1uomo.ru

Мода и Стиль
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Зубчатые колеса цилиндрические

Зубчатые колеса цилиндрические

Цилиндрические зубчатые колеса обеспечивают передачу вращательного момента между параллельно расположенными или скрещенными валами. Это самый распространенный тип зубчатой передачи, широко применяемый в машиностроении, нефтегазовой и других отраслях промышленности.

Что собой представляют и какими бывают цилиндрические зубчатые колеса

С виду такое зубчатое колесо напоминает цилиндр, от чего и получило свое название.

Эти детали бывают с зубьями таких видов:

Прямыми. Расположение зубьев – радиальные плоскости, а линия, по которой контактируют колеса, параллельна оси вращения. Самый недорогой вариант, но и предельный крутящий момент ниже, чем у следующих по списку.

Косыми – под углом к оси вращения. По форме представляют собой часть винтовой линии. Их использование дает более плавное и менее шумное зацепление, но связано с появлением осевой силы, так что установка вала должна проходить с использованием упорных подшипников. Больше площадь контакта – больше предельная величина передаваемого момента, но и площадь трения, что требует применения смазок.

Шевронными. В них не существует проблемы осевой силы, так как составляющие от обеих половин шестерни компенсируются.

Последний вид используется в передачах со скрещивающимися валами, первые три – с параллельными.

Особенности расположения зубьев

Зубья в цилиндрических шестернях могут быть нарезаны:

По внешнему краю.

По внутренней стороне.

Это определяет такие возможности соединения:

На обоих колесах они внешние – это наружное соединение, при котором валы вращаются в противоположных направлениях.

На зубчатом колесе – внутреннее расположение, а на шестерне – наружное. Это соединение планетарное (внутреннее), и валы вращаются в одну сторону.

Геометрия

В цилиндрических колесах могут предусматриваться зубья различной конфигурации:

Эвольвентной – наиболее распространенная.

Круговой (зацепление Новикова).

Возможно изготовление деталей с зубьями, имеющими несимметричный профиль, для использования в храповых механизмах.

Популярность эвольвентной конфигурации, определяющая ее преимущественное использование, обусловлена:

Возможностью обеспечить прочность изделия.

Высоким кпд подобного механизма.

Низким уровнем вибрации, шумов, малым износом.

Особенности цилиндрической передачи между параллельными валами

Вращательный момент может передаваться между колесами:

Одинаковыми по диаметру и количеству зубьев.

С меньшего на большее – понижающий редуктор, обеспечивает увеличение момента силы и уменьшение угловой скорости и частоты. Это наиболее частое применение зубчатой передачи.

С большего на меньшее – повышающий редуктор (мультипликатор).

Чтобы представить вращение шестерен в общем виде, можно рассматривать окружности, которые катятся одна по другой в условиях отсутствия скольжения. При этом скорость на окружности у них одинакова, поэтому число оборотов оказывается обратно пропорционально числу зубцов (диаметру, окружности).

Стоит отметить, что в бытовом использовании определения шестерня и зубчатое колесо считаются взаимозаменяемыми, хотя технически грамотно шестерней называть меньшую их таких деталей, а колесом – большую.

Характеристики, влияющие на работу передачи

Одним из наиболее важных моментов правильной и эффективной работы цилиндрической зубчатой передачи является строгая параллельность осей друг относительно друга.

Значимая характеристика – отсутствие проскальзывания, это предопределяет неизменность передаточного числа и, соответственно, частоты ведомого вала.

Особенности изготовления

Наиболее эффективным и универсальным методом нарезки считается технология обката. Если требования по точности изготовления невысоки, эти изделия могут быть отлиты из чугуна или стали.

В качестве материала изготовления сталь предпочтительна, как и ее сплавы с никелем, хромом, ванадием.

Усилению зубьев, повышению их износостойкости и улучшению поверхности способствуют проводимые в завершение производства термическая обработка и последующее шлифование.

Цилиндрические зубчатые колеса служат для передачи вращательного момента между параллельными валами, наиболее часто применяются колеса разного диаметра и с разным количеством зубьев – для изменения передаточного числа.

