24. Составление рабочих чертежей зубчатых колес

Составление рабочих чертежей является заключительным этапом проектирования зубчатых колёс. Правила выполнения рабочих чертежей эвольвентных цилиндрических зубчатых колёс устанавливает ГОСТ 2.403-75. Этот стандарт определяет правила указания на чертежах параметров зубчатых венцов. Другие данные, необходимые для изготовления и контроля зубчатых колёс, приводят на чертеже в соответствии с требованиями ЕСКД.

Структура рабочих чертежей зубчатых колёс показана на рис. 24.1.

Рис. 24.1. Структура рабочих чертежей зубчатых колёс

Н а изображении цилиндрического зубчатого колеса (рис. 24.2), в соответствии с ГОСТ 2.403 – 75, должны быть указаны диаметр вершин зубьев d_а с отклонением Е_dа ; ширина зубчатого венца “b” с отклонением Е_в, размеры фасок “С” на кромках зубьев; шероховатость боковых поверхностей зубьев .

Кроме этого, на чертеже приводят параметры других конструктивных элементов колеса (рис. 24.2).

Наиболее часто встречающееся на чертеже значение параметра шероховатости

Рис. 24.2. Изображение зубчатого колеса

Базовыми поверхностями у цилиндрических зубчатых колёс обычно являются:

 центральное отверстие ступицы зубчатого колеса, необходимое для монтажа колеса на вал (у вала-шестерни – его цапфы);

 наружный цилиндр зубчатого колеса, используемый в некоторых случаях для выверки заготовки на зуборезном станке и для контроля размеров зуба;

 базовый торец (торцы) венца зубчатого колеса, по которому базируется заготовка при зубообработке (торец “Т” на рис. 24.2 или два торца на рис. 22.3, а).

Выбор квалитета точности базового отверстия производят в зависимости от степени точности передачи (табл. П6.1), а требования к шероховатости и нецилиндричности его поверхности назначают по табл. П6.2 и П6.3 в зависимости от принятого для него квалитета точности.

Посадку соединения „Шпонка-паз отверстия” и допуск Е_ш на ширину b_ш шпоночного паза в посадочном отверстии ступицы колеса выбирают в зависимости от вида шпоночного соединения ступицы колеса с валом (табл. П6.4), а отклонения Е_n глубины (d + t₂) этого шпоночного паза – в зависимости от высоты шпонки (табл. П6.5). Допуски на расположение шпоночного паза в посадочном отверстии ступицы колеса назначают в долях от принятого допуска Е_ш на его ширину b_ш и количества шпонок, применяемых в рассматриваемом соединении (табл. П6.6). Значение параметра шероховатости боковых поверхностей паза принимают не ниже R_z 20, а дна паза – не ниже R_z 40 (рис. 24.2).

Если наружную поверхность зубьев зубчатого венца колеса используют в качестве базы при его установке на зуборезном станке или при контроле толщины зуба (например, для замера зуба по постоянной хорде), то в этом случае на диаметр d_а (рис. 24.2) его предельное отклонение Е_dа назначают в зависимости от принятой степени точности передачи (табл. П6.7).

Если наружная поверхность зубьев не используется в качестве базы при установке зубчатого колеса на станке или при контроле их толщины (например, путем измерения длины общей нормали), то допуск Е_dа принимают по полю допуска h11 для колёс, имеющих модуль зубьев m = (1...5) мм, и h13 – для колёс с m  5 мм (для колёс с внутренними зубьями значения Е_dа назначают, соответственно, по Н11 и Н13). Установленный допуск не должен превышать 0,1m.

Допуск F_dа на радиальное биение зубчатого венца определяют по ГОСТ 1643 – 81 в зависимости от принятой степени кинематической точности передачи (табл. П3.1).

Значение параметра шероховатости наружной и боковых поверхностей профиля зубьев колес выбирают в зависимости от принятой степени точности передачи по нормам контакта (табл. П6.8).

Допуск Е_в на ширину зубчатого венца “b” принимают в зависимости от степени точности передачи (табл. П6.7).

