Электронная библиотека

3.1.1. Конструирование зубчатых, червячных колес и червяков

лес и червяков зависит главным образом от проектных размеров, материала, способа получения заготовки и масштаба производства.

Основные конструктивные элементы колеса

Основными конструктивными элементами колеса являются: обод, ступица и диск (рис. 3.2). В табл. 3.1 – 3.4 даны расчеты конструктивных элементов зубчатых и червячных колес при индивидуальном и мелкосерийном производстве. Конструкции колес показаны в. табл. 3.3. – 3.5.

Обод воспринимает нагрузку от зубьев и должен быть достаточно прочным и в то же время податливым, чтобы способствовать равномерному распределению нагрузки по длине зуба. Жесткость обода обеспечивает его толщина (S).

Рис. 3.2. Конструктивные элементы колеса:

Ступица служит для соединения колеса с валом и может быть расположена симметрично или несимметрично относительно обода. Ширина ступицы может быть равна ширине обода (см. табл. 3.3 – 3.5). Это определяется технологическими или конструктивными условиями. Длина ступицы (l_ст) должна быть оптимальной, чтобы обеспечить, с одной стороны, устойчивость колеса на валу в плоскости, перпендикулярной оси вала, а с другой – получение заготовок ковкой и нарезание шпоночных пазов методом протягивания.

Диск соединяет обод и ступицу. Его толщина (С) определяется в зависимости от способа изготовления колеса. Иногда в дисках колес выполняют отверстия, которые используют при транспортировке и обработке колес, а при больших размерах и для уменьшения массы. Диски больших литых колес усиливают ребрами или заменяют спицами.

Острые кромки на торцах ступицы и углах обода притупляют фасками (f), размеры которых принимают по табл. 3.1.

Таблица 3.1 Стандартные размеры фасок

Диаметр ступицы или обода, мм

Зубчатые колеса (см. табл. 3.2, 3.3). В проектируемых приводах колеса получаются относительно небольших диаметров и их изготовляют из круглого проката или поковок. Большие колеса открытых зубчатых передач изготовляют литьем или составными. Ступицу колес цилиндрических редукторов располагают симметрично относительно

обода, а ступица колес открытых цилиндрических зубчатых передач может быть расположена симметрично и несимметрично относительно обода. Ступица колес закрытых и открытых передач конического зацепления выступает со стороны большого конуса.

Червячные колеса (табл. 3.4). По условиям работы изготовляют составными: центр колеса (ступица с диском) – из стали, реже из серого чугуна, а зубчатый венец (обод) – из антифрикционного материала.

При единичном и мелкосерийном производстве зубчатые венцы соединяют с центром колеса посадкой с натягом. При постоянном направлении вращения червячного колеса на наружной поверхности чугунного центра предусматривается буртик, и эта форма центра является традиционной. В современных конструкциях для упрощения процесса изготовления венца и центра буртик не делают, обеспечивая посадку венца на центр с натягом. При небольших скоростях скольжения (v2 м/с) и малых диаметрах колеса его можно изготовить цельнолитым.

Таблица 3.2 Размеры цилиндрических зубчатых колес, мм

Способ получения заготовки

а – круглый прокат,

г – штамповка

д – литье, е – составные

h = 0,1b₂; Sol,2S; t = 0,8h

Продолжение таблицы 3.2

d_ст = 1,55d при соединении шпоночном и с натягом

l_ст ( 1,0…1,2) d – оптимальное значение

Радиусы закруглений и уклон

Примечания: 1. При определении длины ступицы (l_ст) числовой коэффициент перед d принимают ближе к единице при посадке колеса на вал натягом и ближе к верхнему пределу – при переходной посадке.

2. На торцах зубьев выполняют фаски размером f = (0,6…0,7) m с округлением до стандартного значения по табл. 3.1.

3. Угол фаски на прямозубых колесах = 45º; на косозубых колесах при твердости рабочих поверхностей HB < 350 = 45°, а при HB > 350 = 15º.

4. n – число отверстий.

Валы–шестерни и червячные валы. Цилиндрические и конические шестерни при u 3,15 выполняют заодно с валом, при u 2,8 они могут быть насадными, если это конструктивно необходимо. Однако стоимость производства при раздельном исполнении вала и шестерни (червяка) увеличивается вследствие увеличения числа посадочных поверхностей и необходимости применения того или иного соединения. Поэтому шестерни и червяки чаще всего выполняют заодно с валом.

