ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭВОЛЬВЕНТНОГО ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА
3.1 Цель работы
Ознакомление с практическими методами определения основных параметров зубчатых колес.
3.2Оборудование и инструменты
Зубчатые колеса; штангенциркуль.
3.3Общие сведения
Параметры зубчатой передачи определяют при изготовлении зубчатых колес по имеющимся образцам; экспертизах, связанных с выявлением причин поломок; расчетно-восстановительных работах; паспортизации и составлении документации на оборудование.
Рис. 3.1 Исходный контур инструмента реечного типа
В России и в большинстве стран мира зубья эвольвентных колес нарезают режущим инструментом (рейкой или фрезой) со стандартным исходным производящим контуром. На рис. 3.1 изображен исходный контур реечного инструмента по ГОСТ 1375586. Он характеризуется следующими величинами: угол профиля α = 20є; коэффициент высоты головки зуба hα* = 1; коэффициент радиального зазора с* = 0,25; коэффициент радиуса кривизны переходной кривой рf*= 0,38.
Для определения основного параметра колеса — модуля зацепления используются два свойства эвольвенты:
1)нормаль, проведенная из любой точки к эвольвентной части профиля зуба, является касательной к основной окружности;
2)отрезок нормали к эвольвенте между точкой касания ее с основной окружностью и точкой эвольвенты равен длине дуги основной окружности.
26
Рис. 3.2 Схема измерений длины общей нормали
Наиболее точным является метод определения модуля по длине общей нормали W, которая замеряется обхватом губками штангенциркуля nи n+1 зубьев колеса (рис. 3.2).
Измеренные отрезки AC(Wn) и AD(Wn+1) являются нормалью к эвольвенте, так как губки штангенциркуля касаются эвольвент. Согласно первому свойству эвольвенты эти отрезки касаются основной окружности.
Разность между этими отрезками равна расстоянию между профилями соседних зубьев по нормали, т. е. AD - АС = CD. Согласно второму свойству следует, что отрезок CDравен дуге C0D0и шагу основной окружности рb:
. (3.1)
Формула (3.1) справедлива при условии обхвата губками штангенциркуля эвольвентой части профиля зуба. Кроме этого, при измерениях число обхватываемых зубьев необходимо выбрать так, чтобы избежать контакта штангенциркуля с кромкой зуба и попадания его на переходную кривую. Для обеспечения этого условия следует zпвыбрать в соответствии с табл. 3.1.
Таблица 3.1
Число зубьев
Число зубьев |
12-18 |
19-27 |
28-36 |
37-45 |
46-54 |
55-63 |
64-72 |
73-81 |
Число |
|
|
|
|
|
|
|
|
обхватываемых |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
зубьев zn |
|
|
|
|
|
|
|
|
РАСЧЕТНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ Шаг по основной окружности
. (3.2)
27
Отсюда модуль
. (3.3)
Полученный результат необходимо округлить до стандартного значения по ГОСТ 9563 — 60 (табл. 3.2) и использовать стандартный модуль в последующих расчетах.
|
|
|
Таблица 3.2 |
|
Значения модулей, мм |
|
|
1-й ряд |
2-й ряд |
1-й ряд |
2-й ряд |
1,5 |
1,75 |
5 |
5,5 |
2 |
2,25 |
6 |
7 |
2,5 |
2,75 |
8 |
9 |
3 |
3,5 |
10 |
11 |
4 |
4,5 |
12 |
14 |
Примечание. При назначении модулей 1-й ряд следует предпочитать 2-му.
Диаметры вершин и впадин могут быть определены непосредственно измерением (измеренные параметры обозначим буквой со штрихом).
Чтобы уменьшить влияние случайной ошибки измерения, параметр измеряется 5 раз, а для расчета берется среднее арифметическое:
n |
|
|||
Wn |
|
|||
i 1 |
(3.4) |
|||
5 |
|
|||
|
|
|||
5 |
|
|
||
|
Wn 1 |
|
||
|
i 1 |
(3.5) |
||
5 |
||||
|
||||
При четном числе зубьев замеры диаметров проводят согласно рис. 3.3, а, а при нечетном числе зубьев — рис. 3.3, б следующим образом:
, |
(3.6) |
. |
(3.7) |
Модуль зацепления можно также определить, когда известно |
|
число зубьев колеса z и диаметр его вершин |
: |
|
(3.8) |
28
Рис.3.3 Схемы замеров диаметров вершин и впадин
Кроме этого, модуль зацепления можно определить и по высоте зуба h:
, |
(3.9) |
. |
(3.10) |
Расчет остальных параметров зубчатого колеса производят по формулам:
делительный диаметр
,
где 
- угол наклона линии зуба; для косозубных колес 
=10…15º, для прямозубых колес 
= 0 º;
диаметр вершин зубьев колеса
диаметр впадин
межосевое расстояние
3.4 Порядок выполнения работы
1.Сосчитать число зубьев колеса z.
2.Определить по табл. 3.1 число охватываемых зубьев zn, измерить пять раз длины общей нормали Wnи Wn+1.
3.Вычислить:
—среднее арифметическое значение длин Wnи Wn+1;
—шаг по основной окружности рb;
—модуль зацепления тремя способами (округлить по ГОСТ
9563 — 60);
—диаметр делительной окружности d;
—диаметр вершин da;
—диаметр впадин df ;
—полную высоту зуба h.
29