Допуск F_Т на биение базового торца (торец Т на рис. 24.2) назначают в зависимости от степени точности передачи по нормам контакта и ширины зубчатого венца (табл. П6.9); при этом какой торец зубчатого колеса являет-

ся базовым оговаривают в технических требованиях, помещаемых на поле рабочего чертежа зубчатого колеса (рис. 24.5). Если оба торца могут быть базовыми, то они на изображении колеса на чертеже не отмечаются и в технических требованиях ничего не оговаривается.

По этим же нормам точности передачи назначают параметр R_а шероховатости базового торца колеса (табл. П6.8).

Биение небазового торца зубчатого венца не регламентируют .

Перекос торцов ступицы зубчатого колеса в значительной степени влияет на точность базирования не только самого колеса, но и подшипников его вала, а следовательно, и на их работоспособность. В связи с этим, на торцовое биение этих поверхностей также назначают соответствующий допуск F_тс (табл. П6.10).

Значение параметра шероховатости торцов ступицы выбирают в зависимости от степени точности передачи (табл. П6.10).

Допуск Е_L на длину ступицы L принимают по полю допуска h12 (ГОСТ 24643 – 81).

Нерабочие поверхности колеса оставляют без механической обработки (после штамповки или литья) или обрабатывают (R_Z80) при получении детали из круглого проката. Размеры неработающих поверхностей выполняют свободными (h14, Н14) и их отклонения на изображении детали не указывают, а приводят в технических требованиях (рис. 24.5).

Размеры фасок “С” на зубьях колес (рис. 24.2) принимают по условию

С = 0,5 m  1 мм,

где m – модуль зубьев колеса (торцовый – у прямых зубьев и нормальный – у косых и шевронных), мм.

Размеры фасок С₁ в посадочном отверстии и С₂ на наружной поверхности ступицы колеса (рис. 24.2) назначают в зависимости от величины их диаметров (табл. П6.11).

Радиусы скруглений R (рис. 24.2) при получении детали из круглого проката выбирают в пределах (2,0...2,5) мм, а у штампованных колёс – по рекомендациям разд. 22 данной работы.

При наличии в конфигурации колеса выемок (рис. 24.3) осевые размеры на его изображении, размещаемом на рабочем чертеже, проставляют одним из следующих способов:

■ указывают толщину диска ″С″, полученную в заготовительной операции, и размер ″а″ между обработанной и необрабатываемой поверхностью, если заготовку зубчатого колеса получают в штампах, вследствие чего она поступает на механическую обработку с уже определённой толщиной диска “С” (рис. 24.3, а);

■ указывают (для удобства изготовления и контроля) глубину выемок, проставляя ее значение “а” от обрабатываемых торцов зубчатого венца (рис. 24.3, б), если колесо полностью подвергают механической обработке.

В этом случае толщину диска “С” получают как замыкающий размер, поэтому на изображении колеса его не проставляют.

Рис. 24.3. Нанесение осевых размеров на изображении зубчатых колёс при наличии выемок в их конфигурациии: а – штампованного колеса; б – полностью обработанного колеса

Таблицу параметров зубчатого колеса размещают в правом верхнем углу его рабочего чертежа (рис. 24.1). В частных случаях допускают сокращение таблицы (о котором будет сказано ниже). Неиспользованные в этом случае графы у сокращенной таблицы параметров исключают или прочёркивают (рис. 24.4).

Полная таблица параметров зубчатого колеса состоит из трёх частей, которые отделяют друг от друга сплошными основными линиями: первая (верхняя) часть содержит основные данные, необходимые для изготовления зубьев колеса; вторая – данные для контроля их изготовления; третья – – справочные данные.