Читайте так же:
Как уменьшить растянувшуюся горловину у джемпера

В просторечье оба колеса называют шестернями, однако технически грамотно называть шестерней только меньшее из двух сцепленных колес.

Цилиндрические зубчатые колеса могут иметь наружное и внутреннее соединение. Если зубья обоих колес нарезаны по внешнему краю, то такое соединение называется наружным, в этом случае валы вращаются в разные стороны. Если же зубья большего колеса нарезаны по внутренней стороне, а шестеренка помещена внутри, то такое соединение называется внутренним или планетарным. При планетарном соединении оба вала вращаются в одну сторону.

При правильно рассчитанном передаточном механизме, на его работу в значительной степени влияет:

  • форма зубьев;
  • технология нарезки зубьев;
  • материал колес.

Наиболее продвинутой конфигурацией зуба в цилиндрических колесах является эвольвентная форма. Боковая поверхность эвольвентного зуба имеет скругление по определенному радиусу, что дает механизму стабильное передаточное число. Эвольвентная форма зуба повышает КПД механизма, снижает его износ, вибрацию и шум.

Нарезка зубьев осуществляется по различным технологиям, наиболее универсальной и эффективной из них является метод обката. В этом методе один и тот же инструмент может применяться для нарезки разных по форме и шагу зубьев, что снижает итоговую стоимость заказа и время его исполнения.

Зубчатые колеса изготавливаются из стали и ее сплавов с добавлением никеля, хрома, ванадия. Для снижения шума в работе передаточного механизма, поверхность зубчатых колес может быть покрыта кожей, бумагой, полимерными материалами.

Силовые колеса с меньшими требованиями по точности изготовления, могут быть отлиты из чугуна или стали, чаще всего без дополнительной обработки.

В итоговой части производства зубцы могут усиливаться термической обработкой (так называемой цементацией) с последующим шлифованием. Цементация значительно повышает износостойкость зубчатых колес, применяющихся для быстроходных передач.

Курский машиностроительный комплекс обладает всеми необходимыми инструментами для изготовления цилиндрических зубчатых колес с любой формой зуба. Производственный процесс ведется с соблюдением норм ГОСТ.

Параметры эвольвентной шестерни

Расчет модуля шестерни:

d — диаметр делительной окружности

z — число зубьев шестерни

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:

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Эвольвентная поверхность является линейчатой поверхностью, т.е. состоящей из большого количества прямых линий. В прямозубых колесах эти прямые располагаются параллельно оси цилиндрического колеса, а в косозубом колесе — под углом к оси. Это и есть контактные линии. При зацеплении косозубых колес мгновенный контакт боковых поверхностей происходит по контактным линиям.  [1]

Эвольвентные поверхности режущих инструментов шлифуют по методу копирования и методом обкатки. Метод копирования применяют при шлифовании эвольвентных протяжек и мелкозубых долбяков, метод обкатки — при шлифовании долбяков и шеверов.  [3]

Читайте так же:
Как заштопать звездочкой джинсы

Эвольвентной поверхностью является только та часть поверхности пера, которая лежит вне основного цилиндра. Поверхность, лежащая внутри основного цилиндра, диаметр которого близок толщине сердцевины, является более сложной винтовой поверхностью. Поперечная кромка формируется угловой кромкой шлифовального круга, которая заостряет кромку, т.е. уменьшает отрицательные углы на ней. Для образования заднего угла применяют различные варианты направления поступательного движения сверла.  [4]

Взаимное пересечение эвольвентных поверхностей образует криволинейный гребень. Прямая, соединяющая крайние точки кривой гребня А и В, лежащие на основном и наружном диаметре колеса, проходит под углом р к торцовой плоскости колеса. Угол f называется углом токарной фаски.  [5]

Измерение профиля эвольвентных поверхностей проводится эво-львентомерами.  [6]

