1. Проектирование цилиндрической эвольвентной зубчатой передачи и планетарного редуктора.

3.1 Проектирование зубчатой передачи.

      1. Исходные данные для проектирования.

Число зубьев колес z15=9,

Z16=12.

Модуль колес m= 5 мм.

Угол наклона линии зубьев =20 град.


      1. Качественные показатели зубчатых передач:

Качественные показатели дают возможность произвести оценку передачи при ее проектировании в отношении плавности и бесшумности зацепления, прочности и возможного износа зубьев колес в сравнении с другими передачами по тем же геометрическим показателям. Такая оценка важна для рационального выбора инструмента при проектировании передач. В программе расчета зубчатых передач определяются следующие качественные геометрические показатели.

Коэффициенты скольжения зубьев 1,2 учитывают влияние геометрических и кинематических факторов на проскальзывание профилей в процессе зацепления.

За расчетный коэффициент удельного давления υ принимают такой, который соответствует контакту зубьев в полюсе зацепления.

Коэффициент перекрытия εγ = εα + εβ у косозубой передачи, при прочих равных условиях, больше, чем у прямозубой передачи, вследствие того, что пара зубьев входит в зацепление не одновременно по всей своей длине, а постепенно. Таким образом, увеличивается продолжительность работы одной пары зубьев. Это свидетельствует в пользу применения косозубой передачи, особенно с увеличением степени точности изготовления колес.


3.1.3 Выбор коэффициентов смещения с учетом качественных показателей.


От выбора коэффициентов смещения во многом зависит геометрия и качественные показатели зубчатой передачи. В каждом конкретном случае коэффициенты смещения следует назначать с учетом условий работы зубчатой передачи.

Спроектировать зубчатую передачу с минимальными габаритными размерами, массой и требуемым ресурсом работы можно только в том случае, если будут правильно учтены качественные показатели, т.е. коэффициенты удельного давления, определяющие контактную прочность зубьев передачи, коэффициенты скольжения, характеризующие в определенной степени абразивный износ, коэффициент перекрытия, показывающий характер нагружения зубьев и характеризующий плавность работы передачи. При этом немаловажное значение имеют габаритные размеры и масса спроектированной передачи.

Необходимо учитывать общие рекомендации по выбору коэффициентов смещения x1 и x2:

  1. проектируемая передача не должна заклинивать;

  2. коэффициент перекрытия проектируемой передачи должен быть больше допустимого > [];

  3. зубья у проектируемой передачи не должны быть подрезаны и толщина их на окружности вершин должна быть больше допустимой Sa > [Sa].

Значения коэффициентов x1 и x2 должны быть такими, что бы предотвратить все перечисленные явления. Расчетные коэффициенты смещения должны быть выбраны так, чтобы не было подрезания и заострения зубьев. Отсутствие подрезания обеспечивается при наименьшем, а отсутствие заострения – при максимальном значении коэффициента смещения, следовательно, должно выполняться неравенство x1min > x1 > x1max

Основными видами повреждений зубьев колес, учитываемыми в методах расчета, являются следующее:

а) выкрашивание и отслаивание материала на боковых поверхностях зубьев преимущественно в окрестностях мгновенной оси относительного вращения (полюса зацепления), вызываемое высокими контактными напряжениями в поверхностном слое зубьев;

б) излом зубьев у вершины в случае их чрезмерного заострения или у основания, где имеют место наибольшие изгибные напряжения;

в) истирание боковых поверхностей зубьев (абразивный износ), наблюдающееся в большей степени в плохо герметизированных передачах;

г) заедание зубьев, возникающее от разрыва масляной пленки; возникновению заедания благоприятствуют высокие контактные напряжения и большие относительные скорости и ускорения зубьев.

Ограничение по коэффициенту перекрытия может привести к тому, что значения придется выбирать из более узкой области значений, каковой будет область дозволенных решений по []. Принимаем =1,00 .

Для средненагруженных передач можно попытаться уменьшить износ подбором коэффициентов смещения. Для этого необходимо выбирать значения таким, чтобы получить значения 1 и 2 либо равными, либо такими, чтобы наибольшие значения коэффициентов скольжения были пропорциональны твердостям материала зубьев колес.

Учитывая все ранее сказанное, принимаем значение x1=0.5.