20

10

35

7 min Модуль нормальный	mn
Число зубьев	Z
Угол наклона зубьев	
Направление линии зуба	–
Нормальный исходный контур	–	ГОСТ 13755 - 81
Коэффициент смещения	Х
Степень точности по ГОСТ 1643 – 81	–
Делительный диаметр	d
Высота зуба	h
Толщина зуба по дуге делительной окружности	St
Обозначение чертежа сопряженного колеса	–

110

Рис. 24.4. Содержание укороченной таблицы параметров зубчатого колеса

В первой части таблицы (рис. 24.4) указывают:

 модуль передачи (нормальный m_n – для косозубых и шевронных передач и торцовый m – для прямозубых);

 число зубьев Z;

 угол наклона зубьев  на делительном цилиндре (для прямозубых передач эту графу исключают);

 направление зуба (правое или левое); для прямозубых колёс эту графу исключают; а для шевронных колёс делают надпись “шевронное” с указанием на изображении колеса, выполняемом на его рабочем чертеже, расположения ветвей шеврона;

 номер стандарта на исходный контур зубьев;

 величину смещения режущего инструмента Х со своим знаком (при отсутствии смещения проставляют цифру 0);

 степень точности и вид сопряжения зубьев по ГОСТ 1643 – 81 (например, 8-В).

Во вторую часть таблицы заносят:

 данные для контроля толщины зуба (длину W общей нормали и размер М по роликам (шарикам) c их предельными отклонениями или толщину зуба S_c по постоянной хорде с ее предельными отклонениями и измерительную высоту h_с до этой хорды);

 нормы точности по ГОСТ 1643 – 81.

Завод – изготовитель выбирает необходимый контрольный комплекс по ГОСТ 1643-81 в зависимости от условий производства и средств измерения, которыми он располагает.

Для зубчатых колёс передач 7-й степени точности и грубее в единичном производстве зубчатых колес, а также при отсутствии данных об условиях их производства и контроля, ГОСТ 2.403 – 75 разрешает не приводить на чертеже данные для контроля толщины зубьев колес, то есть исключить вторую часть таблицы параметров зубчатого колеса. При этом в технических требованиях указывают, что завод – изготовитель выбирает данные по нормам точности в соответствии с ГОСТ 1643 – 81.

Так как курсовое проектирование деталей машин соответствует стадии технического проекта (ГОСТ 2.120 – 73), на которой конструктор обычно ещё точно не знает условий изготовления и контроля зубчатых колёс, то в соответствии с разрешением ГОСТ 2.403 – 75, при курсовом проектировании вторую часть таблицы параметров зубчатого колеса исключают (рис. 24.4).

Третья часть таблицы параметров содержит справочные данные. Если отсутствует вторая часть этой таблицы, то в числе справочных данных указывают: диаметр делительной окружности d, высоту зуба h, толщину зуба по дуге делительной окружности S_t (раздел 8 данной работы) и обозначение чертежа сопряженного колеса.

В соответствии со стандартом БГТУ (СТП БИТМ 012-85), структура обозначения рабочих чертежей деталей при курсовом проектировании следующая:

1

2

3

4

5

. . . 00.

Здесь 1 – аббревиатура названия дисциплины, по которой выполняют курсовой проект (ДМ – для курсового проекта по деталям машин);

2 – номер задания на курсовой проект;

3 – номер варианта этого задания;

4 – номер сборочной единицы (редуктора), в состав которой входит данное зубчатое колесо (назначают по спецификации общего вида привода, содержащего данную сборочную единицу – редуктор);

5 – порядковый номер данного колеса по спецификации сборочной единицы (редуктора), в состав которой она входит.

Технические требования, в соответствии с ГОСТ 2.316 – 68, помещают в виде текстовой части на свободном поле чертежа над его основной надписью, но ниже таблицы параметров зубчатого колеса (рис. 24.1). В случае недостатка места их продолжают слева от основной надписи чертежа. Текст этих требований записывают сверху вниз. Содержание текста должно быть кратким и точным, написанным в повелительном наклонении. В тексте не должно быть сокращений слов, за исключением общепринятых, а также установленных ГОСТ 2.316 – 68.

