10. Конструирование зубчатых передач

Рисунок 10 - Зубчатое колесо внешнего зацепления

Быстроходная ступень:

мм

Округляем до 2 мм

, где мм

мм

Тихоходная ступень:

мм

Округляем до 2 мм

, где мм

мм

Необходимо определить диаметры окружностей вершин d_a1 и d_a2, диаметры окружностей впадин d_f1 и d_f2, коэффициент торцевого перекрытия _, коэффициент осевого перекрытия _, а также суммарный коэффициент перекрытия  для каждой из двух ступеней. Все колеса нарезаются реечным инструментом или долбяком с исходным контуром по ГОСТ 13755-68 с параметрами: угол профиля  = 20, коэффициент головки (ножки) зуба h_a*=h_f*=1; коэффициент радиального зазора с* = 0,25.

Диаметры окружностей вершин вычисляют по формуле

d_a = d + m  (2h_a* + 2x),

где m – модуль зубьев соответствующей передачи, m_Б=2,5; m_Т=3;

х – коэффициент смещения исходного контура, х_Б=0; х_Т=0.

Для быстроходной ступени:

d_a1Б = d_1Б + m_Б  (2h_a* + 2x_Б),

d_a1Б = 38,66 + 2,5  (2 + 20) = 48,66 мм,

d_a2Б = d_2Б + m_Б  (2h_a* + 2x_Б),

d_a2Б = 211,34 + 2,5  (2 + 20) = 221,34 мм.

Для тихоходной ступени:

d_a1Т = d_1Т + m_Т  (2h_a* + 2x_Т),

d_a1Т = 75,47+ 3  (2 + 20,341) = 83,516 мм,

d_a2Т = d_2Т + m_Т  (2h_a* + 2x_Т),

d_a2Т = 244,53 + 3  (2 + 20,341) = 252,576 мм.

Диаметры окружностей впадин вычисляют по формуле

d_f = d – m  (2h_f* + 2c* – 2x),

Для быстроходной ступени:

d_f1Б = d_1Б – m­_Б  (2h_f* + 2c* – 2x_Б),

d_f1Б = 38,66 – 2,5  (21 + 20,25 – 20) = 32,41 мм,

d_f2Б = d_2Б – m­_Б  (2h_f* + 2c* – 2x_Б),

d_f2Б = 211,34 – 2,5  (21 + 20,25 – 20) =205,09 мм

Для тихоходной ступени:

d_f1Т = d_1Т – m­_Т  (2h_f* + 2c* – 2x_Т),

d_f1Т = 75,47 – 3  (21 + 20,25* – 20,341) = 70,016 мм,

d_f2Т = d_2Т – m­_Т  (2h_f* + 2c* – 2x_Т),

d_f2Т = 244,53 – 3  (21 + 20,25 – 20,341)=239,076 мм.

Для тихоходной ступени

Определяем диаметры делительной окружности:

d₁ = m z₁ = 325 = 75 мм,

d₂ = m z₂ = 381 = 243 мм.

Определяем диаметры начальной окружности:

мм,

мм.

Для быстроходной ступени

Определяем диаметры делительной окружности:

Определяем диаметры начальной окружности:

Коэффициент торцевого перекрытия для быстроходной ступени вычисляются по формуле

,

где z₁ – число зубьев шестерни, z_1Б = 15,

z₂ – число зубьев колеса, z_2Б = 82.

,

.

Коэффициент осевого перекрытия вычисляются по формуле

,

где b_w – ширина зубчатого венца, b_wБ = 33,9 мм.

Для быстроходной ступени:

,

Суммарные коэффициенты перекрытия вычисляются по формуле

,

.

11. Подбор и расчет шпоночных соединений

Для передачи вращающего момента в соединениях зубчатых колес с валами и на концах валов используем призматические шпонки ГОСТ 23360–78. Подбор шпонки заключается в выборе по стандартам ширины шпонки b и высоты h, а также в определении рабочей длины l_р и длины шпонки l_ш. Для нашего редуктора необходимо четыре шпонки – по одной на каждом из концов и по одной под каждым из колес зубчатой передачи.

Рисунок 11-Напряжения в соединении призматической шпонкой

Принимаем [σ_см] = 120 МПа ([σ_см] = 80..150 МПа (для переходных посадок)), определим параметры шпонок:

• на конце быстроходного вала (для диаметра 28), устанавливается шпонка сечением 5х5 мм

;

мм;

;

мм;

Принимаем мм, следовательно, на конец быстроходного вала устанавливаем шпонку 5х5х28 ГОСТ 23360–78.

• на конце тихоходного вала (для диаметра 50) устанавливается шпонка сечением 12х8 мм

;

мм;

;

мм;

Выбираем длину шпонки мм., выбираем шпонку 12х8х70 ГОСТ 23360–78.

- Под быстроходным колесом (для диаметра 40) устанавливается шпонка сечением 12х8 мм

;

мм;

мм;

Выбираем длину шпонки мм., примем шпонку 12х8х28 ГОСТ 23360–78.

- Под тихоходным колесом (для диаметра 64) устанавливается шпонка сечением

16х10 мм

Рабочая длина шпонки:

;

мм;

мм;

Выбираем длину шпонки мм, примем шпонку сечением 16х10х45 ГОСТ 23360–78.