2.3. Конструирование зубчатого колеса

2.3.1. Прямозубые и косозубые цилиндрические колеса

Зубчатые колеса состоят из обода, на котором нарезаются зубья; ступицы, насаживаемой на вал, и диска, соединяющего обод со ступицей. Если диаметр колеса меньше 500 мм, то обычно колеса делают цельными, коваными или штампованными; (при бόльших диаметрах – литыми с диском или со спицами). Чертежи зубчатых колес приведены на рис. 6 [3].

Основные размеры определяют из следующих соотношений [2, c.231-233]:

- диаметр ступицы d _ст = 1,6d_в;

где d _в - диаметр участка вала под колесо, определенное в процессе

проектирования тихоходного вала (см. раздел 2.2).

- длина ступицы равна или больше ширины зубчатого венца. Наиболее простая конструкция – цилиндрическая форма колеса; при этом l_{с т} = b₂.

Длину ступицы принимают больше ширины зубчатого венца в том случае, если требуется увеличить длину шпонки по условию прочности.

Другие размеры (см. рис.6):

- толщина обода δ _o= 2,5m_n+2, но не менее 8 мм;

- размеры фасок для обода n = 0,5m_n ;

- размеры фасок для ступицы назначают в зависимости от диаметра вала d_В по приведенной ниже таблице 4.

Таблица 4

Размеры фасок n на ступице зубчатого колеса [1, c. 69]

dB, мм	20…30	30…40	40…50	50…80	80…120	120…150	150…250
n, мм	1,0	1,2	1,6	2,0	2,5	3,0	4,0

Толщину диска С , соответственно, для штампованных и кованых колес, вычисляют по формулам [2, c.233]:

С = (0,25…0,30) b₂ и С = (0,30…0,35) b₂.

Для облегчения колеса в диске делают 4…6 отверстий, диаметры которых принимают по соотношению [2, c. 233]:

d_ОТВ = 0,25(D_о – d_ст), где D_о - диаметр обода.

Рис.6. Цилиндрические зубчатые колеса: а - штампованные, б – кованые [3].

Диаметр обода можно рассчитать из геометрических соотношений по формуле (см. рис.6)

D_о = d_a - h -δ _o , где h – высота зуба, равная 2,25 m_n .

Диаметр окружности, на которой располагаются центры отверстий в диске колеса, приближенно равен [2, c. 233]:

D_отв = 0,5(D_о + d_ст).

2.3.2. Шевронные цилиндрические колеса

Конструкции шевронных зубчатых колес (рис.7) отличаются от прямозубых и косозубых бόльшей шириной обода, в середине которого имеется канавка для выхода фрезы, нарезающей зубья. Ширину канавки а определяют по табл. 5 в зависимости от модуля [3].

Таблица 5

Ширина канавки шевронных колес

m, мм	1,5	2	2,5	3	3,5	4	5
a, мм	27	32	37	42	47	53	60

Основные геометрические параметры шевронных колес находят из соотношений [3]:

- длина ступицы lст=b + a, где b - расчетная ширина зубчатого венца. Рекомендуется принимать lст ≥ 0,5d в; - толщина диска С = (0,3...0,35)(b + a); - толщина обода δ o= 4mn+ 2; - высота зуба h = 2,5mn . Прочие размеры определяют также, как для прямозубых и косозубых цилиндрических колес (см. раздел 2.3.1, рис. 6). На торцах зубчатого венца цилиндрического колеса снимают фаски n = (0,5…0,6)m под углом 45о

Рис.7. Шевронное зубчатое колесо