Пункты технических требований должны иметь самостоятельную сквозную нумерацию. Каждый пункт записывают с новой строки, причем строки должны быть длиной не более 185 мм, то есть не выходить за габарит основной надписи чертежа (рис. 24.1). Заголовок “Технические требования” не пишут.

Технические требования излагают в следующем порядке:

■ требования (если они есть) к материалу, заготовке, термической обработке и к свойствам материала готовой детали (например, его твердость, предел прочности и т.п.); указание при необходимости материалов - заменителей;

■ размеры (литейные или штамповочные уклоны, радиусы и пр.);

■ предельные отклонения размеров, формы и расположения поверхностей, если они не указаны (что предпочтительнее) условными знаками на изображении колеса (рис. 24.2);

■ дисбаланс (предельные его значения выбирают по табл. П6.12 в зависимости от частоты вращения детали) с указанием места возможного снятия металла при балансировке колеса (обычно таким местом является его диск или обод);

■ требования к качеству поверхности (отделке, покрытию);

■ указания о маркировке и ее клеймении (при необходимости маркировки);

■ правила транспортирования и хранения (при необходимости);

■ особые условия эксплуатации (если есть);

■ ссылки на другие документы, содержащие технические требования, распространяющиеся на данное изделие, но не приведенные на чертеже.

Примеры варианта записи технических требований и заполнения (в соответствии с требованиями стандарта СТП БИТМ 012 – 85) граф основной надписи чертежа показаны на рис. 24.5.

Необходимо отметить, что выше технических требований, начинаясь отступом в 20 мм от верхней границы рамки чертежа, располагается таблица параметров зубчатого колеса (рис. 24.1 и 24.4).

1. 269…293 НВ

(так записывают требования, предъявляемые к свойствам материала готовой детали, для зубчатого колеса, подвергнутого термоулучшению)

1. Сквозная закалка зубьев с охватом (без охвата) выкружки ТВЧ: 48…52 HRC

(при сквозной закалке, осуществляемой после нагрева токами высокой частоты зубьев колеса и поверхности впадин между ними, до значений их поверхностной твердости, лежащих в пределах 48…52 НRС)

1. НВ 263 min

Поверхность зубьев с охватом (без охвата) выкружки ТВЧ: h 0,8…1,2; 48…52 HRC

(при поверхностной закалке, осуществляемой после нагрева токами высокой частоты зубьев колеса и впадин между ними, на глубину 0,8…1,2 мм до значений их поверхностной твердости, лежащих в пределах 48…52 HRC, и твердости сердцевины не ниже 263 НВ)

1. Зубья цементировать (цианировать) h 0,5…0,8; 56…61 HRC

сердцевина 269…302 НВ

(если зубья колеса необходимо подвергнуть цементации или цианированию на глубину 0,5…0,8 мм, имея при этом поверхностную твердость зубьев в пределах 56…61 HRC, а твердость их сердцевины 269…302 НВ)

2. Неуказанные радиусы R 5.

3. Штамповочные (или литейные) уклоны 7°

(эти пункты технических требований необходимы только при наличии размеров, неуказанных на изображении зубчатого колеса; причем следует иметь ввиду, что на изображении детали не указывают те значения размеров, которые чаще других на нем встречаются)

4. Неуказанные предельные отклонения размеров: H14; h14; IT14/2

(возможен и такой вариант записи этого пункта технических требований: Неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий Н14, валов h14, остальных IT14/2)

5. Базовый торец – Т

(если базовым может быть любой торец зубчатого венца колеса, то этот пункт технических требований исключают)

6. Торцы ступицы не должны выступать за торцы зубчатого венца

(этот пункт вводят при наличии возможности нарезания зубьев пакетом, то есть одновременно у двух и более колес)

7. Дисбаланс не более 200 гмм. Металл при балансировке удалять с диска

8. Комплекс показателей точности устанавливает изготовитель по ГОСТ 1643 – 81

ДМ 10.03.01.00.004

Рис. 24.5. Пример записи технических требований и заполнения граф

основной надписи рабочего чертежа зубчатого колеса