2. Зубчатые конические колеса

3.Конструктивные исполнения колес

К онструктивные формы конических зубчатых колес с внешним диаметром вершин зубьев d_ае  120 мм показаны на рис.2.1. При угле делительного конуса   30 колеса выполняют по рис.2.1, а и при угле   45 - по рис.2.1, б. Если угол делительного конуса 30 <  < 45, то допускаются обе формы конических колес.

Рис.2.1

Н а рис.2.2 показаны формы конических зубчатых колес при внешнем диаметре вершин зубьев d_ae > 120 мм. По рис.2.2, а конструируют колеса при единичном и мелкосерийном производствах. При относительно небольших диаметрах колеса изготовляют из прутка, а при больших диаметрах заготовки получают свободной ковкой с последующей токарной обработкой. По рис.2.2, б конструируют конические колеса при крупносерийном производстве.

Рис.2.2

При любой конструктивной форме колес внешние углы зубьев притупляют фаской f , обрабатывая колеса по внешнему диаметру d_ae параллельно оси посадочного отверстия. Торец зубчатого венца используют для установки заготовки при нарезании зубьев. Для уменьшения объема точной механической обработки выполняют выточки глубиной 1...2 мм.

К онические зубчатые колеса в высокоответственных механизмах (редукторы ведущих мостов автомобилей и др.) выполняют из дорогостоящих сталей. Поэтому в целях их экономии колеса диаметром d_ae > 180 мм целесообразно выполнять составными: ступица и диск - из стали 45, венец - из легированной стали. В зависимости от размеров колеса зубчатый венец крепят к стальному центру болтами, установленными без зазора (под развертку) (рис.2.3, а) или к фланцу вала заклепками (рис.2.3, б); зубчатый венец располагают так, чтобы осевая сила, возникающая в зацеплении, была направлена на опорный фланец.

Рис.2.3

4.Конструктивные размеры колес

Основные геометрические размеры конического колеса определяют при проектном расчете передачи.

Размеры ступицы определяют по соотношениям для цилиндрических зубчатых колес, т.е. d_cт = 1,6d для стальных ступиц или d_cт = 1,8d для чугунных ступиц.

Длина ступицы l_cт = (1...1,2)d; толщина обода _о=2,5m_te+2 мм; толщина диска С = (0,3...0,4)b.

Другие конструктивные элементы колеса принимают по зависимостям, приведенным на рис.2.2.

3. Червячные колеса

5.Конструктивные формы исполнения

По условиям работы червячной пары зубья червячного колеса должны изготовляться из антифрикционных материалов (бронза, латунь). В целях экономии антифрикционного материала червячные колеса обычно выполняют составными: диск и ступица колеса из стали или серого чугуна, а венец - из антифрикционного материала. Соединение венца с центром должно обеспечить передачу большего по величине вращающего момента и сравнительно небольшой осевой силы. Конструкция червячного колеса и способ соединения венца с центром зависят от масштаба выпуска.

Применяют следующие способы соединения венца с диском. Бандажированная конструкция, в которой бронзовый венец насажен на стальной или чугунный диск с натягом (рис.3.1, а, б). Конструкция проста в изготовлении и применяется при единичном и мелкосерийном производстве, для колес относительно небольших диаметров. При постоянном направлении вращения червячного колеса на наружной поверхности центра предусматривают буртик (рис.3.1, а). Буртик предназначен для того, чтобы фиксировать относительное положение деталей при запрессовке, но в то же время он уменьшает посадочную поверхность, усложняет конструкцию и технологию изготовления. По этим соображениям конструкцию без буртика (рис.3.1, б) следует признать предпочтительной, а посадку выбирать по методике изложенной[2,3]. Возможные неточности сборки устраняют последующей обработкой поверхностей после сборки.

При больших диаметрах колес (d_ам2  400 мм) крепление венца к центру можно осуществлять болтами, поставленными без зазора (рис.3.1, в). Венец предварительно центрируют по поверхности центра. Сопряжение центрирующих поверхностей выполняют по переходной посадке. В таких конструкциях нужно предусматривать надежное стопорение гайки от самоотвинчивания.

Червячные колеса вращаются с небольшой скоростью, поэтому нерабочие поверхности обода, диска, ступицы колеса оставляют необработанными и делают конусными с большими радиусами закруглений.

В крупносерийном и массовом производстве зубчатые венцы соединяют с диском посредством литья в кокиль-такая конструкция колес называется биметаллической. Для улучшения сцепления бронзового венца с чугунным диском обод последнего выполняют по одному из вариантов (рис.3.2). Предварительно очищенный диск нагревают до температуры 700...800С, закладывают в подогретый до температуры 150...200С кокиль и заливают бронзой. После остывания между бронзовым венцом и чугунным диском

Р ис. 3.1

возникает механическое сцепление, обеспечивающее монолитность конструкции.

Зубья червячных колес имеют вогнутую форму. Поэтому оптимальна форма венца, повторяющая форму зубьев.

Рис.3.2

Для обеспечения надежного сцепления венца с центром предусматривают 6...8 углублений различной формы на ободе центра. Залитая в эти углубления бронза образует выступы, которые дополнительно воспринимают как окружную, так и осевую силы.

На рис.3.2, а, б, в показаны конструкции венцов, наплавленных на механически обработанную поверхность центра. Вогнутую поверхность центра (рис.3.2, а, б) получают обработкой на токарном станке. Различие между этими двумя вариантами-в форме поперечных пазов. С точки зрения технологии и трудоемкости оба варианта равноценны. По рис.3.2, в углубления на ободе центра изготовляют засверловкой.

На рис.3.2, г показана конструкция, в которой на поверхности центра выполнена кольцевая проточка и 6...8 поперечных пазов. Перед заливкой бронзой центр очищают от жировых пленок и окислов химической обработкой.

При любой конфигурации зубчатого венца механическую обработку и нарезание зубьев производят после соединения венца с центром.