Рассмотрим образование эвольвентных поверхностей , которые будут являться главными поверхностями прямого и косого зубьев. На рис. 13.2, а в перспективе показана главная поверхность прямого зуба, которую можно представить как совокупность совершенно одинаковых эвольвент ( Э, Э), расположенных в плоскостях, перпендикулярных оси колеса. Эти эвольвенты являются траекториями точек образующей прямой КК, принадлежащей плоскости N, которая перекатывается по основному цилиндру / без скольжения. Начальные точки всех эвольвент располагаются на образующей КьК ь основного цилиндра. Эта прямая параллельна оси колеса и называется линией прямого зуба. Главная поверхность прямого зуба является эвольвентной линейчатой цилиндрической поверхностью.  [7]

Определим параметры конической эвольвентной поверхности для образующей OF.  [8]

Лишь погрешности боковой эвольвентной поверхности зуба вызывают небольшие угловые повороты рычага и соответствующие отклонения стрелки индикатора.  [9]

Технологическая база — рабочие эвольвентные поверхности зубьев ( начальная окружность колеса) и торец, противолежащий базовому. Реализация базирования осуществляется специальным патроном, у которого в качестве установочных элементов используют калибровочные ролики или зубчатые секторы. Необходимость такого базирования вызвана требованием обеспечения равномерного съема металла и зубьев при их последующей отделке с базированием по отверстию на оправке.  [10]

При профилировании зубьев обкаткой эвольвентные поверхности получаются автоматически в результате зацепления шлифуемого колеса с производящей трапецеидальной рейкой и сочетания необходимых движений резания. Производящую рейку отождествляют здесь шлифующие плоскости двух кругов. Вращательное движение шлифовальных кругов VK является главным движением резания, а возвратно-поступательное перемещение колеса вдоль своей оси snp — подачей. Возвратно-вращательное движение колеса v3l, согласованное с возвратно-поступательным перемещением оси вращения из2, совместным движением обеспечивают обкатывание профиля зуба шлифующей плоскостью круга. Прерывистым вращательным движением 1 / 2, обычно в конце каждого двойного хода, колесо поворачивают на один зуб.  [12]

Через какую-либо точку М эвольвентной поверхности проведена плоскость перпендикулярная оси.  [13]

Станок предназначен для шлифования эвольвентной поверхности прямозубых шеверов , долбяков и цилиндрических зубчатых колес с прямыми спиральными зубцами по принципу обкатки эвольвентного профиля зуба изделия относительно плоской поверхности шлифовального круга.  [14]

Полуавтомат предназначен для шлифования эвольвентных поверхностей зубьев высокоскоростных тяжелонагруженных колес , изготовленных из высоколегированных термообработанных сталей методом обката с единичным делением.  [15]

Уроки по SolidWorks

petr-m

Урок посвящен построению зубчатого колеса с эвольвентным профилем зуба. Урок состоит из двух частей. В первой части выложена теория, формулы для расчета и один из способов графического построения эвольвентного профиля зуба.
Во второй части (видео) показан способ построения модели зубчатого колеса с использованием графических построений в первой части урока.

Часто задаваемые вопросы:

*Что такое эвольвента (эволюта)?
*Как построить эвольвенту?
*Как построить зубчатое колесо в программе SolidWorks?
*Формулы для расчета зубчатого колеса?
*Как нарисовать эвольвентный профиль зуба зубчатого колеса?

Итак, начнем с теории.

Читайте так же:
Где шили джинсы мальвины

Эвольвентное зацепление позволяет передавать движение с постоянным передаточным отношением. Эвольвентное зацепление — зубчатое зацепление, в котором профили зубьев очерчены по эвольвенте окружности.
Для этого необходимо чтобы зубья зубчатых колёс были очерчены по кривой, у которой общая нормаль, проведённая через точку касания профилей зубьев, всегда проходит через одну и туже точку на линии, соединяющей центры зубчатых колёс, называемую полюсом зацепления.

Параметры зубчатых колёс

Основной теореме зацепления удовлетворяют различные кривые, в том числе эвольвента и окружность, по которым чаще всего изготавливают профили зубьев зубчатого колеса.

