Машстройлекции_зубч

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА НАЧЕРТАТЕЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИИ И ЧЕРЧЕНИЯ

Дербенева О.Л., Кузьмина Р.С., Васильева Е.А.

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЕ ЧЕРЧЕНИЕ

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

для специальностей ГМО, МОП, ТМ

Зубчатые передачи. Шпоночные соединения. Шероховатость поверхности.

Допуски формы и расположения поверхностей.

Москва 2007

УДК 744 Дербенева О.Л., Кузьмина Р.С., Васильева Е.А., Инженерная графика. Машиностроительное

черчение. Конспект лекций. Зубчатые передачи. Шпоночные соединения. Шероховатость поверхности. Допуски формы и расположения поверхностей. -М.:МГГУ,2007-38с. Представлены изображения и обозначения зубчатых передач, шпоночных соединений, шероховатости поверхности, допусков формы и расположения поверхностей на чертежах.

2

обозначается буквой

ТЕМА 1

ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Виды зубчатых передач

Зубчатые колеса вместе с валами, на которые их насажи вают, составляют механизмы, передающие движение от одной установки к другой. Если диаметры зубчатых колес одинаковы, то валы будут вращаться с одинаковой частотой, но в разные стороны. Если диаметр второго колеса будет больше, чем диаметр первого, то второй вал будет вращаться медленнее. Этим поль зуются, например, когда движение передается от быстро вращаю щегося вала электродвигателя к станку, шпиндель которого дол жен вращаться значительно медленнее. При этом на вал двигателя устанавливают малое ведущее зубчатое колесо (шест ерню), а на вал станка — большое ведомое колесо. Отношение числа Z2 зубьев большого колеса к числу Z1 зубьев малого колеса по ГОСТ 16530 — 83 (СТ СЭВ 3295 —81) называется передаточным числом u = Z2/Z1.

Для передачи больших мощностей почти исключительно приме няют цилиндрические зубчатые передачи ( рис.1,а-г); валы этих передач параллельны друг другу.

При передаче средних и малых мощностей , наряду с цилиндрическими , применяют конические передачи (рис. 1, д). Оси валов конических передач пересекаются межд у собой под тем или иным углом, чаще под углом 90°, а также червячные передачи, оси валов которых скрещиваются между собой (рис. 1, з).

Червячные передачи обычно применяют при значи тельных передаточных числах, когда цилиндрические и конические передачи применять нерационально ( при u >>

8...10, рис.1,з).

Различают колеса с прямыми (рис. 1, а), косыми (рис. 1, б), шевронными (рис. 1, в) и винтовыми (рис. 1, ж) зубьями.

Червячные передачи даже при передаточных числах порядка u=30...40 сравнительно компа ктны и работают бесшумно. Недостат ком их является более низкий коэффициент полезного действия.

Зубчатые колеса применяются также в реечных передачах, предназначенных для преобразования вращательного движения в поступательное (рис.1 ,и), или в цепных передачах, когда валы находятся на значительном расстоянии друг от друга.

Встречаются передачи с внешним (рис. 1, а—в) и внутренним зацеплением (рис. 1, г). В первом случае вращение колес происхо дит в противоположных направлениях, во втором — в одном направлении.

Рассмотрим элементы зубчатых передач (рис. 2).

Окруж ность, по которой располагаются вершины зубьев, называется окружностью вершин; ее диаметр по ГОСТ 16530 —83 (СТ СЭВ 3295 —81) и ГОСТ 16531 —83 (СТ

СЭВ 3294—81) обозначается буквами da.

Окружность, по которой располагаются впадины зубьев, называется окружностью впадин, диаметр которой обозна чают df.

Окружности, имеющие центры на осях зубчатых колес и катящиеся одна по другой без скольжения, касаясь друг друга в полюсе зацепления р, называются начальными (делительными) окружностями (на чертеже показана начальная окружность одного колеса); диаметр начальной окружности обозначается d.

Начальная окру жность делит зубья по высоте на две неравные части: внешнюю — головку зуба, обозначаемую ha, и внутреннюю — ножку зуба hf; вся высота зуба

h.

3

Рис.1 Виды зубчатых передач

а —- цилиндрическая прямозубая, б — цилиндрическая косозубая, в— цилиндрическая шевронная, г — цилиндрическая с внутренним зацеплением, д —

коническая прямозубая, е — коническая с криволинейными зубьями, ж — цилиндрическая винтовая, з — червячная, и — реечная

Чертежи цилиндрических зубчатых колѐс

Зубчатые ко леса можно мысленно подразделить на два элемента. Зубчатый венец состоит из всех зуб ьев колеса, расположенных между поверхностью вершин и поверхностью впа дин зубьев. Тело колеса ограничивается поверхностью впадин.

Делительными окружностями называют соприкасающиеся окружности (повер - хности) пары зубчатых колес, катящиеся одна по другой б ез скольжения. Эти окружности, находясь в зацеплении (в пе редаче) являются сопряженными. На чер теже

длительные окружности проводят штрихпунктирной линией, а диаметр их обозначают буквой d (рис.2).

Расстояние между одноименными про фильными поверхностям и соседних зубьев, измеренное в миллиметрах по дуге дели тельной окружности, называют шагом

зацепления. Обозначается шаг буквой Рt (рис.2). Легко видеть, что шаг равен длине делительной окружности, по деленной на число зубьев. Число зубьев на чертежах обозначается буквой Z.

Длина делительной окружности равна величине шага, умноженной на число зубьев, т. е. длина делительной окружно сти равна Pt Z.

Но из геометрии известно, что длина любой окружности равна 2πR или πd (где π = 3,14, a d — диаметр окружности). Следовательно, длина делительной окруж ности равна πd и вместе с тем равна Pt Z, т. е. πd = Pt Z.

Отсюда определим диаметр делительной окружности d=(Pt/π)Z. Величину Pt/π обозначают буквой m и называют модулем зубчатого зацепления.

Поэтому выражение для диаметра делительной окружности можно записать и так: d = mz.

Тогда m = d/z.

4

Рис.2 Элементы цилиндрического зубчатого колеса

а- зубчатое колесо-рисунок, б-натуральное изображение, в- условное изображение

Из этой формулы следует, что модулем называется число, показывающее, сколько миллиметров диаметра делительной окружности приходится на один зуб зубчатого колеса.

Модуль m и число зубьев Z являются основными величинами (элементами), определяющими зубчатые зацепления.

Значение модулей для всех передач — величина стандартизованная, выраженная, как видно из формулы m = d/z, в миллиметрах.

Формулы для определения параметров зубчатых передач приведены в рис.11 и Табл.1. Рабочий чертѐж цилиндрического зубчатого колеса приведѐн на рис.3.

Зубчатые колѐса вычерчивают согласно ГОСТ 2.402-68. Если зубчатое колесо не имеет спиц, то полный вид слева не вычерчивают, а изображают только отверстие для вала.

На чертеже указывают необходимые размеры, допуски, отклонения формы и расположения поверхностей, обозначения шероховатости.

В правом верхнем углу чертежа должна находиться таблица параметров , в которой приводят данные для изготовления и контроля зубчатого колеса (рис.4).

5

Рис 3. Пример оформления чертежа ”Колесо зубчатое”

Рис.4 Размер таблицы к оформлению чертежа “Колесо зубчатое”

Изображение зубчатых передач по ГОСТ 2.402-68

Чертежи передач представляют собой элементы сборочных чертежей.

На сборочных чертежах изображают изделие, состоящее из нескольких деталей, показывая их

всобранном виде. Эти чертежи содержат данные, необходи мые для сборки и контроля изделия. Рассматривая чертежи передач, следует иметь ввиду, что разрезы смежных деталей на

сборочных чертежах штрихуются в противоположные стороны, сплошные детали при продольных разрезах не разрезаются и не заштриховываются.

Если на такой детали нужно показать небольшое углубление, например шпоночную

6

канавку, то применяют местный разрез (рис.11,14).

Около изображений деталей на сборочных чертежах на полках линий-выносок наносят номера позиций. Они присваиваются деталям согласно спецификации - таблице, содержащей основные сведения о входящих в изделие деталях.

При изображении зубчатых и червячных передач на сборочных чертежах в соответствии с

ГОСТ 2.402—68 применяют следующие условности.

Зубья зубчатых колес и витки червяков вычерчивают только в осевых разрезах и сечениях, а зубья реек - в поперечных.

В остальных случаях зубья и витки червяков не вычерчивают и изображение детали ограничивают поверхностями вершин, которые показывают сплошными толстыми основными линиями, в том числе и в зоне зацепления (рис. 5, 11-12).

Рис.6

Рис.5

На чертежах зубчатых колѐс, реек и червяков штрихпунктирными тонкими линиями показывают делительные окружности, делительные линии, образующие делительных поверхностей и окружности больших оснований делительных конусов конических передач

(рис. 5,6, 11-12.).

На разрезах и сечениях передач, когда секущая плоскость проходит через оси колес, а также поперек рейки или червяка, зубья и витки условно совмещают с плоскостью чертежа и показывают нерассечѐнными независимо от угла наклона зубьев. При этом в зоне зацепления зуб одного из колѐс (предпочтительно ведущего) показывают перед зубом сопрягаемого колеса

(рис. 6).

Когда секущая плоскость проходит через ось зубчатого колеса реечного за - цепления, зуб колеса показывают перед зубом рейки (рис. 7).

Рис.7 Реечное зацепление

7

.	Когда нужно показать направление зубьев колеса или рейки, то на одном из элементов
зацепления		(на	изображении поверхности зубьев) вблизи оси наносят три сплошные
тонкие	линии,		наклон которых показывает направление зубьев (рис. 5 и 8, а, б).
	Если	секущая плоскость		проходит перпендикулярно оси колеса или вдоль
рейки, то их, как правило,				показывают рассеченными или применяют местный

разрез, проводя штриховку до линии поверхности впадин (рис. 9).

Рис.8	Рис.9
а-цилиндрическая косозубая,	Местный разрез плоскостью, пер-
б-цилиндрическая шевронная зубчатые	пендикулярной оси колеса
передачи

Параметры цилиндрической зубчатой передачи

Цилиндрическая зубчатая передача представлена на рис. 10-11,14.

Сборочный чертѐж состоит из шестерни 1, колеса 4, двух валов 3 и 6 и двух шпонок 2 и 5. На полях линий-выносок указаны номера -позиции этих деталей (рис.10).

Главное изображение представляет собой фронтальный разрез. Валы и шпонка 5 на нем не разрезаны, так как секущая плоскость проходит вдоль них. Чтобы показать соединение шпонки 5 с валом 6, применен местный разрез(рис10-11, 14).

Разрезы зубчатых колес заштрихованы в противоположные стороны. Буквами обозначены размеры, нужные для вычерчивания. К буквенным обозначениям величин,

относящихся к шестерне, обычно добавляют индекс «1», например Z1, da1, d f1 и т. д., а к обозначениям колеса добавляют индекс «2», например Z2, dа2, d f2 и т. д.

На изображении передачи делительные окружности, которые изображаются штрихпунктирными линиями, касаются одна другой (рис.10-12).

Соотношение размеров цилиндрической зубчатой передачи определятся в зависимости от модуля m, чисел зубьев шестерни Z1 и колеса Z2 и диаметров валов Dв1 и Dв2.

Размеры передач определяют по формулам (Табл. 1).

Зная модуль и числа зубьев шестерни и колеса, подсчитывают основные параметры передачи.

Размеры шпоночных пазов и шпонок находят в ГОСТ 23360—78. Эти размеры (рассчитанные и выбранные из таблиц стандартов) используют для вычерчивания передач, но на чертежах не проставляют.

8

Рис.10 Цилиндрическая зубчатая передача: а-наглядное изображение, б-сборочный чертѐж

Рис.11 Параметры цилиндрической зубчатой передачи

9

На рис. 12-13 представлены выносные элементы из рис.11.

Рис.12 I - зацепление шестерни с колесом

Рис.13 II - шпоночное соединение колеса с валом в поперечном разрезе Табл.1

	Элемент передачи	Обозначен	Размер, мм
		ие
	Высота головки зуба	ha	ha = m
	Высота ножки зуба	hf	hf= 1,25m
	Высота зуба	h	h= ha+
			hf=2,25m
	Делительный диаметр	d1	d1=m z1
	шестерни
	Диаметр вершин зубьев	da1	da1= d1+2 ha
	шестерни
	Диаметр впадин шестерни	d f1	df1= d1-2 hf
	Длина ступицы шестерни	L	LCT1=1,5 Dв1
		CT1
	Наружный диаметр ступицы	Dст1	Dст1=1,6 Dв1
	шестерни
	Диаметр вала шестерни (уступ)	D	D1=1,2 Dв1
		1
	10