7. Зубчасті колеса

   1. Задано передачу, яка використовується в транспортерах і вантажопіднімальних механізмах, з циліндричними косозубими колесами (кут нахилу зубців = 5); число зубців ведучого колеса z₁ = 24; число зубців веденого колеса z₂ = 80; модуль m = 6 мм; частота обертання n = 25 с ^-1.

У косозубих колесах зубці розміщені під постійним кутом β до твірної ділильної поверхні, тому пара спряжених зубців вступає в роботу не відразу по всій довжині зубців, а поступово у повздовжньому напрямку. Ці особливості косозубих коліс забезпечують більш плавну і безшумну роботу передач з меншими динамічними навантаженнями при великих навантаженнях.

Оскільки дана передача використовується в транспортерах і вантажопіднімальних механізмах, і не вимагає особливої точності виготовлення і експлуатації, тоді згідно [4], с.330, табл.5.12., с.331, табл.5.13. обираємо 8-му ступінь по плавності ходу. Також, передача повинна працювати безшумно і без вібрацій, що може досягатись при незначних похибках форми та взаємного розташування зубців, тож вибираємо 8-му ступінь точності по повноті контакту. Кінематичну точність, тобто максимальну похибку кута повороту при зачепленні досліджуваного колеса з еталонним, беремо 9-ої ступені точності.

2. Вибір контрольованих параметрів і їх комплексів, а також метод контролю повинен забезпечувати високу якість зубчастих коліс при мінімальних витратах часу на контроль. Безпосередній контроль зубчастих коліс і, головне, передач за окремими елементами і показниками збільшує кількість контрольних операцій, потребує перевірки всіх виготовлюваних зубчатих коліс. Тому для перевірки краще використовувати комплексні, а не елементні показники ([4], с.313-314, 326), оскільки комплексні показники дають сумарну похибку зубчастого колеса або передачі, а елементні показники характеризують похибки окремих параметрів, які взаємодіючи між собою, можуть компенсуватись або підсилюватися. Для контролю плавності роботи зубчастого колеса за рекомендаціями [4], с.313, с.314 табл.5.4. найбільш раціонально вибрати комплексний показник f_i. Допуск f_i – це найбільша місцева кінематична похибка зубчастого колеса, тобто найбільша різниця між місцевими сусідніми граничними значеннями кінематичної точності зубчатого колеса за один оберт.

3. За ГОСТ 16532-70 виконуємо розрахунок основних геометричних параметрів зубчатої передачі, оскільки надалі при виборі допусків на ті чи інші контрольовані параметри робочого креслення зубчастого колеса будуть необхідні.

   1. Коловий крок:

ділильний діаметр:

діаметр вершин зубців:

діаметр западин зубців:

висота зуба:

висота головки зуба:

висота ніжки зуба:

радіальний зазор:

колова товщина зуба:

міжосьова відстань:

ширина зубчатого вінця:

Із ряду стандартних значень (0,2; 0,25; 0,3; 0,36; 0,4; 0,5; 0,56; 0,6; 0,63) приймаємо = 0,5. Отже, ширина вінця: b = 0,5 313,19 156,596. Приймаємо b = 160 мм.

4. За ГОСТ 1643-81 (СТ СЭВ 641-77) вибираємо допуски на контрольовані параметри.

   1. Допуск на радіальне биття зубчастого вінця Fr, ([4], с.318, табл.5.7.): Fr₁ = 100 мкм; Fr₂ = 112 мкм.

F_p і F_pk не вибираємо, бо в даній передачі не занадто високі вимоги до кінематичної точності.

Допуск на місцеву кінематичну похибку передачі приймаємо за [4], с.322 табл.5.9., прим. 3. : f_io =1,25; f_i – вибираємо за [4], с.321 табл.5.9.: f_io1 = 1,25 50 = 62,5 мкм, обираємо f_io1 = 63 мкм; f_io2 = 1,25 56 = 70 мкм, обираємо f_io2 = 71 мкм.

Похибка кроку f_pt (кінематична похибка колеса при його обертанні на один номінальний крок). На цей параметр встановлений допуск- граничне відхилення f_pt і визначається за [4], с.321 табл.5.9.: f_pt1 = 28 мкм; f_pt2 = 28 мкм.

Похибка профілю зуба f_f, для якої встановлений допуск визначається за [4], с.321 табл.5.9.: f_f1 = 22 мкм; f_f2 = 28 мкм.

