§ 5.17. Чертежи деталей зубчатых и червячных передач

Типовые детали этой группы показаны на рис. 5.42.

Чтобы грамотно читать и составлять чертежи цилиндрических и конических зубчатых колес и других деталей зубчатых передач, надо знать основные элементы и параметры зубчатых зацеплений и условности, принятые для изображения зубчатого венца.

Чертежи цилиндрических и конических зубчатых колес. На рис. 5.43, а, # приведены наглядные изображения, которые дают предс­тавление о схеме образования зубчатых зацеплений.

Понятие о так называемом делительном диаметре легко предс­тавить здесь сравнением колес (катков) фрикционной передачи с колесами зубчатой передачи. Из сравнения видно, что при замене катков фрикционной передачи зубчатыми колесами, в которых делительные диаметры будут соответственно равны диаметрам кат­ков, передаточное отношение и число оборотов останутся прежними (если пренебречь возможным проскальзыванием катков во время работы).

Делительные диаметры удобны для расчетов, связанных с про­ектированием зубчатых передач, вычерчиванием и изготовлением зубчатых колес. От делительного диаметра числа зубьев z зависит один из основных параметров зубчатых зацеплений, так называемый модуль т:

m= d

z

По окружности делительного диаметра измеряют шаг зацепления.

Большинство зубчатых передач эвольвентные, рабочий профиль зуба представляет очерченное по эвольвенте основание цилинд­рической или конической поверхности (соответственно для цилиндрического или конического зубчатого колеса, рис. 5.43, а, б).

Рассмотрим основные соотношения между размерами, общие для эвольвентных зубчатых передач с обычным зубом, и отдельно для цилиндрических и конических колес (величины, входящие в формулы, показаны наглядно и пояснены на рис. 5.43 и 5.44).

Основные соотношения между размерами:

Рис. 5.44, в наглядно поясняет угол конусности зуба. Правила вычерчивания чертежей зубчатых колес: зубчатые колеса изображают на рабочих чертежах в разрезе (рис. 5.45 и 5.46);

на месте вида слева может быть показано только очертание отверстия для вала со шпоночным пазом. Когда требуется указать его расположение относительно других элементов, например отверстий облегчения, дают вид слева; размеры шпоночного паза берут по соответствующему ГОСТу (см. Приложение 14).

Правила условного изображения зубчатых колес были показаны в табл. 2.

Отметим, что профилирование зуба выполняется стандартным режущим инструментом, поэтому сложные построения профиля для рабочих чертежей деталей не применяются, изображения и размеры профиля зуба не указываются, а даются в табличной форме технические требования и параметры основные, контрольные и справочные, а на учебных чертежах —только основные: модуль т и число зубьев t Зная модуль и число зубьев, рабочий пользуется соответствующим режущим инструментом. Число зубьев необ­ходимо знать также и для настройки делительной головки и делительного устройства станка. На рис. 5.45 приведен чертеж типового цилиндрического зубчатого колеса с прямым зубом обыч­ной нормальной высоты, а на рис. 5.46 —конического (начальные и делительные окружности совпадают).

Из основных размеров, относящихся к зубчатому элементу венца зубчатого колеса, на изображении указывают: диаметр окружности вершин d_a и ширину зуба (см. размер /<9на рис. 5.45 и размер 16 на рис. 5.46). Для конических зубчатых колес d_a принимается по наибольшему основанию конуса и, кроме того, задают углы конуса выступов и дополнительного конуса. Все остальные данные указы­ваются в таблице параметров, помещаемой в верхнем правом углу (рис. 5.45 и 5.46) на расстоянии 15 мм от верхней линии рамки.

Основные соотношения, параметры и расчеты, предшеству­ющие составлению чертежей (или эскизов), рассмотрены на этом типе зубчатых колес как наиболее распространенных.

Расчет, предшествующий составлению чертежа цилиндрическо­го зубчатого колеса (рис. 5.45).

1. Определим модуль:

Так как d_a = 103,5 (измеряем); z = 21 (подсчитываем), то

Результаты подсчета необходимо сверить с таблицей стандарт­ных модулей (см. Приложение 7). При необходимости делать пересчет по ближнему значению стандартной величины /я, уточнив замеренную величину d_a, принимают обычный (некоррегирован-ный) зуб.

Другие параметры определяют так же, как и для цилиндричес­кого зубчатого колеса. Чтобы усвоить чтение чертежей зубчатых колес, рекомендуется выполнить чертежи или эскизы цилиндричес­кого и конического зубчатого колеса по приведенным образцам.

При чтении чертежей конических зубчатых колес важно помнить, что значение модуля является переменным по длине зуба, поэтому модуль принято относить к наибольшей высоте зубьев по поверхности дополнительного конуса с углом у (см. рис. 5.44).

Размеры толщины зуба s_x и высоты его головки h_x по зубомеру (рис. 5.47, а) определяют, зная модуль и число зубьев, используя соответствующие справочники, и проставляют в таблице парамет­ров, обычно на чертежах конических зубчатых колес.

Размеры s_x и h_x нужны для контроля зуба по модулю и профилю.

Если угол между осями валов 90° и известно число зубьев второго колеса (находящегося в зацеплении с первым), можно определить угол <р:

Значения ф и cos(p находятся по соответствующей таблице.

Размер s_x контролируют простым мерительным инструментом — зубомером, который устанавливают на размер h_x по шкале 1, а размер s_x проверяют по шкале 2 (рис. 5.47, б).

Толщину зубьев зубчатых колес (обычно цилиндрических) про­веряют посредством замера длины общей нормали или непосредственным замером толщины одного зуба. Эти величины надо хорошо представлять.

Общая нормаль — это прямая, соединяющая несмежные точки двух и более зубьев; в этих точках касательные плоскости параллельны (рис. 5.47, в).

На рис. 5.45 длина общей нормали W- 34,531 одз мм указана на чертеже в таблице параметров, часто ее поясняют отдельной схемой.

На конических зубчатых колесах проверяют, как отмечалось, другие величины — толщину зуба s_x, замеряемую на расстоянии h_x от окружности вершин (рис. 5.47, а).

Другие параметры зубчатых колес по методическим сообра­жениям в курсе черчения не поясняются.

Чертежи зубчатых реек. На рис. 5.48 показан типовой чертеж рейки зубчатой передачи. Рейку можно представить как зубчатое колесо с бесконечно большим диаметром делительной окружности, поэтому соотношение между параметрами не требует дополнитель­ных пояснений. 216

Чертежи червячных зубчатых колес. Чертеж червячного колеса со стандартным модулем показан на рис. 5.49.

В таблице указаны параметры, определяющие зубчатое зацеп­ление и необходимые для настройки станка и выбора режущего инструмента.

Выступы зубьев, как видно из этого чертежа, расположены не на цилиндрической поверхности, а на кольцевой (торовой).

Эту поверхность легко представить, если окружность R8 вращать вокруг оси колеса. Таким образом, кольцевой элемент заготовки можно получить, например, на простом токарном станке, обтачивая фасонным резцом, заточенным по радиусу R8, до соответствующего диаметра.

Расчет основных параметров для червячной передачи (червяч­ного колеса и червяка).

1. Делительный диаметр червячного колеса в среднем сечении d определяем по аналогичной формуле цилиндрического колеса:

2.Определяем мо­ дуль осевой (в осевом сечении):

3.Находим шаг за­ цепления (на чертеже не проставляют):

4.Высота зубьев червячного колеса и витка червяка (глубина фрезерования):

5.Диаметр дели­ тельной окружности червяка:

6.Угол подъема винтовой линии по делительному цилиндру червяка определяем, вы­числив предварительное значение используя таблицы три­гонометрических функ­ций.

7.Определяем ме­жосевое расстояние чер­вяка и колеса:

Чертеж червяка. Типовой чертеж червяка передачи, имеющий стандартный модуль, показан на рис. 5.50. Это червяк находится в зацеплении с рассмотренным на рис. 5.49 червячным зубчатым колесом.

Технологический процесс обработки червяка может не отличать­ся от процесса обработки винта со специальной резьбой, имеющей нестандартный профиль. Чертеж червяка, как чертеж винта со специальной резьбой, содержит изображение профиля со всеми

необходимыми размерами. Это изображение выполняют отдельно на свободном месте чертежа по типу выносного элемента или в виде местного разреза (вырыва) на главном изображении чертежа, если проставленные размеры будут отчетливы.

Размеры, проставляемые на изображении профиля витков и в отдельной таблице на чертеже, служат для выполнения винтовой поверхности червяка. Расчет основных размеров профиля червяка

производят по приведенным выше формулам. Глубина впадин и профиль резьбы контролируют шаблоном или зубомером. Таблицы параметров к рис. 5.49 и 5.50 следует выполнять по ГОСТ 2.406-76.

Чертежи храповых устройств и цепных передач. Типовой чертеж зубчатого колеса храпового устройства показан на рис. 5.51. Профиль зуба здесь не стандартизован, поэтому он определен размерами полностью. При необходимости вычерчивают зуб и две впадины как выносной элемент с простановкой размеров.

На рис. 5.52 показан пример чертежа звездочки для цепной передачи. Венец звездочек стандартизован (ГОСТ 13576-81), торце­вые шлицы — нестандартные.

Чертежи колес, имеющих два зубчатых венца, например с Цилиндрическими и торцевыми зубьями эвольвентного профиля, строят и оформляют, как показано на рис. 5.53. Прочитать такой чертеж не представляет трудностей.