Основные геометрические параметры

Цилиндрического зацепления

Техническая характеристика	Обозначение	Величина
передаточное отношение передачи модуль, мм число зубьев шестерни рабочая ширина зубчатого венца, мм коэффициент торцевого перекрытия коэффициент осевого перекрытия коэффициент смещения: – шестерни; – колеса	u m z 1 bw εα εβ x 1 x 2

15. Измерить и указать на эскизе редуктора габаритные, присоединительные и установочные размеры.

 

 

Вывод к лабораторной работе.

 

Контрольные вопросы

 

1. Что такое начальное межосевое расстояние?

2. Что такое модуль зацепления?

3. Как определяется передаточное число и передаточное отношение зубчатой передачи?

4. В каких случаях выполняют передачу со смещением?

5. Рекомендуемый диапазон угла наклона зубьев для косозубого зацепления;

6. Отметить преимущества косозубого зацепления перед прямозубым.

 

Лабораторная работа № 3

 

Зубчатый конический редуктор

 

Цель работы: изучение конструкции типового зубчатого конического редуктора, знакомство с компоновкой узлов и назначением отдельных деталей, приобретение навыков по разборке, сборке и регулировке.

 

Задание: 1) определить основные кинематические и геометрические параметры конического зацепления;

2) вычертить коническое зацепление и проставить на чертеже значения вычисленных геометрических параметров;

3) измерить и указать на эскизе редуктора габаритные, присоединительные и установочные размеры.

 

Теоретическое введение

Коническими называются передачи, у которых ведущее и ведомое зубчатые колёса вращаются на пересекающихся осях под некоторым углом Σ. Наиболее распространены передачи с углом Σ = 90º. Каждое колесо имеет форму усечённого конуса, что отображено на рис. 3.1.

 

 

 

Рис. 3.1. Коническая зубчатая передача

 

Кинематической характеристикой конической зубчатой передачи, как и других видов передач, является передаточное отношение i = n ₁/ n ₂. Передаточное число определяется как u = z₂ / z₁, где z₂ и z₁ – числа зубьев колеса и шестерни соответственно (z₁min > 17 cos δ₁), которые согласовываются со стандартным рядом по ГОСТ 2185-66.

Конические зубчатые колеса сложнее цилиндрических в изготовлении и монтаже. Для нарезания конических зубчатых колес требуются специальные станки и инструмент. Зубья конических колёс нарезают так же, как и цилиндрических – методом обкатки на специальных станках инструментом с прямобочным профилем (рис. 3.2). Профили зубьев очерчиваются по эвольвенте.

 

 

 

 

Рис. 3.2. Изготовление конических зубчатых колес

 

Геометрические параметры конического колеса монотонно уменьшаются по мере приближения к вершине конуса, поэтому различают внешние, средние и внутренние параметры зацепления. На рис. 3.3 изображен разрез конической шестерни. Параметрам внешних дополнительных конусов присваивают индекс е, внутренних – индекс i, средних – индекс m.

Для обозначения параметров по конусу вершин используют индекс а, по конусу впадин – f, по делительному конусу индекс отсутствует. В обозначении диаметра необходимо включать три индекса, указывающие на дополнительный конус (e, i, m), основной (а, f) и на ведущее (1) или ведомое (2) колесо. Например, d_fe1 – диаметр впадин шестерни по внешнему дополнительному конусу. Все поперечные сечения зуба геометрически подобны. Высота зуба и модуль тоже монотонно уменьшаются по мере приближения к вершине корпуса. Различают модули внешний m_е, средний m_m, внутренний m_i, а в произвольном заданном сечении m_x. Такими же индексами обозначают высоту зуба h в различных торцевых сечениях колеса.

 

 

 

Рис. 3.3. Коническая шестерня

 

 

На практике за расчетное сечение принято среднее сечение зуба, которому соответствует модуль – m_m. Со стандартным рядом согласовывается внешний модуль m_е по ГОСТ 9653 – 60.

На рис. 3.4 представлено зацепление пары конических зубчатых колёс и геометрические параметры передачи.

 

 

 

Рис. 3.4. Коническое зубчатое зацепление

 

Основные зависимости для определения геометрических параметров конических прямозубых передач при δ₁ + δ₂ = 90° в соответствии с ГОСТ 19624-74:

– угол делительного конуса колеса δ₂ = arctg u;

– внешний делительный диаметр d_e = m_e z;

– внешнее конусное расстояние R_e = 0,5 m_e ;

– среднее конусное расстояние R = R_е – 0,5 b;

– средний окружной модуль m = m_e R / R_e;

– средний делительный диаметр d = m z;

– внешняя высота зуба h_e = 2,2 m_e;

– внешняя высота головки зуба h_ае = m_e;

– внешняя высота ножки зуба h_fe = 1,2 m_e;

– внешний диаметр вершин зубьев d_ae = d_e + 2 h_ae cos δ.

Для нормальной работы передачи вершины конусов конических зубчатых колёс должны совпадать с точкой пересечения их осей. Если при монтаже это условие нарушено и колёса оказались смещёнными в осевом направлении, в любом из торцевых сечений основные шаги становятся неровными и в зацеплении возникают дополнительные нагрузки. Осевые смещения изменяют также характер продольного контакта: теоретический линейный контакт фактически превращается в точечный и точка контакта лежит во внешнем или внутреннем торцевых сечениях в зависимости от направления осевых смещений, вследствие этого возникает концентрация нагрузки на краях зубьев.

 

Оборудование

 

На рис. 3.5 представлен редуктор с конической прямозубой передачей, выполненной без смещения (х ₁ = х ₂ = 0), и соответствующая кинематическая схема. Пересечение осей валов затрудняет размещение опор. Шестерню располагают консольно, а колесо несимметрично, что увеличивает неравномерность распределения нагрузки по длине зуба. Поэтому нагрузочная способность конической передачи на 25 % ниже цилиндрической.

 

Рис. 3.5. Конический редуктор

 

В лабораторной работе используется стандартный одноступенчатый конический зубчатый редуктор, эскиз которого представлен на рис. 3.6.

 

Рис. 3.6. Одноступенчатый конический зубчатый редуктор

Корпус редуктора состоит из литых чугунных основания 1 и крышек 2, которые между собой соединены винтами 3 с использованием пружинной шайбы 4. Для центрирования резьбовых отверстий корпуса применяют штифты 5.

Быстроходный вал-шестерня 6 входит в зацепление с зубчатым колесом 7, напрессованным на тихоходный вал 8. Оба вала редуктора имеют опоры – роликовые радиально-упорные подшипники 9 и 10. Подшипники на быстроходном валу установлены в стакане 11. Подшипниковые узлы закрыты накладными крышками 2 и 12.

В верхней части основания 1 имеется смотровой люк 13 для заливки масла и отдушина 14. Отдушина имеет сквозные отверстия для выравнивания давления в работающем редукторе с атмосферным. В редукторах данного типа назначают картерную систему смазки, которая предусматривает наличие масляной ванны в основании 1. Для контроля уровня масла установлена пробка 15. Отработанное масло сливается через сливное отверстие 16. Регулировка конического зацепления осуществляется набором регулировочных прокладок (металлических дисков) 17 и 18, которые устанавливаются под соответствующими крышками 2 и 12.

Для крепления редуктора, например, к раме привода в крышках 2 предусмотрены фундаментные лапы с отверстиями.

Порядок выполнения работы

1. Выполнить неполную разборку заданного редуктора, ознакомиться с его устройством.

2. Вычертить кинематическую схему редуктора.

3. Подсчитать числа зубьев шестерни z ₁и колеса z ₂и определить передаточное число редуктора:

.

Передаточное число конического зубчатого редуктора u можно получить путем округления значения в ближайшую сторону до ближайшего стандартного с погрешностью не более 2,5 % при 4,5 по ГОСТ 2185-66.

4. Измерить по колесу внешний окружной шаг p_е и определить внешний окружной модуль

= p_е /π.

Полученное значение модуля округлить в ближайшую сторону до стандартного по ГОСТ 9653-60.

5. Определить углы делительных конусов колеса и шестерни:

δ₂ = arctg u; δ₁ = 90º – δ₂.

6. Измерить ширину зубчатого венца колеса b и определить следующие конусные расстояния:

– внешнее конусное расстояние ;

– среднее конусное расстояние R_m = R_e – 0,5 b.

7. Вычислить средний окружной модуль, значение которого со стандартным рядом не согласовывают:

.

8. Вычислить следующие характеристики зуба:

– внешняя высота зуба h_e = 2,2 m_e;

– внешняя высота головки зуба h_аe = m_e;

– внешняя высота ножки зуба h_fe = 1,2 m_e.

9. Определить диаметры зубчатых колес:

– внешние делительные диаметры шестерни d_{e 1} и колеса d_{e 2}:

d_e = m_e z;

– средние делительные диаметры шестерни d_{m 1} и колеса d_{m 2}:

d_m = m_m z;

– внешние диаметры вершин зубьев шестерни d_{ae 1} и колеса d_{ae 2}:

d_ae = d_e + 2 h_ae cosδ.

10. Результаты расчетов оформить в виде следующей таблицы:

 

Таблица 3.1