5. Кінематичні параметри зубчастої передачі з циліндричними колесами

Передаточне число можна розрахувати різними способами

u = ω₁ / ω₂ = n₁ / n₂ = Z₂ / Z₁ = d₂ / d₁ ,

де ω₁ , ω₂ – кутові швидкості відповідно шестерні та колеса;

n₁ , n₂ – частота обертання шестерні та колеса;

Z₁ , Z₂ – число зубців шестерні та колеса;

d₁ , d₂ – ділильні діаметри.

Зачеплення зубчастих коліс можна уявити як кочення без ковзання двох кіл із діаметрами d₁ і d₂ , що находить своє відображення на кінематичних схемах зубчастих передач.

Для одноступінчастої зубчастої передачі u = 1 – 8.

6. Геометричні параметри зубчастого циліндричного колеса

Усі елементи зубчастих зачеплень стандартизовані.

На рис. 7.2 зображено розгортку зубчастого вінця косозубого колеса по ділильному діаметру.

АВ = P_t = π d / Z – крок торцевий (коловий);

АС = P_n = P_t cos β – крок нормальний;

АD = P_x = P_n / sin β =P_t cos β / sin β – крок осьовий,

де β – кут нахилу зубців.

Крок – відстань між однойменними точками двох сусідніх профілів зубців у перерізах відповідно торцевому t–t , нормальному n–n та осьовому х–х.

Рисунок 7.2 – Розгортка зубчастого вінця косозубого колеса по ділильному діаметру

Оскільки кроки – величини ірраціональні (залежать від π), то основним геометричним параметром зубчастих передач беруть модуль m – величину, яка в π разів менша від кроку і вимірюється в мм.

Розрізняють модуль коловий m_t :

m_t = P_t / π = d / Z ,

і модуль нормальний m_n (для прямозубих коліс m_n = m_t), який стандартизовано в діапазоні 0,05 – 100 мм,

m_n = m_t cos β .

Кут нахилу зубців β:

- для косозубих передач обмежують β = 8 – 15º ;

- для шевронних передач беруть β = 25 – 45º.

Основні діаметри зубчастого колеса (рис. 7.3):

- ділильний d = m_n Z / cos β ;

- вершин зубців d_a = d + 2 m_n ;

- западин зубців d_f = d – 2,5 m_n .

Міжосьову відстань a вибирають зі стандартного ряду або розрахувують

a = ( d₁ + d₂ ) / 2 = m_n ( Z₁ + Z₂ ) / ( 2 cos β ) .

51

Рисунок 7.3 – Геометричні параметри зубчастого вінця

Ширина зубчастого вінця

b = ψ_m m , b = ψ_d d₁ , b = ψ_a a ,

де ψ_m , ψ_d , ψ_a – коефіцієнти ширини зубчастих коліс відносно модуля, діаметра ділильної окружності шестерні та міжосьової відстані передачі, які вибираються за рекомендаціями зі стандартного ряду.

7. Виготовлення зубчастих коліс

Заготовки зубчастих коліс одержують штампуванням, куванням або литтям залежно від матеріалу, форми та розмірів зубчастого колеса.

Зубці коліс виготовляють нарізанням, накатуванням або литтям.

Для нарізання зубців коліс використовують:

1) гребінки (рейковий інструмент із прямолінійним профілем);

2) фрези: а) черв'ячні; б) пальцеві; в) дискові-модульні;

3) довбачі (для коліс внутрішнього зачеплення).

Переваги нарізання: висока точність профілю зубців і кроку; простота заточування інструменту; один інструмент даного модуля не залежить від числа зубців колеса, що нарізується; висока продуктивність і можливість автоматизації.

Зубці точних зубчастих коліс після нарізання піддають обробним операціям: обкатуванню; шліфуванню; притиранню; шевінгуванню або хонінгуванню.

Накатування зубців застосовують гаряче (із нагріванням ТВЧ до 1200 ºС) та холодне (при модулі до 1 мм). Інструмент –накатники. Переваги зубонакатування: висока продуктивність; зменшення відходів металу у стружку; підвищення міцності зубців на 15 – 20 %.