В случае, если профиль зуба выполнен по эвольвенте, передача называется эвольвентной.

Для передачи больших усилий с помощью зубчатых механизмов используют зацепление Новикова, в котором профиль зуба выполнен по окружности.

Окружности, которые катятся в зацеплении без скольжения друг по другу, называются начальными (D).

Окружности, огибающие головки зубьев зубчатых колёс, называются окружностями головок (d1).

Окружности, огибающие ножки зубьев зубчатых колёс, называются окружностями ножек (d2).

Окружности, по которым катятся прямые, образующие эвольвенты зубьев первого и второго колёс, называются основными окружностями.

Окружность, которая делит зуб на головку и ножку, называется делительной окружностью (D).

Для нулевых (некорригированных) колёс начальная и делительная окружности совпадают.

Расстояние между одноимёнными точками двух соседних профилей зубьев зубчатого колеса называется шагом по соответствующей окружности.

Шаг можно определить по любой из пяти окружностей. Чаще всего используют делительный шаг p =2r/z, где z – число зубьев зубчатого колеса. Чтобы уйти от иррациональности в расчётах параметров зубчатых колёс, в рассмотрение вводят модуль, измеряемый в миллиметрах, равный

Модуль зубчатого колеса, геометрический параметр зубчатых колёс. Для прямозубых цилиндрических зубчатых колёс модуль m равен отношению диаметра делительной окружности (D) к числу зубьев z или отношению шага p к числу «пи» .

Модуль зубчатого колеса стандартизованы, что является основой для стандартизации других параметров зубчатых колёс.

Основные формулы для расчета эвольвентного зацепления:

Исходными данными для расчета как эвольвенты, так и зубчатого колеса являются следующие параметры: m — Модуль — часть диаметра делительной окружности приходящаяся на один зуб. Модуль — стандартная величина и определяется по справочникам. z — количество зубьев колеса. ? («альфа») — угол профиля исходного контура. Угол является величиной стандартной и равной 20°.

Делительный диаметр рассчитывается по формуле:

Диаметр вершин зубьев рассчитывается по формуле:

d1=D+2m

Диаметр впадин зубьев рассчитывается по формуле:

d2=D-2*(c+m)

где с — радиальный зазор пары исходных контуров. Он определяется по формуле:

с = 0,25m

Диаметр основной окружности, развертка которой и будет составлять эвольвенту, определяется по формуле:

d3 = cos ? * D

От автора. Я нашел в интернете полезную программку в Excel 2007. Это автоматизированная табличка для расчета всех параметров прямозубого зубчатого колеса.

Скачать Скачать с зеркала

Итак, приступим к графическому построению профиля зубчатого колеса.

  1. Изобразите делительный диаметр с диаметром D, и центром шестерни O. Окружность показана красным цветом.
  2. Изобразите диаметр вершин зубьев (d1) с центром в точке O с радиусом большим на высоту головки зуба(зелёного цвета).
  3. Изобразите диаметр впадин зубьев (d2) с центром в точке O с радиусом меньшим на высоту ножки зуба (голубого цвета цвета).

  1. Проведите касательную к делительному диаметру (желтая).
  2. В точке касания под углом ? проведите линию зацепления, оранжевого цвета.
  3. Изобразите окружность касательную к линии зацепления, и центром в точке O. Эта окружность является основной и показана тёмно синего цвета.

  1. Отметьте точку A на диаметре вершин зубьев.
  2. На прямой соединяющие точки A и O отметьте точку B находящуюся на основной окружности.
  3. Разделите расстояние AB на 3 части и отметьте, точкой C, полученное значение от точки A в сторону точки B на отрезке AB.

  1. От точки C проведите касательную к основной окружности.
  2. В точке касания отметьте точку D.
  3. Разделите расстояние DC на четыре части и отметьте, точкой E, полученное значение от точки D в сторону точки C на отрезке DC.

