, которую описывает точка S прямой NN, пе¬рекатываемой без скольжения по окружности радиуса гb. Эта окружность называется эволютой или основной окружностью, а перекатываемая прямая NN — производящей прямой.

Характер эвольвентного зубчатого зацепления определяется свойствами эвольвенты.
1. Производящая прямая NN является одновременно каса¬тельной к основной окружности и нормалью ко всем производи¬мым ею эвольвентам.
2. Две эвольвенты одной и той же основной окружности эквидистантны.
3. С увеличением радиуса rb основной окружности эвольвен¬та становится более пологой и при rb > ? обращается в прямую.
4. Радиус кривизны эвольвенты в точке S2 равен длине дуги S0B основной окружности. Центр кривизны эвольвенты в данной точке находится на основной окружности.

4.3.3 Геометрия зубчатых колес

Поверхности взаимодействующих зубьев должны обеспечивать постоянство передаточного числа. Основная теорема зацепления: общая нормаль, проведенная через точку касания профилей, делит расстояние между центрами зубчатых колес на части, обратно пропорциональные угловым скоростям (рис.2.3.8). Все геометрические параметры зубчатых колес стандартизованы. В прямозубой передаче зубья входят в зацепление сразу по всей длине. Это явление сопровождается ударами и шумом, сила которых возрастает с увеличением окружной скорости колёс. Как правило, применяется в открытом и реже в закрытом исполнении.

Рисунок 2.3.8 Геометрические параметры зубчатых колес

П – полюс зацепления; А1, А2 -линия зацепления, S1, S2 – длина активной линии зацепления; — угол зацепления; — межосевое расстояние; d1, d2 — диаметры делительных окружностей; — высота головки и ножки зуба; — диаметры окружностей впадин, — диаметры окружностей выступов. Основной параметр зубчатых колес – модуль m. Модуль равен отношению окружного шага зубьев pt по делительной окружности к числу :

(2.3.4)

Делительная окружность делит зуб на две части: головку и ножку. Передаточное отношение (2.3.5)

Значение u ограничивается габаритами передачи. По СТ СЭВ 229-75 значения u (1 ряд) 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3 и т.д. Для одноступенчатых стандартных редукторов не рекомендуется принимать u>5,0.

Основные геометрические размеры определяют в зависимости от модуля m числа зубьев z:
Делительная окружность — d, начальная окружность — dw
Диаметры делительный и начальный (2.3.6)

(2.3.7)

В соответствии с параметрами исходного контура зубчатой рейки получим диаметры вершин da и впадин df зубьев:

(2.3.8)

(2.3.9)

Межосевое расстояние передачи
(2.3.10)

Здесь — суммарное число зубьев. Зная определяют число зубьев шестерни и колёса . Значение z1 округляют в ближайшую сторону до целого числа. Для прямозубых колёс

Значения межосевого расстояния , мм, выбирают из ряда чисел: 40, 50, 63, 80, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, …, 2500 (СТ СЭВ – 75).

Из формулы (2.3.6) находим
; (2.3.11)

Ширина зубчатого венца колеса<>br (2.3.12)

где — коэффициент ширины венца колеса. Ширина венца шестерни при твёрдости рабочих поверхностей зубьев менее 350 НВ:

(2.3.13). Значения b1 и b2 принимают из ряда чисел Ra40. Более широкая шестерня учитывает возможное осевое смещение зубчатых колёс из-за неточности сборки, кроме того, это важно при приработке зубьев, когда более твёрдая шестерня перекрывает по ширине более мягкое колесо. При твёрдости рабочих поверхностей зубьев обоих колёс более 350 НВ принимают b1 и b2 (колёса не прирабатываются).

4.3.4 Понятие о зубчатых колесах со смещением

При заданном модуле изменение числа зубьев приводит к измене¬нию формы зуба (рис.2.3.9). С уменьшением числа зубьев колеса толщина зуба в основании уменьшается, и при некотором минимальном значении z появляется подрез зуба режущей кромкой инструмента. Улучшение профиля зуба называется корригированием.

Рисунок 2.3.9 Корригирование зуба

Рисунок 2.3.10 Форма зубьев с различным смещением

Корригирование достигается смещением инструментальной рейки. Смещение зубьев (модификацию) применяют:
— для устранения подрезания зубьев при z

Конструирование зубчатого 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 dст = 1,6dв;

где dв — 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 lст = 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 = 2,5mn + 2, но не менее 8 мм;

— размеры фасок для обода a = 0,5mn;

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

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

d B, мм20…3030…4040…5050…8080…120120…150150…250
n, мм1,01,21,62,02,53,04,0

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]:

DОТВ = 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 = da 2(h + s), где h – высота зуба, равная 2,25 mn .

Диаметр отверстий принимают конструктивно dотв = 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].

Ширина канавки шевронных колес

m, мм1,522,533,545
a, мм27323742475360

Основные геометрические параметры шевронных колеснаходят из соотношений :

где b — расчетная ширина зубчатого венца. Рекомендуется принимать
lст 0,5d в;

С = (0,3. 0,35)(b + a);

— 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 45 о .

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]

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

4) определяем положение внутренней стенки корпуса:

— принимаем зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса

— 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 ≤ VОКР ≤ 12 м/с, то смазывание подшипников осуществляется путем разбрызгивания. Если же скорость VОКР < 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 l1l 2 , то рекомендуется с целью упрощения конфигурации корпуса принять эти размеры одинаковыми, по величине равными большему значению.

Дата добавления: 2020-01-07 ; просмотров: 915 ; Мы поможем в написании вашей работы!

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Параллельное соединение светодиодной ленты
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector