Детали машин и основы конструирования

тыми. Конструкция кованого колеса приведена на рис. 8.5. Для колес из чугунного литья наружная поверхность ступицы должна иметь литейные уклоны (1:20) аналогично цилиндрическим колесам.

Рис. 8.5. Конструкция и основные геометрические параметры конического колеса

Конические зубчатые колеса малого диаметра (шестерни), как и цилиндрические, при небольшой разнице их диаметра и диаметра вала делают как одно целое с валом.

Основные соотношения геометрических параметров конических колес представлены в табл. 8.3.

Таблица 8.3

Основные параметры цилиндрических зубчатых колес

Параметры	Расчетная формула
Количество зубьев Z
Угол делительного конуса шестерни δ1, град.	δ1	= arctg		Z1
			Z2
Угол делительного конуса колеса δ2, град.		δ2 = 90 − δ1
Внешний окружной модуль mte, мм
Внешнее конусное расстояние Re, мм
	R = 0,5m		Z 2 + Z 2
	e	te	1		1

Продолжение табл. 8.3

Параметры

Расчетная формула

Среднее конусное расстояние Rm, мм

Rm = Re − 0,5b

Средний модуль зацепления mm, мм

mm

=

mte Rm

Re

Средний делительный диаметр dm, мм

dm = mm Z

Радиальный зазор в зацеплении C, мм

C = 0,2mte

Внешняя высота головки зуба hae, мм

hae = mte

Внешняя высота ножки зуба hfe, мм

hfe

= hae + C

Внешняя высота зуба he, мм

he

= hae + hfe

Внешний диаметр делительной окружности de,

de

= mte Z

мм*

Внешний диаметр окружности вершин зубьев

dae

= de + 2hae cos δ

dаe, мм*

Внешний диаметр окружности впадин зубьев

d

= d

− 2,4h

cos δ

dfe, мм*

fe

e

ae

Толщина обода a, мм

a = (2,0 − 4,0)hae

Диаметр ступицы dст, мм**

dст = (1,6 − 1,8)dв

Длина ступицы lст, мм**

lст = (1,2 −1,6)dв

Диаметр вала dв под ступицей колеса, мм**

Расчет dв представлен

в п. 9.

Толщина диска c, связывающего ступицу и

с = (1,0 −1,2)a

обод, мм**

Внутренний диаметр обода Dк, мм**

Dк

= d f − 2a

Диаметр отверстий в диске D0**, мм

D0 =

Dк − dст

(2,5 − 4,0)

Диаметр окружности центров отверстий Dотв,

Dотв =

Dк + d

ст

мм

2

Примечание. 1. * – размеры определяются для шестерни и колеса. 2. ** – Если

d fe − dв > 8hae , то зубчатое колесо имеет обод, диск и ступицу (рис. 8.5). Расчет ведется для шестерни и колеса.

8.3. Определение параметров червяка и червячного колеса

Червяк в большинстве случаев изготавливают заодно с валом, при этом резьба может быть получена фрезерованием (табл. 8.4, рис а) или нарезана на токарном станке (табл. 8.4, рис. б). Геометрические соотношения параметров червяка приведены в табл. 8.4.

Таблица 8.4

Геометрические параметры червяка

	Параметр	Расчетная формула
Диаметр делительной окружности d, мм		d1 = mq
Диаметр окружности выступов da, мм		da1 = m(q + 2)
Диаметр окружности впадин df, мм		d f = m(q − 2,4)
Длина нарезной части червяка b1, мм, при
числе заходов
Z1=1 и Z1=2		b1 ≥ m(11+ 0,06Z 2 )
Z1=4		b1 ≥ m(12,5 + 0,09Z 2 )

Примечание. Для шлифуемых и фрезеруемых червяков длину b1 следует увеличить на 25 мм при m<10 мм; на 35–40 мм при m=10–16 мм; на 50 мм при m>16 мм.

Червячное колесо по экономическим соображениям выполняется составным. Оно состоит из бронзового венца и чугунного либо стального центра (рис. 8.6).

Венец и центр получают путем отливки. Соединение венца и центра осуществляется либо при помощи глухой посадки с натягом (рис. 8.6, а и б), либо при помощи болтов, поставленных без зазора

(рис. 8.6, в).

Рис. 8.6. Конструкция червячного колеса и способы крепления венца

Во время работы происходит уменьшение натяга, так как бронзовый венец больше нагревается, чем чугунный центр, а также вследствие большего значения коэффициента линейного расширения бронзы, чем чугуна (стали).

Для гарантии неподвижности в плоскости стыка обычно устанавливают четыре–шесть винтов, как показано на рис. 8.6, а или болты, при этом выступающую часть болта спиливают (рис. 8.6, е). Винты и болты проверяются на смятие.

Впоследнее время находит применение отливка бронзового венца на ранее изготовленный чугунный центр. При этом способе соединения венца с центром (рис. 8.6, д) не требуется дополнительного крепления винтами или болтами.

Внекоторых случаях червячные колеса изготавливают сплошными (рис. 8.6, г).

Соотношения геометрических параметров червячного колеса представлены в табл. 8.5.

				Таблица 8.5
Геометрические параметры червячного колеса
Параметр		Расчетная формула
Диаметр делительной окружности d, мм			d2 = mZ2
Диаметр окружности выступов da, мм		da 2 = m(Z2 + 2)
Диаметр окружности впадин df, мм		d f	= m(Z2 − 2,4)
Ширина венца колеса b2, мм, при числе захо-
дов
Z1=1 и Z1=2		b2 ≤ 0,75dа1
Z1=4		b2 ≤ 0,67dа1
Наружный диаметр червячного колеса dam2,
мм, при числе заходов
Z1=1		d am ≤ d a2 + 2m
Z1=2		d am ≤ d a2 + 1,5m
Z1=4		d am ≤ d a2 + m
Толщина обода (венца) и диска а, мм		a = (2 − 4)m
Толщина диска c, связывающего ступицу	и	c	= (1,0 −1,2)a
обод, мм
Диаметр отверстий в диске Dотв, мм		Dотв	=	d f 2 − 4a − dст
				(2,5 − 4,0)
Диаметр вала под ступицей dв колеса, мм			см. п.9.1
Диаметр ступицы dст, мм		dст=(1,6-1,8)dв
Длина ступицы lст, мм		lст≤(1,2-1,6)dв
Крепежный винт или болт:
диаметр винта (болта) dвинта, мм		dвинта = (0,6 − 0,7)a
длина винта (болта) lвинта, мм		lвинта = (2,0 − 3,0)a

На торцах зубьев выполняют фаски размером f = 0,5m с округлением до стандартного значения по табл. 8.2. Угол фаски αф=450.

8.4. Определение параметров звездочек цепных передач

Звездочки для втулочных и роликовых цепей имеют небольшую ширину. Поэтому их изготавливают цельными (рис. 8.7, в) или составными (рис. 8.7, а, б) из двух частей – диска с зубьями и ступицы,

которые в зависимости от материалов и назначения звездочки свариваются (рис. 8.7, а) или соединяются заклепками (болтами) (рис. 8.7, б). Звездочки для зубчатых цепей (рис. 8.8) широкие, их выполняют целыми.

Рис. 8.7. Конструкция звездочек роликовых и втулочных цепей

Рис. 8.8. Конструкция звездочек зубчатых цепей

Монолитные звездочки и диски составных в основном изготавливают из среднеуглеродистой или легированной стали 40, 45, 40Х, 50Г2, 35ХГСА, 40ХН с закалкой до твердости 40–50HRC или цемен-

тируемой стали 15, 20, 15Х, 20Х, 12ХН2 с термообработкой до твер-

дости 50–60HRC.

Звездочки тихоходных передач при скорости цепи V≤3 м/с и отсутствии динамических нагрузок изготавливают также из серого или модифицированного чугуна СЧ15, СЧ18, СЧ20, СЧ30 с твердостью поверхности до 260–300HB.

Конструирование звездочек для роликовых и втулочных цепей

Соотношения основных параметров звездочек роликовых и втулочных цепей представлены в табл. 8.6.

Таблица 8.6

Основные параметры звездочек роликовых и втулочных цепей

Параметр	Расчетная формула
Шаг цепи t, мм	Приложение 2, табл. 1, 2
Диаметр ролика d1, мм	Приложение 2, табл. 1, 2
Ширина пластины цепи h, мм	Приложение 2, табл. 1, 2
Расстояние между внутренними пластина-	Приложение 2, табл. 1, 2
ми b1, мм
Расстояние между рядами цепи A1, мм (оп-	Приложение 2, табл. 2
ределяется для многорядных цепей)
Количество зубьев звездочки Z*	См. п. 6
Радиус впадин r, мм	r = 0,5025d1 + 0,05
Радиус закругления зуба r1, мм	r1 = 1,7d1