Показники контакту зубців встановлюємо за [4], с.323-324 табл.5.10.: сумарна пляма контакту – по висоті зуба не менше 40%; по довжині зуба не менше 50%; допуск на непаралельність f_x осей – 32 мкм; допуск на перекіс f_y осей – 16 мкм; допуск на напрямок зуба F_β – 32 мкм.

2. За [4], с.335, табл.5.15. назначаємо вид спряження зубців і клас відхилення міжосьової відстані: вид спряження – C; вид допуску бокового зазору – c; клас відхилення міжосьової відстані – ІV. Показник бокового гарантованого зазору вибираємо за [4], с.335 табл.5.16; для передачі з нерегульованим розташуванням осей. Відхилення міжосьової відстані f_a, та величину гарантованого бокового зазору j_imin, які вибираємо за [4], с.336 табл.5.17.: j_nmin = 130 мкм; f_a = мкм.

Найменше додаткове зміщення вихідного контуру за [4], с.338, табл.5.18.: - E_Hs , + E_Hi , для шестерні: 120 мкм; для колеса: 200 мкм.

Допуск на зміщення вихідного контуру T_H ([4], с.339, табл.5.19): T_H1=200 мкм; T_H2=250 мкм.

Найменше відхилення середньої довжини загальної нормалі ([4], с.342-343 табл.5.20):E_Wm1 = – (80 + 22) = – 102 мкм; E_Wm2 = – (140 + 25) = – 165 мкм.

Допуски на середню довжину загальної нормалі T_Wm та на довжину загальної нормалі T_W вибираємо за [4], с.345 табл.5.21:T_Wm1 = 110 мкм; T_Wm2 = 120 мкм;

T_W1 = 140 мкм; T_W2 = 180 мкм.

Найменше відхилення товщини зуба E_cS вибираємо за [4], с.346, табл.5.22: E_cS1 = 90 мкм; E_cS2 = 140 мкм.

Допуск на товщину зуба T_C вибираємо за [4], с.347, табл.5.23: T_C1 = 160 мкм; T_C2 = 180 мкм.

3. Вибір контрольного приладу залежить від основного комплексного показника норм точності, типу виробництва, розмірів зубчастих коліс, методу зубообробки. При виборі методу контролю краще приймати такий, який у найбільшій мірі наближається до умов експлуатації передачі.

Відхилення зовнішнього діаметру вибираємо в залежності від того, чи використовується він як база для перевірки зубчастого колеса при зубонарізанні або для контролю розмірів зуба. Визначаємо допуск на радіальне биття зовнішнього циліндру заготовки під нарізання зубців ([4], с.354 табл.5.26): F_da1 = 0,6Fr₁ = 0,6100 = 60мкм; F_da2 = 0,6Fr₁ = 0,6112 = = 67,2 мкм.

Допуск на торцеве биття базового торця визначаємо за [4], с.355, табл.5.27:

За [4], с.360-362, табл.5.30 розраховуємо значення довжини загальної нормалі W. Кутовий коефіцієнт k_β = 1,0110.

Умовне число зубців z_y1 = k_β z₁ = 1,0110 24 = 24,264; довжина загальної нормалі для цілого числа зубців 24: = 7,71645 при z_n = 3; значення довжини загальної нормалі, що припадає на дробові частини умовного числа зубців z_y1, = 0,0036 при z_y1 = 0,26; = 0,000056 при z_y1 = 0,004.

Тоді W₁==7,71645+0,0036+0,00056=7,72017,720 мкм;

W = W₁z_n = 7,720 3 = 23,160 мм.

Отже, контрольована нормаль повинна мати такі параметри: W = .

Умовне число зубців z_y2 = k_β z₂ = 1,0110 80 = 80,88; довжина загальної нормалі для цілого числа зубців 80: = 23,26139 при z_n = 8; значення довжини загальної нормалі, що припадає на дробові частини умовного числа зубців z_y1, = 0,88 при z_y2 = 0,00123.

Тоді W₂ =23,26139 + 0,00123 = 23,26262 23,263 мкм; W = W₂z_n = 23,263 8 = 186,104 мм. Отже, контрольована нормаль повинна мати такі параметри: W = .

Умовне позначення точності зубчастого колеса 9-8-8-С, яке означає, що для передачі з косозубими колесами прийняті ступені точності: по нормам кінематичної точності – 9-та, по нормам плавності роботи – 8-ма, по повноті контакту – 8-ма, вид спряження – С, допуск на боковий зазор – с, клас відхилення міжцентрової віддалі відповідає виду спряження, тобто IV.