  1. Изобразите дугу окружности с центром в точке E, что проходит через точку C. Это будет часть одной стороны зуба, показана оранжевым.
  2. Изобразите дугу окружности с центром в точке H, радиусом, равным толщине зуба (s). Место пересечения с делительным диаметром отметьте точкой F. Эта точка находится на другой стороне зуба.
Читайте так же:
Stone island ветровка меняющая цвет Немного об одежде

  1. Изобразите ось симметрии проходящую через центр О и середину расстояния FH.
  2. Линия профиля зуба отображенная зеркально относительно этой оси и будет второй стороной зуба.

Вот и готов профиль зуба прямозубого зубчатого колеса. В этом примере использовались следующие параметры:

  1. Модуль m=5 мм
  2. Число зубьев z=20
  3. Угол профиля исходного контура ?=20 0
  1. Делительный диаметр D=100 мм
  2. Диаметр вершин зубьевd1=110 мм
  3. Диаметр впадин зубьевd2=87.5 мм
  4. Толщина зубьев по делительной окружности S=7.853975 мм

На этом первая часть урока является завершенной. Во второй части (видео) мы рассмотрим как применить полученный профиль зуба для построения модели зубчатого колеса. Для полного ознакомления с данной темой («зубчатые колеса и зубчатые зацепления», а также «динамические сопряжения в SolidWorks») необходимо вместе с изучением этого урока изучать урок №24.

Еще скажу пару слов о специальной программе, производящей расчет зубчатых колес и генерацию модели зубчатого колеса для SolidWorks. Это программа Camnetics GearTrax.

Эвольвентная поверхность зубчатого венца

ПЕРЕДАЧИ ЗУБЧАТЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ

Термины, определения и обозначения

Cylindrical gears. Terms, definitions and symbols

Дата введения 1984-01-01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 31 января 1983 г. N 558 дата введения установлена с 01.01.84

ПЕРЕИЗДАНИЕ. Ноябрь 2004 г.

Настоящий стандарт устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины, определения и обозначения понятий, относящихся к геометрии и кинематике цилиндрических зубчатых передач с постоянным передаточным отношением.

Используемые в области цилиндрических зубчатых передач термины, определения и обозначения понятий, общих для всех зубчатых передач, установлены в ГОСТ 16530-83.

Термины и обозначения, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, научно-технической, учебной и справочной литературе.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3294-81.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин. Применение терминов-синонимов стандартизованного термина запрещается.

Для отдельных стандартизованных терминов в стандарте приведены в качестве справочных краткие формы, которые разрешается применять в случаях, исключающих возможность их различного толкования. Установленные определения можно, при необходимости, изменять по форме изложения, не допуская нарушения границ понятий.

В случаях, когда необходимые и достаточные признаки понятия содержатся в буквальном значении термина, определение не приведено.

В стандарте даны правила построения терминов и определений видовых понятий цилиндрических зубчатых передач.

В стандарте приведены алфавитный указатель содержащихся в нем терминов и алфавитные указатели обозначений на основе латинского и греческого алфавитов.

В стандарте имеется приложение, содержащее простые индексы и правила построения сложных индексов обозначений параметров и элементов зубчатых передач.

Стандартизованные термины набраны полужирным шрифтом, их краткая форма — светлым.

ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

1. Виды цилиндрических зубчатых колес и передач

1.1. Виды цилиндрических зубчатых колес

1.1.1. Зубчатая рейка

Читайте так же:
Длина общей нормали зубчатого венца

Сектор цилиндрического зубчатого колеса, диаметры делительной и однотипных соосных поверхностей которого бесконечно велики, вследствие чего эти поверхности являются параллельными плоскостями, а концентрические окружности — параллельными прямыми (черт.1).

Примечание. Различают делительную, начальную и другие параллельные плоскости зубчатой рейки, соответствующие делительной, начальной и другим однотипным соосным поверхностям зубчатого колеса.

1.1.2. Прямозубое цилиндрическое зубчатое колесо

Прямозубое зубчатое колесо (черт.2).

1.1.3. Косозубое цилиндрическое зубчатое колесо

Косозубое зубчатое колесо

Цилиндрическое зубчатое колесо с винтовыми зубьями, теоретические линии которых эквидистантны и на развертке соосной цилиндрической поверхности являются параллельными прямыми (черт.3).

1.1.4. Шевронное цилиндрическое зубчатое колесо

Шевронное зубчатое колесо

Цилиндрическое зубчатое колесо, венец которого по ширине состоит из участков с правыми и левыми зубьями (черт.4).

1. Различают шевронное и многошевронное цилиндрическое зубчатое колесо, состоящее соответственно из двух и более полушевронов.

2. Различают шевронное цилиндрическое зубчатое колесо со сплошным венцом и разделенными полушевронами.

1.1.5. Полушеврон

Часть венца шевронного цилиндрического зубчатого колеса, в пределах которого линии зубьев имеют одно направление.

Примечание. Различают правый и левый полушевроны соответственно правому и левому направлениям зуба.

1.1.6. Цилиндрическое зубчатое колесо с криволинейными зубьями

Цилиндрическое зубчатое колесо, теоретические линии зубьев которого на развертке делительной поверхности отличны от прямых (черт.5).

1.1.7. Цилиндрическое зубчатое колесо с круговыми зубьями

Цилиндрическое зубчатое колесо с криволинейными зубьями, теоретическими линиями которых на развертке делительной поверхности являются дуги окружностей.

1.1.8. Зубчатое колесо со смещением (без смещения)

Зубчатое колесо, зубья которого образованы при номинальном положении исходной производящей рейки, характеризуемом отсутствием касания (касанием) делительных поверхностей исходной производящей рейки и обрабатываемого зубчатого колеса (черт.6).

1.1.9. Зубчатое колесо с положительным (отрицательным) смещением

Колесо с положительным (отрицательным) смещением

Зубчатое колесо со смещением, при котором делительная плоскость исходной производящей рейки не пересекает (пересекает) делительный цилиндр обрабатываемого зубчатого колеса (черт.19).

1.1.10. Эвольвентное цилиндрическое зубчатое колесо

Эвольвентное зубчатое колесо

Цилиндрическое зубчатое колесо, теоретические торцовые профили зубьев которого являются эвольвентными, образуемыми как траектории точек прямой, перекатываемой без скольжения по окружности.

1.1.11. Циклоидальное цилиндрическое зубчатое колесо

Циклоидальное зубчатое колесо

Цилиндрическое зубчатое колесо, теоретические торцовые профили зубьев которого являются циклическими кривыми, образуемыми как траектории точек, связанных с окружностью, перекатываемой без скольжения по другой окружности.

1.1.12. Цевочное цилиндрическое зубчатое колесо

Циклоидальное цилиндрическое зубчатое колесо, зубья которого выполнены в виде цилиндрических штифтов с осями, параллельными оси зубчатого колеса.

1.2. Виды цилиндрических зубчатых передач

1.2.1. Реечная цилиндрическая зубчатая передача

Цилиндрическая зубчатая передача, одним из звеньев которой является зубчатая рейка (черт.7).

1.2.2. Прямозубая цилиндрическая передача

Цилиндрическая зубчатая передача, зубчатые колеса которой прямозубые.

1.2.3. Косозубая цилиндрическая передача

Цилиндрическая зубчатая передача, зубчатые колеса которой косозубые.

1.2.4. Шевронная цилиндрическая передача

Цилиндрическая зубчатая передача, зубчатые колеса которой шевронные.

Примечание. Различают шевронную и многошевронную цилиндрическую передачу, зубчатые колеса которых состоят соответственно из двух или более полушевронов.

1.2.5. Зубчатая передача без смещения

Передача без смещения

Зубчатая передача, у которой оба зубчатых колеса без смещения.

1.2.6. Зубчатая передача со смещением

Передача со смещением

Зубчатая передача, у которой, по крайней мере, одно зубчатое колесо со смещением.

1.2.7. Равносмещенная зубчатая передача

Зубчатая передача со смещением, сумма (для внешнего зацепления) или разность (для внутреннего зацепления) смещений которой равны нулю.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector