3.2. Конструирование зубчатых колес

Конструкция зубчатых колес зависит от материала, из которого изготавливается колесо, его размеров и характера производства, определяющих способ получения заготовки.

Стальные шестерни с диаметром вершин зубьев (d – диаметр вала шестерни) обычно изготавливают как одно целое с валом (вал–шестерня).

Зубчатые колёса небольшого диаметра ( мм) выполняют в виде сплошных дисков со ступицей. Стальные зубчатые колёса такой конструкции изготавливают из проката или из поковок. Зубчатые колёса средних диаметров ( мм) выполняют с дисками облегчённой формы (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Конструкция и размеры зубчатого колеса

Для уменьшения массы зубчатых колёс толщину диска принимают значительно меньше ширины обода. Кроме того, в дисках между ободом и ступицей предусматривают отверстия для удобства крепления зубчатых колёс на станках при обработке и облегчения массы готовых изделий. Стальные зубчатые колёса такой конструкции изготовляют коваными, штампованными, сварными и литыми. Основные соотношения размеров зубчатых колёс приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Размеры зубчатых колес.

Параметры	Расчетные формулы
Диаметр ступицы Толщина ступицы Толщина обода цилиндрических колёс Толщина диска Диаметр центровой окружности Диаметр отверстий	dcт = 1,6 d Lст = 1,2…1,5 d δoб = 2,5…4 mn c = 0,2…0,3 b dокр = 0,5 (doб+ dст) dотв = (doб – dст) / 4
Обозначения: d – диаметр вала; mn – модуль нормальный; b – ширина венца; dоб – внутренний диаметр обода.

Витки червяков выполняют в большинстве случаев за одно целое с валом. В целях экономии цветных металлов червячные колёса изготавливают обычно составными: венец – бронзовый, ступица и диск – из чугуна или стали (рис. 3.2). Венцы соединяют с дисками либо посадкой с натягом, либо болтами, поставленными без зазора в отверстия. Во избежание смещения венца относительно диска на стыке устанавливают 4 – 6 винтов. Иногда соединение венца с диском осуществляется отливкой бронзового венца в литейную форму, в которую заранее устанавливают чугунный диск.

Рекомендации по определению отдельных элементов червячных колес даны в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Размеры червячных колёс.

Параметры	Расчетные формулы
Диаметр ступицы Длина ступицы Толщина диска Диаметр фиксирующего винта Длина фиксирующего винта Толщина венца Толщина обода	dcт = 1,6…1,8 d Lст = 1,2…1,7 d c = 0,25 b2 dвинт = 1,2…1,4)·m lвинт = 0,3…0,4)·b2 δ1 = δ2 = 2 m δ1 = δ2 = 2 m
Обозначения: d– диаметр вала, b2 – ширина червячного колеса, m – модуль.

Рис. 3.2 Конструкция и размеры червячного колеса