Конструктивні розміри циліндричних зубчастих коліс

Зубчасті колеса складаються з обода, що несе зуби, маточини, що насаджується на вал, і диска, який з'єднує обід з маточиною. При діаметрах  зубчасті колеса можна виконувати литими зі спицями. Зубчасті циліндричні сталеві колеса малих діаметрів виконують звичайно кованими; при діаметрах до 500 мм – кованими чи штампованими.

Шестірні конструюють у двох виконаннях: окремо від вала (насадна шестірня) і за одне ціле з валом (вал-шестірня).

Вал-шестірню виконують у тому випадку, коли відстань від западини зуба до шпонкового паза виявляється менше

Розміри зубчастих циліндричних коліс показані на рис. 7.

Діаметр маточини сталевих коліс

 

 

Де діаметр вала.

Діаметр маточини чавунних коліс

Довжина маточини

 

 

Товщина ободу

 але не менш 8 мм.

Товщина диска:

колеса ковані

колеса штамповані

колеса литі

де  – ширина вінця.

Діаметр центрового кола

 

де внутрішній діаметр обода.

Діаметр отворів (у шестірнях малих розмірів отворів не роблять).

 

 

Товщина ребер

Фаска

 

Рис. 7. Циліндричне зубчасте колесо при

Практична частина

Розрахувати косозубу циліндричну зубчасту передачу (рис. 8) за наступними даними:

1. Обертальній момент на колесі   Н·м.

2. Швидкість обертання колеса .

3. Передавальне число

4. Час роботи передачі  годин.

 

Рис. 8. Косозуба циліндрична передача

 

Вибір матеріалів для виготовлення зубчастих коліс і розрахунок допустимих напружень

 

Згідно з таблицею 1 вибираємо для виготовлення колеса – сталь 40Х з термообробкою поліпшення і твердістю поверхні НВ 235…262 (   МПа), шестерні – сталь 40Х з термообробкою поліпшення і загартування СВЧ і твердістю поверхні HRC 45…50 (II група матеріалів).

Розрахунок ведемо за допустимими напруженнями.

 

де  і  – для колеса;

 і  – для шестерні.

 

Число циклів зміни напружень за час роботи передачі:

для колеса

для шестерні

Середня твердість матеріалів:

колеса

шестерні

Число циклів зміни напружень за графіком (рис. 5):

колеса

шестерні

Коефіцієнти довговічності:

колеса

 

 

шестерні

тому що  і .

; .

 у всіх сталей.

 

Знаходимо в таблиці 1 формули для визначення  і :

для колеса

для шестірні

;

 (приймаємо, що ).

З урахуванням часу роботи передачі контактні напруження і напруження згину в зубцях:

колеса

  МПа;

  МПа.

шестерні

  МПа.

  МПа.

Граничні значення допустимих напружень

для колеса

для шестерні

Оскільки передача має косий зуб, розрахункові допустимі контактні напруження визначаємо за формулою

Міжосьова відстань

 

Визначаємо міжосьову відстань за формулою 1, в ній  для косозубої передачі;  – коефіцієнт концентрації навантаження; визначаємо за формулою 8

 

 

де Х – коефіцієнт режиму навантаження, для середнього нормального

 – початковий коефіцієнт концентрації навантаження, визначаємо за таблицею 3 в залежності від коефіцієнту , який розраховуємо за формулою 9.

 

 – для симетричного розташування передачі приймаємо 0,4.

 – обертальний момент на колесі.

Заокруглюємо до стандартного значення: