Геометрические расчеты эвольвентных зубчатых передач внешнего зацепления

В комплексном курсовом проекте студенты проектируют цилиндрические эвольвентные зубчатые передачи с внешними зубьями, у которых межосевое расстояние либо задано, либо его нужно определить в процессе геометрического расчета. Разработаны две методики их геометрического расчета: 1) расчет эубчатой передачи при свободном выборе межосевого расстояния; 2) расчет зубчатой передачи при заданном межосевом расстоянии (в том числе и стандартном).

В основу методик положена система расчета диаметров окруж-ностей вершин колес, при которой в зацеплении пары колес сохраняется стандартный зазор с* т. Это частный, но наиболее распространенный в практике случай, регламентируемый ГОСТ 16532-81.

Расчет при свободном выборе межосевого расстояния. Геометрия проектируемой зубчатой передачи опреде ляется параметрами исходного производящего контура инструмента и его смещениями при нарезании колес передачи. При нарезании колес прямозубой передачи ис-ходный производящей контур, в соответствии с ГОСТ 13755-81, имеет следующие параметры: = 20°,h*a = 1, с* = 0,25. При нарезании косозубых колес применяют тот же стандартный инструмент, устанавливаемый наклонно к плоскости заготовки. Параметры инструмента в торцовом сечении рассчи тывают но формулам (1.3) - (1.7). Затем определяют: радиусы делительных окружностей колес

 r1,2 = mz1,2 / 2     (1.11)

радиусы основных окружностей

(1.12)

Расчетные коэффициенты смещений x1 и x2 для проектируемой зубчатой передачи должны быть такими, чтобы прежде всего обеспечивать отсутствие подрезания (хmin) и заострения (xmax) зубьев, а также гарантировать минимально допу стимое значение коэффициента перекрытия. Следовательно, должно выполняться условие

xtmin < x< xtmax

Сначала определяют наименьшее на колесе число зубьев без смещения, свободных от подрезания,

 ztmin = 2h*ta / sin2at (1.13)

а затем коэффициенты наименьшего смещения исходного контура

 (1.14)

     >Максимальный коэффициент смещения невозможно вычислить непосредственно. Отсутствие заострения может быть определено после подсчета толщины зубьев по окружностям вершин; оно отсутствует, если удовлетворено условие    Sa 1,2>[S]a.

     Коэффициент смещения х2 выбирают по приложению 2 ГОСТ 16532-81: если х2 > 30, то для расчета берут значение х2 = 0; если передаточное число передачи больше 3,5 и14 < z< 20, то x2 = - 0,3. Если же 10 < z< 30, то для расчета берут значение х2 = 0,5. При расчете на ЭВМ значения коэффициентов смещения х1t перебирают с шагом 0,1 отx1=xнач= 0 до х1t=1,1При расчете на микрокалькуляторе для выбора значения х1t можно также воспользоваться рекомендациями ГОСТ 16532-81 (табл. 1).


Угол зацепления передачи определяют по формуле

(1.15)

     где xå = x1+x2, а zå = z1+z2.

      При ручном счете значение угла αtW, находят по invαtW в таблице эвольвентных функций.

     Коэффициент воспринимаемого смещения

(1.16)

     Коэффициент уравнительного смещения

Dy = xS  - y. (1.17)

     Радиусы начальных окружностей

(1.18)

     Межосевое расстояние

a= rW1 + rW2. (1.19)

Исполнительные размеры зубчатых колес.

     Радиусы окружностей вершин

(1.20)

    > Радиусы окружностей впадин

(1.21)

     Высота зубьев колес

h = h= h= mt( 2h*ta + c*- Dy ) (1.22)

     Толщины зубьев по дугам делительных окружностей

(1.23)

    Углы профиля на окружностях вершин зубьев колес

(1.24)

     Толщины зубьев по дугам окружностей вершин

(1.25)

     Для построения станочного зацепления дополнительно определяют следующие размеры: толщину зуба s0 исходного производящего контура по делительной прямой, равную ширине впадины:

  s0t = e0t = pm/ 2; (1.26)

     шаг

   p= p mt ; (1.27)

     радиус скругления основания ножки зуба

(1.28)

     шаг по хорде делительной окружности шестерни

   (1.29)

 

   Расчет зубчатой передачи при заданном межосевом расстоянии. Часто на практике приходится проектировать зубчатые передачи, исходя из заданного межосевого расстояния aWРасчет зубчатой передачи при заданном межосевом расстоянии, по сути дела, представляет собой задачу, обратную предыдущей. Кроме межосевого расстояния проектируемой зубчатой передачи должно быть задано передаточное число U12 или числа зубьев z1 и z2.

     Если задано значение aW, то расчет начинают с определения чисел зубьев. Число зубьев шестерни

округляют до ближайшего целого числа. Число зубьев второго колеса

z= z1× U12             >(1.31)

также округляют до целого числа так, чтобы отступление от заданного передаточного числа было наименьшим.

    Затем определяют угол зацепления проектируемой зубчатой передачи

(1.32)

и суммарный коэффициент смешения

(1.33)

    Разбивку суммарного коэффициента смещения производят так, чтобы выполнялись условия x1 > xtmin ; х2 > xtmin ; xS = x1+x2.

По известному углу зацепления передачи определяют значения коэффициентов воспринимаемого и уравнительного смещения по формулам (1.16) и (1.17). Дальнейший порядок геометрического расчета аналогичен расчету зубчатой передачи со свободным межосевым расстоянием.