Раздел 4. Расчет и конструирование деталей машин общего назначения и деталей отрасли

Глава 21. ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Геометрический расчет эвольвентных прямозубых передач

Рассмотрим сечение цилиндрического зубчатого колеса с внеш­ними зубьями плоскостью, перпендикулярной к оси колеса (главное, или торцовое сечение). Выделяют окружность вершин зубьев ( ) и окружность впадин ( ), между которыми заключен зуб колеса. Высота зуба

Эвольвентный профиль и окружность впадин соединяются переходной кривой. Общая точка L эвольвенты и переходной кривой называется граничной точкой профиля.

Расстояние между одноименными профилями двух соседних зубь­ев, измеренное по дуге окружности, называется окружным шагом зубьев. Для окружности произвольного радиуса

где P_y – окружной шаг;

 S_y – окружная толщина зуба;

 e_y – окружная ширина впадины.

Длину окружности можно выразить через шаг P_y и число зубь­ев Z:

откуда

где –окружной модуль.

Модуль и шаг зависят от окружности, к которой они относятся.

На колесе выделяется расчетная окружность, на которой шаг и модуль зубьев равны шагу и модулю зуборезного инструмента. Эта окружность называется делительной (r, d), а модуль зубьев на делительной окружности называется расчетным модулем зубчатого колеса:

                                              (21.1)

где P – шаг по делительной окружности (делительный шаг). Значе­ния m регламентированы СТ СЭВ 310-76, ГОСТ 9563-80.

1 ряд– 0,8; 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5 и т.д.

2 ряд– 0,9; 1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75 и т.д.

Диаметр делительной окружности

                                                                                                        (21.2)

Центральный угол  называется угловым шагом зубьев.

                                        (21.3)

В основе зуборезного инструмента, используемого для нареза­ния эвольвентных цилиндрических колес по методу обкатки, лежит исходный производящий контур, под которым понимается контур зубьев зуборезной рейки в сечении плоскостью, перпендикулярной к направлению ее зубьев. Параметры этого контура стандартизованы (СТ СЭВ 308-76 для ), ГОСТ 13755-81 (рис. 21.2).

Высота зуба исходного производящего контура

                                          (21.4)

где – коэффициент высоты головки зуба;

– коэффициент радиального зазора.

 Угол α = 20° называется углом главного профиля.

Прямая, по которой толщина зуба равна ширине впадины, назы­вается делительной. Зубчатые колеса бывают: 1) без смещения ис­ходного контура (не корригированные); 2) со смещением.

Если делительная прямая исходного производящего контура касается делительной окружности нарезаемого колеса, то нарезается колесо без смещения, в противном случае нарезается колесо со смещением (рис. 21.3).

В зависимости от коэффициентов смещения зацепляющихся колес различают следующие типы передач: 1)передача без сме­щения (X₁ = X₂ = 0); 2)равносмещенная передача (X₁ = -X₂ ≠ 0, Х_∑ = X₁ + X₂ =0); 3) положительная передача (X_∑ > 0); 4) отрицательная передача (X_∑ < 0). В передачах без смещения и равносмещенных[1]  (угол зацепления равен углу главного профиля),  (делительные окружности одновременно являются и началь­ными), высота зуба h = 2,25m. В передачах без смещения

                               (21.5)

                                                  (21.6)

Межосевые расстояния для стандартных редукторов стандартны:

= 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 180; 200; 225; 250; 280; 315 и т.д.

При нарезании зубьев без смещения можно изготовить колесо лишь с Z_1min≥17 (если X_∑ >0, то Z_1min = 12).

При окружных скоростях колес

, Z₁ и Z₂ принимают кратными друг другу;

, Z₁ и Z₂ принимают взаимно простые числа зубьев.

Расчет геометрических параметров цилиндрических зубчатых передач выполняется по ГОСТ 16530-83.