Исследование цилиндрических прямозубых передач.

Цель работы

Научиться расшифровывать прямозубые цилиндрические передачи с эвольвентным зацеплением и определять нагрузочную способность передачи.

С расшифровкой зубчатых передач приходится обычно сталкиваться при производстве ремонтных работ, связанных с исправлением изношенных зубчатых колес или заменой их новыми. Определение нагрузочной способности передач необходимо при установке новых передач взамен изношенных.

Расшифровка сводится к установлению вида передачи и определению ее основных параметров: модуля зацепления m, угла  профиля исходного контура, коэффициента высоты головки зуба h_a^, угла _w зацепления передачи и коэффициентов смещения ₁ и ₂ зуборезного инструмента, принятых при изготовлении зубчатых колес.

В технике встречаются следующие основные виды передач:

• передачи, выполненные без смещения зуборезного инструмента;

• передачи, выполненные с равным смещением - равносмещенные;

• передачи, выполненные с различным смещением - неравносмещенные.

К передачам, выполненным без смещения относятся такие передачи, у которых колеса изготовлены методом обкатки без сдвига зуборезного инструмента, т.е., когда коэффициенты смещения ₁ и ₂ равны нулю. В этом случае элементы зубьев по высоте и угол _w зацепления передачи получаются стандартными (h_a^ = m и  = _w = 20 ).

У равносмещенных передач межосевое расстояние a_w, угол _w зацепления и высота зубьев сохраняются такими же, как у передач выполненных без смещения. Изменяются у них, по сравнению с передачами без смещения, высота головки, ножки и толщина зубьев, измеренная по делительной окружности.

У неравносмещенных передач изменению подвергаются, по сравнению с передачами без смещения, межосевое расстояние, угол зацепления передачи, высота зубьев и их толщина, измеренная по делительной окружности.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Иванов М.Н. Детали машин.: Высшая школа, 1984, изд, 4-е перераб. Изучить гл.8, стр. 94...123.

Определение параметров исходного контура и системы зацепления.

Зубчатые колеса с эвольвентным профилем нарезаются инструментом со стандартным исходным контуром. Основными параметрами такого контура являются:

• модуль зацепления m

• угол профиля  = 20

• коэффициент высоты головки зуба h_a^ = 1

• коэффициент радиального зазора C_o = 0,25

Параметры исходного контура зуборезной рейки и системы зацепления, применяемые в различных странах, приведены в таблице 1.

Геометрические размеры зубчатых колес зависят от параметров исходного контура. Достаточно точно такие параметры, как модуль зацепления m и угол профиля  можно определить по формуле:

(1)

Шаг Р_В по основной окружности находят путем предварительного обмера каждого из колес передачи. С этой целью штангенциркулем измеряют по нормали сначала расстояние С_n , включающее n зубьев, а затем расстояние С_n+1, включающее n+1 зубьев (см. рисунок 1.). Числа зубьев n, которые рекомендуется брать при обмере в зависимости от числа зубьев z на обмеряемом колесе, приведены в табл. 2.

Таблица 1. Параметры исходного контура зуборезной рейки и системы зацепления

Страна	Параметры			Система зацепления
		ha	Co
Украина и СНГ	15 20 20	1 1 0,8	0,2 0,25 0,25	модульная
USA	14,5 20 20	1 1 0,8	0,157 0,2	дюйм/шаг
Англия	14,5 20	1 1		дюйм/шаг
Франция	20 20	1 0,75	0,2	модульная

Таблица 2. Рекомендуемое число зубьев n при определении шага Р_В

n	Угол профиля , град
	20	15
	Число зубьев Z	Число зубьев Z
2 3 4 5 6 7 8 9 10 17	12 – 18 19 – 27 28 – 36 37 – 45 46 – 54 55 – 63 64 – 72 73 – 81 82 – 90 147 - 156	12 – 25 26 – 37 38 – 50 51 – 62 63 – 75 76 – 87 88 – 100 - - -

Рис. 1.Схема замера межосевого расстояния

После обмера, шаг Р_В находят из равенства:

Для большей точности C_n и C_n+1 измеряют в трех различных зонах колеса, а затем находят среднее значение этих величин. После этого, по найденному Р_в в таблице 3 определяют, какому модулю и углу профиля соответствует этот шаг.

Определение Р_В лучше производить с помощью шагомера с точностью до 110^-3 мм.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДА ПЕРЕДАЧИ

Определив параметры исходного контура, необходимо далее установить, к какому виду относится данная передача.

Одним из признаков передачи, выполненной либо без смещения зуборезного инструмента, либо равносмещенной, является удовлетворение равенства:

(2)

где α_w – расчетное межосевое расстояние, мм;

m - модуль зацепления, мм;

Z₁, Z₂ - числа зубьев шестерни и колеса соответственно.

Фактическое расстояние между центрами колес заданной передачи находят путем обмера (рис.2.):

Рис. 2. Схема замера фактического межосевого расстояния

где L, l- расстояния между валами или расточками под подшипник (Рис.2.).

Таблица 3. Величина основного шага Р_В при различных модулях и профильных углах  ззуборезного инструмента.

 \ m	1,25	1, 27р	1, 41р	1,5	1,59р	1,75		1, 81р	2,0
14°30'	3,802	3,863	4,289	4,562	4,806	5,323		5,505	6, 083
15°00'	3,793	3,854	4,279	4,552	4,852	5,31		5,492	6, 069
20°00'	3,69	3,749	4,163	4,428	4,694	5,166		5,343	5,904
 \ m	2, 12р	2,25	2,31р	2,5	2,54р	2,75		2, 82р	3,0
14°30'	6,448	6,843	7,026	7,604	7,725	8,364		8,577	9,126
15°00'	6,433	6,828	7,01	7,586	7,708	8,345		8,557	9,104
20°00'	6,258	6,642	6,819	7,38	7,498	8,118		6,326	8,856
 \ m	3,17р	3,25	3,5	3, 63р	3,76	4,0		4,23р	4,5
14°00'	9,642	9,885	10,645	11,041	11,406	12,166		12,866	13,687
15°00'	9,619	9,862	10,621	11,015	11,379	12,138		12,836	13,055
20°00'	9,358	9,594	10,2	10,716	11,07	11,809		12,487	13,285
 \ m	5,0	5, 08р	5,5	6,0	6,35р	6,5		7,0	7, 25
14°00'	15,208	15,461	16,728	18,249	19,314	19,77		22,908	22,082
15°00'	15,173	15,415	16,69	18,207	19,269	19,724		21,242	22,031
20°00'	14,176	14,997	16,237	17,713	18,746	19,186		20,665	20,432
 \ m	8,0	8, 47р	9,0	9, 23	10,0
14°00'	27,332	25,762	27,374	28,073	30,415
15°00'	24,276	25,702	27,311	28,009	30,345
20°00'	23,617	25,004	26,569	27,248	29,521

Равенство значений a_{w ,} полученных путем обмера и рассчитанного по формуле (2), свидетельствует о том, что передача может быть :

1) либо выполненной без смещения зуборезного инструмента;

2) либо равносмещенной.

В случае неравенства указанных значений a_w передача является неравносмещенной.