Конструирование цилиндрических зубчатых колес

1. Конструктивные элементы цилиндрических зубчатых колес

Основные параметры зубчатых колес (диаметр, ширина, модуль, число зубьев и пр.) определены при проектировании передачи. Конструкция колеса и шестерни зависит главным образом от проектных размеров, материала, способа получения заготовки и масштаба производства.

Основные конструктивные элементы колеса – обод, ступица и диск (см. рис. 12).

Рис. 12. Конструктивные элементы зубчатого колеса

Обод воспринимает нагрузку от зубьев и должен быть достаточно прочным и в то же время податливым, чтобы способствовать равномерному распределению нагрузки по длине зуба. Жесткость обода обеспечивает его толщина δ.

Ступица служит для соединения колеса с валом и может быть расположена симметрично, несимметрично относительно обода или равна ширине обода (см. рис. 13). Это определяется технологическими или конструктивными условиями. Длина ступицы l_ст должна быть оптимальной, чтобы обеспечить устойчивость колеса на валу в плоскости, перпендикулярной оси вала, прочность шпоночного соединения и получение заготовок ковкой и нарезание шпоночных пазов методом протягивания.

Диск соединяет обод и ступицу. Его толщина с определяется в зависимости от способа изготовления колеса. Иногда в дисках колес выполняют отверстия, которые используют при транспортировке и обработке колес, а при больших размерах и для уменьшения массы. Диски больших литых

колес усиливают ребрами или заменяют спицами. Острые кромки на торцах ступицы и углах обода притупляют фасками f, размеры которых принимают по таблице 4.2.2.

2. Определение формы и размеров конструктивных элементов зубчатых колес в зависимости от их конструктивного исполнения

Форма зубчатых колес в большинстве случаев определяется способом получения заготовки, выбор которого связан с маркой материала, полученными из расчета размерами и типом производства.

В индивидуальном и мелкосерийном производствах колеса малых размеров с наружным диаметром d_a < 150…200 мм изготовляют из круглого проката (рис.13, а), а при d_a > 150…200 мм – из поковок (рис. 13, б).

В крупносерийном и массовом производствах заготовки колес небольших и средних размеров (d_a ≤ 600 мм) получают преимущественно штамповкой в двусторонних подкладных (рис.13, в) или односторонних (рис.13, г) штампах, а больших размеров – литьем (рис.14). Размеры конструктивных элементов зубчатых колес приведены в таблице 4.2.1.

Таблица 4.2.1