Конструкция и расчет геометрии зубчатого цилиндрического колеса
Цилиндрические колеса бывают: кованые, штампованные, сварные и литые. При диаметре колеса менее 200 мм его изготовляют из прутка, при больших диаметрах – заготовки получают свободной ковкой.
Колесо состоит из зубчатого венца, ступицы, которой оно насаживается на вал, и диска, соединяющего зубчатый венец со ступицей (рисунок 11).
Длину ступицы колеса выполняют либо равной ширине зубчатого венца, либо большей длины, причем выступающей в сторону одного торца. Редко, в одноступенчатых редукторах, ступицу делают симметрично выступающей в обе стороны.
Рисунок 11 – Зубчатое цилиндрическое штампованное колесо
Диаметр и длину ступицы вычисляют в функции посадочного диаметра вала d B :
а) наружный диаметр стальной ступицы d СТ = 1,5 dB;
б) то же чугунной ступицы d СТ = 1,6 dB;
в) длина ступицы: lСТ = (0,8…1,5) dB
Чаще всего конструируют ступицу длиной [1, c. 68]: lСТ = (1,0…1,2) dB
Толщину диска «С» вычисляют [8, c. 139]: С = (0,35…0,40) bW2
Толщину обода зубчатого венца рассчитывают через модуль и ширину зубчатого венца [8, c. 68]: S = 2,2m + 0,05 bW2
Диаметр окружности, на которой расположены центры отверстий в диске колеса: DОТВ = (d1 – dСТ)/2.
Для облегчения колеса в его диске делают 4…6 отверстий диаметром [8, с. 139]: dОТВ = (0,35…0,40)(d1 – dСТ).
Шевронные зубчатые колеса (рисунок 12) отличаются от прямозубых и косозубых увеличенной шириной, так как минимальный коэффициент ширины зубчатого венца равен ba = 0,5.
Рисунок 12 – цилиндрическая шевронная шестерня
Между полушевронами выполняют канавку для выхода червячной фрезы, нарезающей зубья (рисунок 13). Ширина этой канавки «a» определяется диаметром фрезы и зависит от модуля зубьев (табл. 4.2). Глубина канавки равна h = 2,5.m.
Таблица 4.2 – Ширина канавки между полушевронами [10, с. 57]
m, мм |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
5,0 |
6,0 |
7,0 |
8,0 |
10,0 |
a, мм |
32 |
38 |
42 |
48 |
53 |
60 |
67 |
75 |
85 |
100 |
Рисунок 13 – Канавка на зубчатом венце шевронного колеса
На торцах зубчатого венца цилиндрического колеса снимают фаски размером k = (0,5…0,6). m под углом 45о (для колес прямозубых, косозубых и шевронных при НВ<350); под углом 15…20о для косозубых и шевронных колес при НВ>350 [11, с. 68].
Острые кромки на торцах ступицы притупляют фасками, размеры которых зависят от величины посадочного диаметра ступицы dВ (табл. 4.3).
Таблица 4.3 – Размеры фасок на ступице зубчатого колеса [5, с. 69]
dB, мм |
20…30 |
30…40 |
40…50 |
50…80 |
80…120 |
120…150 |
150…250 |
f, мм |
1,0 |
1,2 |
1,6 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
4,0 |
Штампованные и кованые колеса изготовляют при величине диаметра выступов не более 500 мм. При размерах колес свыше 500 мм их делают сварными или литыми [5, с. 68 – 70].