Таблица 3.3 Размеры конических зубчатых колес, мм

Способ получения заготовки

1а – круглый прокат;

d_ст = 1,55d при соединении шпоночном и с натягом

Радиусы закруглений и уклон

Примечания: 1. См. примечание 1 к табл. 3.2. 2. На торцах зубьев выполняют фаски размером f = 0,5 m_te (m_e) c округлением до стандартного значения по табл. 3.1. 3. Фаски снимают параллельно оси отверстия колеса. 4. Колеса конструируются со ступицей, выступающей за торец диска со стороны большого конуса; при этом размер К принимается конструктивно

Установка колес на валах

Сопряжение колес с валом. Для передачи вращающего момента редукторной парой применяют шпоночные соединения и соединения с натягом. В случае шпоночного соединения можно принимать следующие посадки:

для цилиндрических прямозубых колес Н7/р6 (H7/гб);

для цилиндрических косозубых и червячных колес H7/г6

для конических колес H7/s 6 (H 7/t 6).

Посадки с большим натягом (в скобках) – для колес реверсивных передач .

Осевое фиксирование колес. Для обеспечения нормальной работы редуктора зубчатые и червячные колеса должны быть установлены на валах без перекосов. Если ступица колеса имеет достаточно большую длину (отношение l_ст / d O,8), то колесо

будет сидеть на валу без перекосов. В проектируемых редукторах принимается l_ст / d = l,0…l,5). В этом случае достаточно предохранить колесо от осевых перемещений по валу осевым фиксированием:

Читайте так же:

Как называются толстовки как у американских

1-й способ. Упором одного из торцов ступицы колеса в буртик между 3-й и 5-й ступенями вала и установкой на 2-й или 3-й ступени вала распорной втулки между другим торцом ступицы колеса и торцом внутреннего кольца подшипника (см. рис. 2.15).

Размеры распорной втулки (D, L) определяются по месту установки и должны обеспечить надежное осевое фиксирование колеса. При соотношении геометрических параметров L O,5 D распорная деталь называется «кольцо», при – L > O,5D – «втулка».

2-й способ. При отсутствии 5-й ступени установкой двух распорных втулок на 2-й или 3-й ступени вала между обоими торцами ступицы колеса и торцами внутренних колец подшипников или мазеудерживающих колец.

В обоих способах для гарантии контакта деталей по торцам должны быть предусмотрены зазоры С между буртиками 2-й или 3-й ступени вала и торцами втулок.

Таблица 3.4 Размеры червячных колес, мм

H = 0,15 b₂; t = 0,8 h

Стальная d_ст = 1,55 d

Чугунная d_ст = 1,60 d при соединении шпоночном и с натягом

Радиусы закруглений и уклон

Регулирование осевого положения колес (регулирование зацепления)

Таблица 3.5 Ширина колес цилиндрической передачи, мм

Примечание. b₁ и b₂ – ширина шестерни и колеса

Погрешности изготовления деталей по осевым линейным размерам и погрешности сборки приводят к неточному осевому положению колес в зубчатых и червячных передачах. В цилиндрических редукторах для компенсации неточности положения колес ширину одного из них делают больше ширины другого (рис. 3.3, а). Чтобы избежать неравномерной выработки колеса по ширине, более твердое колесо (шестерню) выполняют большей ширины (потому что на увеличение ширины шестерни расходуется меньше металла) и она перекрывает с обеих сторон более мягкое колесо (табл. 3.5).

Точность зацепления конических и червячных пар в проектируемых приводах достигают регулированием посредством осевого перемещения вала с закрепленным на нем колесом. При этом в конической паре регулирование достигается взаимным осевым перемещением валов шестерни и колеса; в червячной паре – осевым перемещением вала червячного колеса до точного совмещения средней плоскости зубчатого венца с осью червяка (рис. 3.3, в). В проектируемых редукторах регулирование конического и червячного зацепления производится после регулирования подшипников двумя способами:

1-й способ. Устанавливается под фланец торцовой крышки или стакана набор металлических прокладок толщиной от 0,1 , до 0,8 мм. Суммарную толщину набора определяют при сборке.

2-й способ. Применяют винты (приложение 30), воздействующие на наружные кольца подшипников непосредственно или через регулировочные шайбы (см. рис. 3.1)

Этот способ применим для торцовых и врезных крышек, и дает возможность производить тонкую регулировку осевого положения колес, вследствие чего его широко применяют в машиностроении.

Рис. 3.3. Регулирование осевого положения колес в передачах

Регулировочные устройства делают на обоих концах вала со стороны крышки с отверстием и глухой крышки, что дает возможность перемещать вал в двух направлениях. Точность положения конических и червячных колес контролируют расположением пятна контакта, а коническое зацепление – еще совпадением вершин конусов (см. рис. 3.3, б, в)..

Срочно?
Закажи у профессионала, через форму заявки
8 (800) 100-77-13 с 7.00 до 22.00

Диаметр ступицы и проставочные (центровочные) кольца – что это такое?

Большинство автолюбителей, при выборе колесных дисков зачастую игнорируют очень важный параметр, а именно – диаметр центрального отверстия диска или диаметр ступицы. Это неприемлемое упущение, хотя бы с точки зрения того, что не представится возможным установить диск на авто. Например, если диаметр воротника оси больше чем диаметр отверстия на диске. И наоборот, если размер оси меньше чем диаметр ступицы на колесе. В этом случае, нежелательную разницу диаметров устраняют при помощи вспомогательных средств. Если деталь свободно вращается на оси, то в отверстие ступицы устанавливают проставочные кольца, либо в редких случаях, подшипники качения.

Размер проставочного кольца определяется двумя диаметрами (внутренним и внешним):

чем больше диаметр ступицы колесного диска (например 73,1)
чем меньше диаметр воротника оси автомобиля, куда следует установить диск (например 57,1)

Таким образом, полный размер проставочного кольца будет включать в себя эти два параметра — 73,1 / 57,1. Иными словами, диапазон, между первым и вторым числом и есть та самая нежелательная разница в диаметрах деталей, т.е. зазор. Решение проблемы данным путем является одним из самых практичных и безопасных.

Почему так бывает? Попытаемся дать Вам объяснение.

К примеру, Вам хочется переобуть своего железного коня к лету, и Вы пребываете в поиске приемлемого варианта. Как вариант, Вы отдаете предпочтение определенному диску, который, априори, не предназначен конкретно для Вашего авто, а может выступить как вариант замены.

Допустим, Вы являетесь владельцем хэтчбэка Mazda 3, 2012 года выпуска, с объемом 1,6i. Заводской параметр воротника оси (куда устанавливается диск) имеет размер 67,1 мм (параметры своего автомобиля можно узнать по следующей ссылке). При выборе колес, Вы обратили внимание на диск 16-го диаметра Disla Formula (silver) 5×114.3 16×7 ET38 D72.6 , с диаметром ступицы 72,6. Таким образом, Вам необходимо заполнить нежелательное пространство (разницу диаметров) проставочным кольцом 72,6/67,1 , где 72,6 – размер диска, а 67,1 диаметр ступицы Вашего авто.

В отношении проставочных колец, среди автолюбителей существует довольно распространенный вопрос: почему кольца пластмассовые а не металлические? И как это влияет на качество подгонки? Напоминаем, что главным и единственным предназначением центровочного кольца является обеспечение точности посадки колеса на ступицу, и при этом в процессе эксплуатации автомобиля нагрузка на центровочное кольцо отсутствует. При этом, материал, из которого сделаны центровочные кольца, при первой установке колеса на ступицу, особенной роли не играет.

Читайте так же:

Как отстирать перманентный маркер от джинсов

Преимущество пластиковых центровочных колец, предлагаемых в продаже, во-первых, отличаются достаточно низкой стоимостью (в сравнении с алюминиевыми), а также обычно выполнены из достаточно твердого пластика. Таким образом, если для Ваших условий (заводской и фактический диаметры цетровочного отверстия) существуют центровочные пластиковые кольца, сделанные в заводских условиях проверенным производителем – для Вас нет никакого смысла искать и переплачивать за кольца из какого-либо другого материала.

Рекомендуем обращать внимание на данный параметр, как и на остальные в равной степени.

Ведь корректная сборка ходовой части автомобиля, это в первую очередь безопасность, не говоря уже о комфорте и прочем. Соблюдение всех параметров, помогает Вам избежать нежелательных вибрации и колебаний, особенно при преодолении барьера скорости, свыше 60-70 км/ч. Теоретически, колеса могут быть установлены только за счет болтов, однако фактически, их роль ограничивается фиксацией (упором) диска на ось.

Болты не предназначены для передачи вибрации на колесо. Это функция лежит на воротнике оси. Отсутствие идеальной подгонки может обернуться различными неприятными последствиями, начиная от банального люфта, и заканчивая полной деформацией колеса.

Последствия установки колес меньшего диаметра. Преимущества и недостатки

Автовладельцы нередко устанавливают на автомобиль колеса меньшего диаметра. Таким образом удается изменить технические характеристики и поведение транспортного средства. Однако далеко не все знают, что подобные вмешательства могут негативно отразится не только на управляемости и удобстве эксплуатации, но и ускорить износ основных элементов подвески и других агрегатов. Именно поэтому с данным вопросом следует разобраться более детально.

Теоретические сведения

Нередко уменьшают номинальный диаметр покрышек владельцы больших джипов, которые таким методом стараются снизить шумность и улучшить визуальные качества транспортного средства. Конечно же, это негативно сказывается на внедорожных качествах автомобиля, поэтому подобная мера подходит исключительно для городских джипов. Переход на меньший размер колес повысит динамику разгона. На этом преимущества заканчиваются, взамен появляются следующие недостатки:

снижается максимальная скорость;
спидометр дает ложные показания;
сокращается клиренс машины.

Огромную опасность представляет уменьшение диаметра колес с точки зрения сокращения полезной площади контакта резины с дорогой. Это приводит к ухудшению устойчивости и увеличению тормозного пути как на сухом, так и на мокром асфальте. Именно поэтому перед установкой колес меньшего диаметра следует убедится, что ширина новых покрышек должна быть больше, чем у штатных.

Повысить стабильность поведения машины можно за счет монтажа колес увеличенного размера в сочетании с низкопрофильной резиной, а добиться максимальной скорости позволяет установка колес меньшего диаметра. Перед установкой следует проанализировать, что колеса свободно входят в арки, не задевают элементы подвески и не мешают их работе. Это целесообразно при монтаже колес повышенного диаметра, благодаря чему возрастет клиренс и увеличится площадь контактного пятна. Недостатком такого решения является появление погрешности в работе спидометра.

Кроме диаметра можно поэкспериментировать с шириной колес. Среди автомобилистов бытует следующее мнение: чем больше ширина покрышек, тем лучше. Это крайне неправильное утверждение. Даже незначительное увеличение ширины потребует использование дисков с повышенным вылетом. Это вызывает рост нагрузки, оказываемой на ступичный подшипник машины. Такой результат объясняется изменением положения точки приложения силы, что приведет к появлению дополнительного рычага. В таких условиях значительно сокращается ресурс ступицы.

В качестве итога можно уточнить, что широкие колеса положительно сказываются на визуальных качествах транспортного средства, но они ускоряют износ шасси. Изменения коснуться и управляемости. На широких покрышках машина будет более стабильной по прямой, но в поворотах появится эффект «заныривания». В зимнее время года использование узкой резины будет более предпочтительным. Колеса будут оказывать повышенное давление на дорогу, благодаря чему снег и вода будут более эффективно удаляться из области контактного пятна. Это положительно скажется на степени сцепления колес с дорожным полотном, что особенно актуально зимой.

При увеличении размера колес целесообразно монтировать диски большого диаметра в сочетании с низкопрофильной резиной. Это положительно скажется на управляемости, машина будет лучше реагировать на движения рулевого колеса. К тому же, низкопрофильная покрышка вместе с литым диском положительно скажется на общей массе колеса. Чем меньше неподрессоренная масса транспортного средства, тем лучше.

Переход на меньший размер колес увеличивает демпфирующую способность. Для этого следует выбрать небольшие диски и поставить на них шины с увеличенным профилем. Такой вариант позволит гасить удары от неровностей дорожного полотна. За счет этих качеств удастся сохранить элементы подвески и кузов автомобиля в хорошем состоянии. В итоге: повышение комфорта и снижение износа ходовой части.

Эксплуатация шин с высоким профилем скрывает некоторые опасности. Например, в повороте покрышка может «подломиться» либо даже соскочить с колесного диска. Если в резком повороте при движении на высокой скорости металлический диск коснется асфальта, то повышается вероятность опрокидывания транспортного средства.

Последствия от перехода на меньший размер колес

При желании перейти на колеса с меньшим размером обязательно необходимо учитывать рекомендации производителя автомобиля. Как правило, такая замена повлечет за собой изменение высоты профиля покрышек. Если не брать в расчет свойства резины, а только основные аспекты перехода на уменьшенный размер, то наблюдаются следующие тенденции:

Снижается реагирование колес на повороты руля.
Повышается комфорт при движении по дорожному полотну с неровностями.
Преодоление препятствий на дороге становится более безопасным, ведь уменьшается вероятность повреждения колесного диска.
Стоимость покрышек уменьшенного диаметра значительно ниже, чем у широких аналогов. Тоже самое относится к обслуживанию и выполнению шиномонтажных работ.
На повышенных передачах увеличивается эластичность.
Наблюдается рост максимальной скорости движения.
Ухудшаются визуальные качества автомобиля, он выглядит не так привлекательно, как на больших дисках с низкопрофильной резиной.
В большинстве случаев снижается потребление топлива, что обеспечивает дополнительную экономию на эксплуатации транспортного средства.
Снижается нагрузка на элементы подвески, что положительно сказывается на ресурсе ходовой части.
Изменяется реакция тормозной системы, из-за чего наступает ранняя блокировка колес.

Читайте так же:

Вощеные джинсы это какие

Исходя из вышеперечисленных факторов, можно прийти к выводу, что при установке колес меньшего размера автолюбитель жертвует управляемостью и внешним видом, но получает комфорт и практичность.

Этот вариант не подходит для тех автомобилей, для которых большое значение имеют внедорожные качества. Установка колес небольшого диаметра уменьшает клиренс. По этой причине повышается вероятность зацепиться дном за бордюр или любое другое препятствие на дороге. Любое расхождение с рекомендациями производителя транспортного средства вызывает сокращение ресурса колеса. Покрышки специально разрабатываются под автомобили определенной массы и технических характеристик. Износ колес уменьшенного размера осуществляется вдвое быстрее, из-за чего потребуется менять резину чаще.

Как выбрать покрышки для автомобиля?

Независимо от размера колесного диска необходимо уметь правильно выбирать автомобильные покрышки. От этого напрямую зависит безопасность, технические характеристики и стоимость эксплуатации транспортного средства. Для оптимальной покупки автомобильной резины следует обратить внимание на следующие факторы:

Индексы максимальной нагрузки и скорости.
Ширина, высота и площадь контактного пятна покрышки.
Узор протектора.
Совместимость дисков машины. Необходимо проанализировать особенности монтажа, покрышка не должна затрагивать элементы автомобиля.
Стиль вождения. Для агрессивной и умеренной эксплуатации транспортного средства требуются покрышки различного типа. В первую очередь у них будет разная конструкция, технические характеристики и назначение.
Особенности дорожного полотна. Для асфальта и грунтовых дорог предназначена резин с отличительным рисунком протектора.
Сезонность. Для холодного времени года используются зимние покрышки, а для теплого – летние.
Тип автомобиля. На городской седан монтируют традиционные шины, а на внедорожник – модели с увеличенным индексом нагрузки и повышенной проходимостью. Также важно учитывать нюансы эксплуатации авто, например, для коммерческого транспорта подходят изделия с повышенным ресурсом.

Ширина профиля покрышки должна быть на 25% больше, чем аналогичный параметр колесного диска. В качестве примера можно взять шину с такими параметрами: 195/65 R15 91 T. В этом случае ширину диска вычисляют следующим образом:

В первую очередь просчитывается ширина профиля в дюймах.
Размер 195 делится на 25,4, что равняется 1 дюйму в миллиметрах.
Простые вычисления показывают, что ширина профиля равна 7,68 дюймов.
От этого числа отнимается 25%, а результат округляется.

Получается, что для заданного типоразмера ширина диска должна составлять ровно 6 дюймов. Максимальным отклонением является 1 дюйм, если диаметр покрышки не более 14 дюймов, для изделия с монтажным диаметром более 15 дюймов отклонение составляет максимум 1,5 дюйма.

Установка колес с уменьшенным размером влечет за собой ряд изменений, которые коснуться не только поведения автомобиля, но и его внешнего вида, ресурса шин и даже безопасности. Специалисты категорически не советуют отходить от рекомендаций производителя транспортного средства. Переход на меньший размер колес положительно скажется на скоростных характеристиках и удобстве при эксплуатации, но требуется провести грамотный расчет, с учетом многочисленных факторов.

Определение геометрических параметров зубчатых колес

Зубчатые колеса диаметром до 150 мм в единичном и мелкосерийном производстве обычно изготовляют из круглого проката; в средне-, крупносерийном и массовом производстве предпочтительнее применять кованые или штампованные заготовки, имеющие более высокие механические характеристики.

Шестерни изготовляют за одно целое с валом (вал-шестерня) (рис. 1, а, б) или делают съемными, если расстояние χ от впадины зуба до шпоночного паза (рис. 2) больше 2,5 mn для цилиндрических шестерен и 1,8 me для конических. В случае цельной конструкции увеличивается жесткость вала и уменьшается общая стоимость вала и шестерни. Разъемная конструкция позволяет выполнить шестерню и вал из разных материалов, а при поломке одной детали вторую оставить без замены. На рис. 1, а показана конструкция вала-шестерни, когда диаметр впадин зубьев df1 превышает диаметр вала dб.п. (диаметр буртика подшипника), что обеспечивает свободный выход инструмента при нарезании зубьев. При df1 < dб.п. (рис. 1, б) выход фрезы lвых определяют прочерчиванием по ее наружному диаметру Dф, который принимают по табл. 1 в зависимости от mn и степени точности передачи.

Цилиндрические зубчатые колеса диаметром до 400… 500 мм (в отдельных случаях до 600 мм) можно выполнять коваными, штампованными, литыми или сварными.

Конструктивные элементы зубчатых колес показаны на рис. 3.

Типовые конструкции зубчатых колес и основные соотношения их элементов даны на рис. 4—8. Кованые заготовки для зубчатых колес применяют при наружном диаметре колеса 4,df < 200 мм или при нешироких колесах (ψba < 0,2) диаметром da до 400 мм. Операция штамповки отличается высокой производительностью и максимально приближает форму заготовки к форме готового колеса. Для облегчения заполнения металлом и освобождения от заготовки штамп, а следовательно, и заготовка должны иметь радиусы закруглений r ≥ 5 мм и штамповочные уклоны γ ≥ 5° (рис. 4). Внутреннюю поверхность обода, наружную поверхность ступицы и поверхности диска штампованных колес обычно не обрабатывают. Конструкция литого колеса дана на рис. 5.
Таблица 1. Значения диаметра фрезы Dф, мм

Читайте так же:

Одежда джинсы кеды футболки

Степень прочности передачи	Номинальный модуль mn, мм
Степень прочности передачи	2…2,25	2,25…2,75	3…3,75	4…4,5	5…5,5	6…7
7 8…10	90 70	100 80	112 90	125 100	140 112	160 125