3.1.4 Геометрический расчет зацепления.


В основу методики расчета эвольвентных зубчатых передач внешнего зацепления положена система расчета диаметров окружностей вершин колес, при которой в зацеплении пары колес сохраняется стандартный зазор c*m. Расчет велся при свободном выборе межосевого расстояния. При нарезании колес прямозубой передачи исходный производящий контур, в соответствии с ГОСТ 13775-81, имеет следующие параметры: =200, h*a=1, с*=0,25.

Определим модуль зубьев

Были определены радиусы делительных окружностей колес ,

r1=23,94 мм;

r2 = 31,92 мм.

радиусы основных окружностей

.

rb1 = 22,323 мм

rb2 = 29,765 мм

Как уже было отмечено, требуется выполнение условия .

Определили наименьшее на колесе число зубьев без смещения, свободных от подрезания,

а затем коэффициенты наименьшего смещения исходного контура.

=0,353 мм.

Угол зацепления передачи определяют по формуле

, =30,1590 где х = х1 + х2, а z = z1 + z2.

При ручном счете значений угла tW находят по inv tW в таблице эвольвентных функций.

Коэффициент воспринимаемого смещения

= 0,824 мм

Коэффициент уравнительного смещения

y = х-y=0.176 мм.

Радиусы начальных окружностей

. rW1= 25.823 мм, rW2 =- 34.431 мм

Межосевое расстояние

aW = rW1 + rW2 = 60.254 мм.

Радиусы окружностей вершин

. = 30.668мм, =38.650 мм

Радиусы окружностей впадин

. =20.354 мм, =28.336 мм

Высота зубьев колес

. h = 10.314 мм

Толщина зубьев по дугам делительных окружностей

. s1 = 10.419 мм, s2 = 10.419 мм

Углы профиля на окружностях вершин зубьев колес

. = 0.757 рад, = 0.692 рад

Толщины зубьев по дугам окружностей вершин

. = 3.01 мм, = 3.446 мм

Для построения станочного зацепления дополнительно определены следующие размеры:

толщина зуба S0 исходного производящего контура по делительной прямой, равная ширине впадины

= 8.358 мм,

шаг

= 16.713 мм,

радиус скругления основания ножки зуба

= 2.2156 мм,


шаг по хорде делительной окружности шестерни

= 16,3 мм


3.1.5 Построение профиля зуба колеса, изготовляемого реечным инструментом.


Профиль зуба изготовляемого колеса воспроизводится (образуется) как огибающая ряда положений исходного производящего контура реечного инструмента в станочном зацеплении. Схема станочного зацепления строится следующим образом:

Проводим делительную d1=dw01 и основную db1 окружности, окружности вершин d1 и впадин df1.

Откладываем от делительной окружности (с учетом знака) выбранное в результате анализа смещение x1 m и проводим делительную прямую исходного производящего контура реечного инструмента.

На расстоянии вверх и вниз от делительной прямой проводим прямые граничных точек, а на расстоянии - прямые вершин и впадин; станочно-начальную прямую проводим касательно к делительной окружности в точке P0 (полюс станочного зацепления).

Проводим линию станочного зацепления N1P0 через полюс станочного зацепления P0 касательно к основной окружности в точке N1. Эта линия образует с прямыми исходного производящего контура инструмента углы, равные .

Строим исходный производящий контур реечного инструмента так, чтобы ось симметрии впадины совпадала с вертикалью. Для этого от точки пересечения вертикали с делительной прямой (точка G) откладываем влево по горизонтали отрезок в 1/4 шага и через конец его перпендикулярно к линии зацепления проводим наклонную прямую, которая образует угол с вертикалью. Эта прямая является прямолинейной частью профиля зуба исходного производящего контура инструмента. Закругленный участок профиля строим как сопряжение прямолинейной части контура с прямой вершин или с прямой впадин окружностью радиуса .

Строим профиль зуба проектируемого колеса, касающегося профиля исходного производящего контура в точке .

Проводим вспомогательную прямую касательно к окружности вершин. Фиксируем точку пересечения линии и прямолинейной части профиля инструмента и центр окружности закругленного участка профиля точку . Откладываем на прямой несколько отрезков равной длины (15…20 мм) и отмечаем точки I, II, III, IV и т.д. Такие же отрезки откладываем на станочно-начальной прямой