Геометрия конического прямозубого зацепления

Основные параметры ортогональных конических зубчатых передач (рисунок 11) для редукторов и мультипликаторов определены в межгосударственном стандарте ГОСТ 12289-76 «Передачи зубчатые конические. Основные параметры» [2]. Данный стандарт регламентирует:

- номинальные значения внешнего делительного диаметра колеса d_e2 мм:

50; (56); 63; (71); 80; (90); 100; (112); 125; (140); 160; (180); 200; (225); 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400; 1600;

- номинальные передаточные числа конической передачи u:

1,00; (1,12); 1,25; (1,40); 1,60; (1,80); 2,00; (2,24); 2,50; (2,80); 3,15; (3,55); 4,00; (4,50); 5,00; (5,60); 6,30;

- ширину зубчатого венца b, значения которой представлены в таблице 1 с сокращениями.

Таблица 1 – Значения ширины зубчатого венца конического колеса по ГОСТ 12289-76 [2] (с сокращениями)

Номинальные значения внеш- него делитель-ного диаметра колеса de2, мм	Ширины зубчатых венцов b, мм, для номинальных передаточных чисел u
1,00	1,12	1,25	1,40	1,60	1,80	2,00	2,24	2,50	2,80	3,15	3,55	4,00	4,50
		9,5 10,5	11,5		8,5 9,5 10,5	- - 11,5	- - 11,5	- - - -	- - - -	- - - - - -	- - - - - -	- - - - - - - -	- - - - - - - -	- - - - - - - - -

Примечание 1 – Все значения, указанные без скобок рекомендуется предпочитать значениям, заключенным в скобки.

Примечание 2 – Фактические значения d_e2 не должны отличаться от номинальных более чем на 2 %.

Примечание 3 – Фактические значения u не должны отличаться от номинальных более чем на 3 %.

В данной лабораторной работе изучается конический одноступенчатый редуктор с ортогональной прямозубой конической передачей. Геометрию конического прямозубого зацепления регламентирует ГОСТ 19624-74 «Передачи зубчатые конические с прямыми зубьями. Расчёт геометрии» [3].

Для удобства измерения размеры зубьев прямозубых конических колёс принято определять по внешнему торцу. Поэтому основным модулем конического прямозубого зацепления является максимальный модуль зубьев - внешний окружной модуль m_te, значения которого, согласно [3] рекомендуется выбирать по ГОСТ 9563-60 [4] из ряда:

1,00; (1,125); 1,25; (1,375); 1,50; (1,75); 2,00; (2,25); 2,50; (2.75); 3,00; (3,50); 4,00; (4,50); 5,00; (5,50); 6,00; (7,0); 8,0; (9,0); 10,0; (11,0); 12,0; (14,0); 16,0; (18,0); 20,0; 25,0.

Все параметры, относящиеся к шестерне (меньшему из зубчатых колес) принято обозначать с индексом «1», а параметры колеса (большего из зубчатых колес) с индексом «2».

1) Числа зубьев шестерни и колеса Z₁ и Z_{2 .}

2) Передаточное число передачи u = Z₂ / Z₁. (1)

3) Углы делительных конусов шестерни δ₁ и колеса δ₂:

δ₂ = arctg u; (2)

δ₁= 90°- δ_2..

4) Для стандартных конических редукторов с передаточным числом u ˃ 1 согласно приложения 2 к ГОСТ 19624-74 [3] шестерню рекомендуется выполнять с положительным смещением, а колесо – с равным ему по величине отрицательным смещением (коэффициенты смещения x₁ = - x₂). Значения коэффициентов смещения для ортогональных конических зубчатых передач с прямыми зубьями рекомендуется выбирать по таблице 2.

Таблица 2 – Коэффициенты смещения для ортогональных конических зубчатых передач с прямыми зубьями при исходном контуре по ГОСТ 13754-81 (с сокращениями) [3]

Число зубьев шестерни Z1	Значения коэффициента смещения x1 при передаточном числе передачи u
1,0	1,12	1,25	1,40	1,60	2,0	2,5	3,15	4,0	5,0
	- - - - - 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00	- - - - 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05	- - - 0,18 0,17 0,15 0,14 0,13 0,11 0,09	- - 0,27 0,25 0,24 0,22 0,20 0,18 0,15 0,12	- - 0,34 0,31 0,30 0,28 0,26 0,23 0,19 0,15	- 0,44 0,42 0,40 0,38 0,36 0,34 0,29 0,25 0,20	0,50 0,48 0,47 0,45 0,43 0,40 0,37 0,33 0,28 0,22	0,53 0,52 0,50 0,48 0,46 0,43 0,40 0,36 0,31 0,24	0,56 0,54 0,52 0,50 0,48 0,45 0,42 0,38 0,33 0,26	0,57 0,55 0,53 0,51 0,49 0,46 0,43 0,39 0,34 0,27

 

Для передач, у которых u и Z₁ отличаются от указанных в таблице 2, коэффициенты смещения принимаются с округлением в бóльшую сторону.

5)Для ортогональной (Σ=90°) конической зубчатой передачи с учётом ГОСТ 19624-74 [3] и ГОСТ13754-81 «Передачи зубчатые конические с прямыми зубьями. Исходный контур» [7] значения параметров и коэффициентов исходного контура должны быть следующими:

- угол главного профиля α = 20°;

- коэффициент высоты головки h^*_a = 1;

- коэффициент высоты ножки h^*_f = 1,2;

- коэффициент радиального зазора в зацеплении с^* = 0,2.

Следовательно, высота зуба на внешней стороне:

h =2,2∙ m_te, (3)

где: высота головки h_a = m_te, высота ножки h_f = 1,2m_te, следовательно радиальный зазор в зацеплении c = 0,2 m_te.

 

 

 

Рисунок 11 – Геометрические параметры ортогонального конического зубчатого зацепления

 

 

6) Внешние делительные диаметры шестерни d_e1 и колеса d_e2, мм:

 

; (4)

.

7) Внешние диаметры окружностей выступов шестерни d_ae1 и

колеса d_ae2, мм:

; (5)

.

8) Внешние диаметры окружностей впадин шестерни d_fe1 и

колеса d_fe2, мм:

; (6)

.

 

9) Внешнее конусное расстояние R_e, мм:

 

. (7)

10) Ширина конического зубчатого венца b, мм стандартное значение,

в соответствии с таблицей 1:

. (8)

11) Среднее конусное расстояние R_m, мм:

. (9)

12) Средние делительные диаметры шестерни d_m1 и колеса d_m2, мм:

; (10)

.

13) Средний нормальный модуль зацепления m_mn, мм (значение

округлить до двух знаков после запятой):

. (11)

14) Внешний окружной шаг зацепления P_te, мм:

 

. (12)