Рис. 1. Конструкция вала — шестерни Рис. 2. Элемент шестерни при шпоночном соединении Рис. 3. Конструктивные элементы колес: a — цилиндрического; б — конического; в — червячного Рис. 4. Цилиндрические зубчатые колеса при da≤ 500мм: а —штампованное; б— кованое; dст= 1,6dв; lст≥ bпри соблюдении условия lст= (0,8…1,5)dв; δ o= 2,5mn+2 , но не менее 8…10 мм; n = 0,5mn для обода, n для ступицы в зависимости от диаметра dв; Dотв= 0,5(Do+dст); dотв= 15…25 мм; c = (0,2…0,3)b для штампованных и c = (0,2…0,3)b для кованых колес Рис. 5. Литое цилиндрическое зубчатое колесо при da= 400…1000 мм: b ≤ 200 мм dст= 1,6dв — для стального литья; dст= 1,8dв для чугунного литья; lст≥ b при соблюдении условия lст= (0,8…1,5)dв; δ o= 2,5mn+ 2 ≥ 8 мм; n = 0,5mn для обода n для ступицы; c = H/5, но не менее 10 мм; S = H/5, но не менее 10 мм; e = 0,8δ o; H= 0,8dв; H1= 0,8H; R — вписанная дуга окружности Рис. 6. Бандажированное зубчатое колесо при dв свыше 600 мм: dст= 1,6dв — для стального литья; dст= 1,8dв — для чугунного;lст≥ b при соблюдении условия lст= (0,8…1,5)dв; c = 0,15b; δ o= 4mn, но не менее 15 мм; t = δ o; e = 0,8δ o; d1= (0,05…0,1)dв; l1= 3d1;b ≥ 300 мм Рис. 7. Сварное зубчатое колесо: lст= (0,8…1,5)dв≥ b; dст= 1,6dв; δ o= 2,5mn, но не менее 8 мм;s = 0,8c ; Dотв= 0,5 (Do+ dст); dотв= 15…20 мм. Катеты швов: Ka= 0,5dв; Kь= 0,1dв но не менее 4 мм. Ребра приваривают швом Kб Рис. 8. Шевронное зубчатое колесо с канавкой посередине: lст= b + a; c = (0,3…0,35)(b + a); δ o= 4mn+ 2; h = 2,5mn; a — в зависимости от модуля. Остальные размеры см. рис. 4, 5
Размеры ступицы выбирают по рекомендациям, приведенным под рисунками. Длину ступицы lст по возможности принимают равной ширине венца колеса b, что обеспечивает наименьшую ширину редуктора. Отношение длины ступицы к диаметру вала должно быть не меньше 0,5. При отношении меньше 0,8 на валу предусматривают буртик, исключающий торцевое биение колеса, к которому будет прижиматься торец ступицы колеса. Если по условиям расчета (см. расчет шпоночного и шлицевого соединений) lст> b, то ступицу желательно сместить по оси колеса до совпадения одного ее торца с торцом венца (см. рис. 3, а), что дает возможность нарезать зубья сразу на двух колесах. Реже (для одноступенчатых редукторов) колеса изготовляют со ступицей, выступающей в обе стороны относительно венца (рис. 3, в), при этом зубья можно нарезать только на одном колесе. При одинаковой длине ступицы и ширине венца можно одновременно нарезать зубья на нескольких колесах.

С целью экономии материала, при больших диаметрах колес, для соединения ступицы с венцом колеса вместо сплошного диска применяют спицы. Зубчатые колеса большого диаметра (при внешнем диаметре da≥ 600 мм) иногда делают бандажированными (рис. 6): венец — стальной кованый (бандаж), а колесный центр — из стального или чугунного литья. Венец сопрягается с колесным центром посадкой с гарантированным натягом. Для большей надежности в плоскости соединения венца с центром ставят винты; соединения проверяют на смятие по материалу колесного центра: при стальном колесном центре [σ] см≥ 0,3σ т, при чугунном [σ] см≥ 0,4σ в.и, где σ т — предел текучести; σ в.и — предел прочности чугуна на изгиб.

При индивидуальном изготовлении колёса иногда делают сварными (рис. 7). При диаметре da≥ 1500 мм для удобства сборки зубчатые колеса делают разъемными — из двух половин.

На торцах зубьев и обода выполняют фаски n = 0,5mn, размер которых округляют до стандартного значения 1; 1,2; 1,6; 2; 2,5; 3; 4; 5.

Острые кромки на торцах ступицы притупляют фасками n x 45, размер которых принимают в зависимости от диаметра вала d:

d, мм n, мм	20…30 1	30…40 1,2	40…50 1,6	50…80 2
Продолжение
d, мм n, мм	80…120 2,5	120…150 3	150…250 4	250…500 5

Шевронные зубчатые колеса (рис. отличаются от других цилиндрических колес большей шириной. Наиболее часто шевронные колеса изготовляют с канавкой посередине, предназначенной для выхода червячной фрезы, нарезающей зубья. При известных размерах фрезы ширину канавки a определяют прочерчиванием. Приближенно размер а можно определить в зависимости от модуля m:

m, мм a, мм

1,5 27

2 32

2,5 37

3 42

3,5 47

4 53

5 60

6 67

7 75

8 85

10 100

Остальные конструктивные элементы шевронных колес принимают по соотношениям, указанным под рис. 8.

Читайте так же:

Одежда для ноги 5 букв сканворд

Конические зубчатые колеса изготовляют коваными, штампованными, литыми или из круглого проката (рис. 9—11).

Конические колеса с внешним диаметром вершин зубьев dae< 120 мм конструируют, как показано на рис. 9. В том случае, когда угол делительного конуса σ < 30 °, колесо выполняют по рис. 9, а, при σ < 45 ° — по рис. 9, б. Если 30° ≤ σ ≤ 45° , можно использовать обе формы. Штампованные колеса (рис. 10, а) применяют в серийном производстве. При внешнем диаметре вершин dae≥ 300 мм используют также литые конические колеса с ребрами жесткости.

Ступицу в зубчатых конических колесах необходимо располагать так, чтобы при закреплении колеса на оправке для нарезания зубьев обеспечивался зазор а> 0,5 mte для свободного выхода инструмента, где т,е внешний окружной модуль (рис. 11).
Рис. 9. Конические зубчатые колеса при dae< 120 мм: a — при δ < 30° ; б— при 5 >45°; диаметр ступицы dст= 1,6dв; lст= (0,9…1,2)dв; δ o= 2,5mn+ 2, но не менее 10 мм; n = 0,5mn Рис. 10. Конические зубчатые колеса при dae до 500 мм: а — штампованное; б — кованое dст= 1,6dв; lст= (0,9…1,2)dв., но не менее 10 мм; c = (0,1…0,17)Re; n = 0,5mn; размеры Dотв и dотв определяют конструктивно Рис. 11. Крепление конического колеса при нарезании зубьев Рис. 12. Зубчатое колесо из пластмассы со стальной втулкой (ступицей), установленной при формовании колес Рис. 13.13. Зубчатое колесо (шестерня) из пластмассы со стальной сборной ступицей
В дисках цилиндрических и конических зубчатых колес предусматривают отверстия диаметром dотв, используемые для закрепления при обработке на станках и при транспортировке. При больших размерах отверстий они служат для уменьшения массы колес, а в литых колесах также для выхода литейных газов при отливке.

Электронная библиотека

Технология машиностроения / Детали машин и основы конструирования / 3.1.1. Конструирование зубчатых, червячных колес и червяков

Основные параметры зубчатых, червячных колес и червяков (диаметр, ширина, модуль, число зубьев и пр.) определены при проектировании передач. Конструкция ко

Основные конструктивные элементы колеса

Рис. 3.2. Конструктивные элементы колеса:

Ступица служит для соединения колеса с валом и может быть расположена симметрично или несимметрично относительно обода. Ширина ступицы может быть равна ширине обода (см. табл. 3.3 – 3.5). Это определяется технологическими или конструктивными условиями. Длина ступицы (lст) должна быть оптимальной, чтобы обеспечить, с одной стороны, устойчивость колеса на валу в плоскости, перпендикулярной оси вала, а с другой – получение заготовок ковкой и нарезание шпоночных пазов методом протягивания.

Острые кромки на торцах ступицы и углах обода притупляют фасками (f), размеры которых принимают по табл. 3.1.

Таблица 3.1 Стандартные размеры фасок

Диаметр ступицы или обода, мм	f, мм	Диаметр ступицы или обода, мм	f, мм
Св. 20 до 30	1,0	Св. 80 до 120	2,5
Св. 30 до 40	1,2	Св. 120 до 150	3,0
Св. 40 до 50	1,6	Св. 150 до 250	4,0
Св. 50 до 80	2,0	Св. 250 до 500	5,0

обода, а ступица колес открытых цилиндрических зубчатых передач может быть расположена симметрично и несимметрично

относительно обода. Ступицаколес закрытых и открытых передач конического зацепления
выступает со стороны большого конуса.
Червячные колеса (табл. 3.4). По условиям работы изготовляют составными: центр колеса (ступица с диском) – из стали, реже из серого чугуна, а зубчатый венец (обод) – из антифрикционного материала.

и эта форма центра является традиционной. В современных конструкциях для упрощения процесса изготовления венца и центра буртик не делают, обеспечивая посадку венца на центр с натягом. При небольших скоростях скольжения (v2 м/с) и малых диаметрах колеса его можно изготовить цельнолитым.

голоса

Рейтинг статьи