Окончание табл. 8.6

Параметр

Расчетная формула

Расстояние от вершин зубьев до линии цен-

h1 = 0,8d1

тров дуг закругления h1, мм

Ширина зуба звездочек b, мм

b = 0,93b1 − 0,15

Размер фаски f, мм

f

= 0,2b

dd

=

t

Делительный диаметр dd звездочки, мм*

1800

sin

Z

Диаметр окружности выступов De1 звездоч-

1800

ки, мм*

D

= t

0,5 + ctg

e

Z

Диаметр окружности впадин Di звездочки,

Di

= dd

− 2r

мм*

Наибольший диаметр обода DC звездочки,

1800

мм*

− 1,2h

DC = t ctg

Z

Количество рядов цепи Zр

См. п. 6.1

Ширина венца звездочки B, мм

B = A1 (Z р − 1)+ b

Диаметр вала dв под звездочкой, мм*

См. п. 9

Диаметр ступицы dст, мм*

dст=(1,6–1,8)dв

Длина ступицы lст, мм*

lст=(1,2–1,6)dв

Толщина диска с, мм**

с=(1,2–1,3)t

Толщина обода a, мм

a = 1,5(De − dd )

Внутренний диаметр обода Dк, мм**

D

к

= D − 2a

i

Диаметр отверстий в диске D0, мм**

D0 =

Dк − dст

(2,5 − 4,0)

Диаметр окружности центров отверстий

Dотв

=

Dк + dст

Dотв, мм

**

2

Примечание. 1. * – вычисляются для ведущей и ведомой звездочки. 2. ** – Рассчитывают если обод соединяют со ступицей диском.

Конструирование звездочек для приводных зубчатых цепей

Профили зубьев и конструкция звездочек зубчатых цепей представлена на рис. 8.8, 8.9. Основные геометрические параметры звездо-

чек представлены в табл. 8.7.

Рис. 8.9 Основные параметры звездочек зубчатых цепей: а – цепи типа 1; б – цепи типа 2.

Таблица 8.7

Основные параметры звездочек зубчатых цепей

Параметры	Расчетная формула
Шаг цепи t, мм	Приложение 2, табл. 3
Количество зубьев Z звездочки*
Вспомогательный коэффициент kвс*	Табл. 8.8
Радиальный зазор e, мм		e = 0,1t
Высота зуба h1 цепи, мм	Приложение 2, табл. 3
Высоту зуба h2, мм	h2 = h1 + e
Ширина цепи b, мм	Приложение 2. табл. 3
Толщина пластины s, мм	Приложение 2. табл. 3
	d =		kвсt
Делительный диаметр d звездочки, мм*				1800
			sin		Z

Окончание табл. 8.7

Параметры

Расчетная формула

Диаметр начальной окружности De звездоч-

De =

kвсt

180

0

*

ки, мм

tg

Z

Диаметр окружности впадин Di звездочек,

Di = d −

2h2

1800

мм*

cos

Z

Угол поворота звена φ0*

ϕ =

3600

Z

Угол наклона рабочих граней α зубьев

α=600

Угол впадины зуба 2β0 (для цепи типа 1)

2β0 = α 0 − ϕ0

Половина угла заострения зуба γ звездочки *

γ 0 = 300 − ϕ0

Ширина зуба b3 звездочки, мм

для цепи типа 1

b3 = b + 2s

для цепи типа 2

b3 = 2,55s

Ширина венца b4 звездочки, мм

для цепи типа 1

b4 = b3

для цепи типа 2

b4 = b + 1,58s

Расстояние от вершины зуба до линии цен-

c1 ≈ 0,4t

тров c1, мм

Радиус закругления торца зуба и направ-

ляющей проточки r, мм

для цепи типа 1

r ≈ t

для цепи типа 2

r = 50.

Глубину проточки h3, мм

h3 = 0,75t

Ширину проточки s1, мм

s1 = 2s

Диаметр вала dв под звездочкой, мм*

См. п. 9

Диаметр ступицы dст, мм*

dст=(1,6–1,8)dв

Длина ступицы lст, мм*

lст=(1,6–1,8)dв

Толщина диска с, мм

с=(1,2–1,3)t

Примечание. 1. Высоту зуба h2 и зазор e вычисляют с точностью до 0,1 мм, прочие линейные размеры – с точностью до 0,01 мм, угловые – с точностью до 1΄. 2. *

– параметры рассчитываются для ведущей и ведомой звездочки.