Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методическое пособие 216

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
611.24 Кб
Скачать

мощностей и передаточных чисел. Основными достоинствами зубчатых передач по сравнению с другими видами передач являются: постоянство передаточного числа, высокая нагрузочная способность, высокий К.П.Д., малые габаритные размеры при равных других условиях, большая надежность в работе, простота обслуживания, сравнительно малые нагрузки на валы и опоры. Зубчатую передачу образуют колеса, находящиеся в контакте между собой. Зубчатые колеса классифицируются по следующим признакам:

-по форме профиля зуба: с эвольвентными и неэвольвентными зубьями (эвольвентой называется кривая, описываемая любой точкой прямой, перекатываемой без проскальзывания по неподвижной окружности). Для построения профиля зуба используется часть эвольвенты;

-по расположению зубьев относительно образующих колес: прямозубые, косозубые, шевронные, с криволинейном зубом;

-по расположению зубьев в колесе: внешнее, внутреннее, реечное зацепления.

В лабораторной работе рассматриваются нулевые (не корригированные) зубчатые колеса, способные осуществлять прямозубую и косозубую передачу внешнего зацепления.

Рис.2.1

9

Цилиндрические колеса, у которых зубья расположены по винтовым линиям на делительном цилиндре, называются косозубыми. При этом шаг винтовой линии зуба по делительному цилиндру весьма значителен по сравнению с шириной венца и криволинейность зуба мало заметна. У пары сопряженных косозубых колес с внешним зацеплением углы наклона зубьев β относительно образующей делительного цилиндра равны по величине, но противоположны по направлению. Одно колесо левое, другое – правое (Рис. 2.1).

Косозубые колеса нарезают тем же инструментом, что и прямозубые. Основными геометрическими элементами зубчатых колес (Рис. 2.2, 2.3) являются:

Рис. 2.2

Рис. 2.3

d –диаметр делительной окружности зубчатого колеса, которая катится без скольжения по начальной прямой рейки в процессе нарезания зубьев зубчатого колеса;

da – диаметр окружности вершин зубьев – окружности проходящей по вершинам зубьев колеса;

df – диаметр окружности впадин зубьев – окружности проходящей по впадинам зубьев; db – диаметр основной окружности;

10

pt – окружной шаг зубьев (в торцевом сечении t - t) – расстояние между одноименными точками двух соседних профилей зубьев по делительной окружности;

pn – нормальный шаг зубьев (в нормальном сечении n – n); mt – окружной модуль – часть делительной окружности,

приходящаяся на один зуб колеса или отношение окружного шага к числу π;

mn – нормальный модуль; z – число зубьев колеса; β – угол наклона зубьев;

h – высота зуба – радиальное расстояние между окружностями вершин и впадин зубчатого колеса;

hа – высота головки зуба – радиальное расстояние между делительной окружностью и окружностью вершин зубчатого колеса;

hf –высота ножки зуба – радиальное расстояние между делительной окружностью и окружностью впадин зубчатого колеса;

st – окружная толщина зуба – расстояние между боковыми профилями (сторонами) зуба по дуге делительной окружности зубчатого колеса;

et – окружная ширина впадины – расстояние между разноименными боковыми профилями соседних зубьев по дуге делительной окружности зубчатого колеса;

b – ширина венца колеса – расстояние между торцами зубьев колеса (по линии параллельной его оси);

τ - угловой шаг зубьев;

α= 20º - угол зацепления

2.2Оборудование и принадлежности

Для выполнения работы необходимо иметь набор зубчатых колес (цилиндрическое прямозубое и косозубое), штангенциркуль, штангензубомер, универсальный угломер, масштабную линейку, циркуль, угольник.

11

Параметры,

Обозначен

Расчетные

 

Колесо

размерность

ие

формулы

прямозубое

косозубое

 

параметра

 

Значения параметров

 

 

 

замер

расчет

замер

расчет

Число зубьев колеса

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Высота зуба, мм

h

 

 

 

 

 

Нормальный модуль,

mn

mn = h / 2,25

 

 

 

 

мм

 

 

 

 

 

 

Угол наклона зуба,

β

 

 

 

 

 

град

 

 

 

 

 

 

Диаметр вершин

dа

dа = mn (z /Соs β

 

 

 

 

зубьев, мм

 

+ 2)

 

 

 

 

Диаметр впадин

df

df = mn (z /Соs β

 

 

 

 

зубьев, мм

 

- 2,5)

 

 

 

 

Диаметр

d

d = mn z / Соs β

 

 

 

 

делительной

 

 

 

 

 

 

окружности, мм

 

 

 

 

 

 

Диаметр основной

db

db = d Соs α

 

 

 

 

окружности, мм

 

 

 

 

 

 

Окружной модуль,

mt

mt = mn / Cosβ

 

 

 

 

мм

 

 

 

 

 

 

Окружной шаг, мм

pt

pt =π mt

 

 

 

 

Нормальный шаг, мм

pn

pn =π mn

 

 

 

 

Высота головки зуба,

hа

hа = mn

 

 

 

 

мм

 

 

 

 

 

 

Высота ножки зуба,

hf

hf = 1,25mn

 

 

 

 

мм

 

 

 

 

 

 

Окружная толщина

St

St = π mn / 2

 

 

 

 

зуба по делительной

 

 

 

 

 

 

окружности, мм

 

 

 

 

 

 

Окружная ширина

et

et = π mn / 2

 

 

 

 

впадин зубьев, мм

 

 

 

 

 

 

Ширина венца

b

 

 

 

 

 

колеса, мм

 

 

 

 

 

 

Угловой шаг, град

τ

τ = 360˚/ z

 

 

 

 

Угол зацепления,

α

20°

 

 

 

 

град

 

 

 

 

 

 

12

2.3Порядок выполнения работы

1.Повторить обозначение и определение геометрических параметров цилиндрических прямозубых и косозубых колес, которые необходимо определить в работе замером и расчетом, простановку их на чертежах (см. рис. 2.2 и рис. 2.3).

2.Выполнить эскизы выданных цилиндрических прямозубого и косозубого колес с указанием на них геометрических параметров.

3.Определить значения отдельных геометрических параметров путем их замера.

4.Определить значения геометрических параметров по формулам, указанным в таблице. Стандартные параметры предварительно согласовать с соответствующим ГОСТом.

5.Полученные результаты занести в таблицу.

2.4Содержание отчета

Вотчете представить выполненные эскизы рассматриваемых зубчатых колес с указанием на них геометрических параметров, заполненную таблицу с параметрами, полученными в результате проведенных замеров и расчетов. После таблицы представить расчеты геометрических параметров, определенных по формулам.

2.5Контрольные вопросы

1.Перечислите основные достоинства и недостатки зубчатых передач.

2.Как классифицируются зубчатые передачи?

3.Что означает понятие «нулевое» колесо?

4.Перечислите основные геометрические параметры зубчатого колеса.

. 5. Перечислите геометрические параметры колеса, которые определялись в работе замером.

13

6. В каких пределах допускается в косозубых цилиндрических передачах значение угла наклона зубьев β?

Лабораторная работа № 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОНИЧЕСКОГО КОЛЕСА С ПРЯМЫМИ ЗУБЬЯМИ

Цель работы:

1.Ознакомиться с геометрией конического колеса с прямыми зубьями, нарезанными без смещения режущего инструмента.

2.Замером определить основные геометрические параметры конического колеса.

3.По формулам рассчитать геометрические параметры, которые нельзя определить замером.

3.1 Краткие теоретические сведения

Конические зубчатые колеса применяются в передачах, у которых оси валов пересекаются под некоторым углом. Наиболее распространены передачи, в которых оси валов пересекаются под

углом 90о. Конические передачи сложнее цилиндрических в изготовлении и при монтаже. Для нарезания конических колес требуются специальные станки и инструменты. Пересечение осей валов затрудняет размещение опор. Одно из конических колес, как правило, располагается консольно, при этом увеличивается неравномерность распределения нагрузки по длине зуба. В коническом зацеплении действуют осевые силы, в связи с чем, конструкция опор усложнена. Все это приводит к тому, что нагрузочная способность конической передачи составляет лишь около 85% нагрузочной способности цилиндрической. Несмотря на отмеченные недостатки, конические передачи имеют довольно широкое применение, поскольку в конструкциях машин часто

14

необходимо располагать валы под углом. Конические передачи бывают с прямыми, косыми (тангенциальными и круговыми) зубьями (рис. 3.1, а, б, в)

Рис.3.1

Чаще всего применяют конические колеса с круговыми зубьями, которые обладают рядом преимуществ: при одинаковых габаритных размерах конических передач, передачи с круговыми зубьями имеют более высокую несущую способность; при повышенных окружных скоростях (1115 м/с) работают плавно и бесшумно (вследствие большого перекрытия зубьев в зацеплении). Зубья конических колес по признаку изменения размеров их сечений по длине зуба выполняют трех форм. (рис. 3.2, а, б, в, г).

Рис.3.2

Форма I – пропорционально понижающиеся зубья (рис. 3.2 а). Вершины конусов делительного и впадин совпадают. Высота ножки зубьев пропорциональна конусному расстоянию: эта форма является основной для прямозубых и косозубых

15

конических передач. Ее применяют также для передач с круговыми зубьями при z = 20-100.

Форма II – понижающиеся зубья (рис. 3.2 б, г). Вершины конусов делительного и впадин не совпадают. Ширина дна впадины постоянна, а толщина зуба по делительному конусу растет пропорционально расстоянию от вершины. Эта форма

позволяет обрабатывать

одним инструментом

сразу обе

поверхности зубьев. Она

является

основной

для колес с

круговыми зубьями.

Форма III - равновысокие зубья (рис. 3.2 в). Образующие конусов делительного, впадин и вершин параллельны. Эту форму применяют для круговых зубьев при z > 40.

Для конических прямозубых колес с зубьями по форме I обычно выбирают стандартные значения внешнего окружного модуля, задают размеры зубьев на внешнем торце, где удобно производить замеры. Профили зубьев, как и у цилиндрических колес, очерчиваются по эвольвенте.

В лабораторной работе рассматриваются некорригированные зубчатые колеса, способные осуществлять коническую передачу с прямыми зубьями.

Основными геометрическими параметрами конических колес (зубья формы I) (рис. 3.3, 3.4) являются:

Рис.3.3

Рис.3.4

z - число зубьев колеса;

 

Rе - внешнее конусное расстояние;

 

R - среднее конусное расстояние;

 

16

 

dе - внешний делительный диаметр; d - средний делительный диаметр; b - ширина зубчатого венца;

dае - внешний диаметр вершин зубьев; d- внешний диаметр впадин зубьев;

mе - внешний окружной модуль (производственный);

m - средний окружной модуль; δа - угол конуса вершин

зубьев;

 

 

 

δ - угол делительного конуса;

 

 

 

hе - внешняя высота зуба;

 

 

 

hае - внешняя высота головки зуба;

 

 

h- внешняя высота ножки зуба;

 

 

p- окружной шаг зубьев;

 

 

 

s- внешняя окружная толщина зуба;

 

 

ete - внешняя окружная ширина впадин зубьев;

 

α = 20° - угол зацепления;

 

 

 

θа - угол головки зуба

θа1 = θf2;

θа2 = θf1,

(рис.3.3);

θf - угол ножки зуба

θа1 = θf1;

θа2 = θf2,

(рис.3.4).

Углы головки и ножки зуба, показанные на рис.3.4, равны (θа = θf).Это сделано для того, чтобы образующая конуса вершин зубьев одного колеса была параллельна образующей конуса впадин второго колеса, в результате чего радиальный зазор по длине прямого зуба становится постоянным (в этом случае вершины конусов не совпадают).

3.2 Оборудование и принадлежности

Для выполнения работы необходимо иметь коническое колесо с прямыми зубьями, штангенциркуль, штангензубомер, универсальный угломер, масштабную линейку, циркуль.

3.3Порядок выполнения работы

1.Повторить обозначение и определение геометрических параметров прямозубых конических колес, которые необходимо

17

определить в работе замером и расчетом, простановку их на чертежах (см. рис. 3.3 и рис. 3.4).

2.Выполнить эскиз данного прямозубого конического колеса с указанием на нем геометрических параметров.

3.Определить значения отдельных геометрических параметров путем их замера.

4.Определить значения геометрических параметров по формулам, указанным в таблице. Стандартные параметры предварительно согласовать с соответствующим ГОСТом.

5.Полученные результаты занести в таблицу.

3.4Содержание отчета

Вотчете представить выполненный эскиз рассматриваемого конического колеса с указанием на нем геометрических параметров, заполненную таблицу с параметрами, полученными

врезультате проведенных замеров и расчетов.

После таблицы представить расчеты геометрических параметров, определенных по формулам.

Параметры

Обозначения

Расчетные

Значения

 

 

 

формулы

 

 

 

 

 

Замер

Расчет

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

Число зубьев колеса

z

 

 

 

Внешняя высота зуба, мм

he

 

 

 

Внешний

окружной

me

me = he / 2,2

 

 

модуль, мм

 

 

 

 

Внешний

делительный

de

de = me∙z

 

 

диаметр, мм

 

 

 

 

Угол

делительного

δ

δ = arc сos(dae - de) /

 

 

конуса, град.

 

/2me

 

 

Внешний

диаметр

dae

dae = me(z + 2сosδ)

 

 

вершин зубьев, мм

 

 

 

 

Внешний

диаметр

dfe

dfe = me(z – 2,4сosδ)

 

 

впадин зубьев, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ширина

венца колеса,

b

 

 

 

мм

 

 

 

 

 

18