Зубчатые колеса

Типы зубьев колес
Прямозубые шестерни - самый применяемый тип зубчатых колёс. Зубья расположены в радиальных плоскостях, линия контакта зубьев пары зубчатых колес параллельна оси вращения, как и оси обоих зубчатых колес (шестеренок) располагаются строго параллельно
Косозубые шестерни – это модернизированная версия прямозубых шестерен. Зубья, в таком случае, расположены под углом к оси вращения. Зацепление зубьев этих шестерен происходит тише и плавно. Они применяются либо в малошумных механизмах, либо в тех которые требуют передачи большого крутящего момента на больших скоростях
Шевронные шестерни решают проблему механической осевой силы, которая возникает в случае применения косозубых колес, так как зубья шевронных (елочных) колёс изготавливаются в виде буквы «V»

Конструктивные разновидности зубчатых колес
Конструктивные формы и размеры зубчатого колеса зависят от нагрузок, действующих на его зубья, требований технологии их изготовления, удобства монтажа и эксплуатации, уменьшения массы зубчатых колес
Зубчатые колеса изготавливают штамповкой, прокаткой, отливкой и сваркой.
Для изготовления зубчатых колес применяется сталь, чугун, бронза, также различные полимеры (пластмассы).
Цилиндрическое зубчатое колесо малого диаметра обычно имеет форму сплошного диска с отверстием для установки на вал.
При несколько большем диаметре колеса для облегчения его конструкции, массивными выполняются только обод и ступица с отверстием для вала. Остальная часть колеса представляет собой тонкий диск с отверстиями или без отверстий. Диск может выполняться с ребрами жесткости.

Изготовление зубчатых колес
Зубья зубчатых колес нарезаются на металлорежущих станках:
- Метод копирования специальными фрезами
а) пальцевыми
б) дисковыми
Метод обкатки
в) зуборезная рейка (гребенка)
г) долбяк

Основные параметры зубчатых колес
В основу определения параметров зубчатого колеса положена делительная окружность d. По делительной окружности откладывается окружной шаг зубьев Рt, представляющий собой расстояние по дуге делительной окружности между соседними зубьями колеса.
Делительная окружность делит высоту зуба h на две неравные части — головку высотой ha и ножку высотой hf.
Зубчатый венец ограничивается окружностью вершин зубьев диаметром dа и окружностью впадин диаметром df , см. рисунок 1.
На чертежах зубчатых колес вычерчивание зубьев заменено изображением сплошными основными линиями по диаметру вершин зубьев колеса и сплошными тонкими линиями по диаметру впадин зубьев колеса.

Модуль m основной параметр зубчатых колес
Модуль является стандартизирующим параметром зубчатых колес, его значение подбирается по ГОСТ 9563-60 Колеса зубчатые. Модули. При выборе модуля следует отдавать предпочтение первому ряду по таблице 1.
Таблица 1- Модули зубчатых колес (выдержка ГОСТ 9563—60)
В миллиметрах

ХОД РАБОТЫ
подготовка формата
1 Эскиз выполняется на тетрадном листе в клетку. Лист необходимо привести по высоте в соответствие с форматом А4.
2 Рамку формата надо чертить по линии клеток от руки, т.е. без линейки. Слева отсчитать четыре клетки (не полную клетку можно считать за полную), с трех других сторон по одной клетке.
3 Выполнить основную надпись форма 1 и заполнить по образцу. В левом верхнем углу начертить дополнительную рамку и записать шифр чертежа

Таблица по ГОСТ 2.403-75
В правом верхнем углу отступив четыре клетки сверху выполняют таблицу по размерам см. на рисунке и заполняют ее после выполненных расчетов.

Измерение параметров зубчатого колеса
При выполнении эскиза или чертежа цилиндричес­кого прямозубого зубчатого колеса с натуры для опре­деления его параметров необходимо:
- подсчитать число зубьев z колеса;
- измерить диаметр окружности вершин зубьев da, .
Модуль зубчатого колеса подсчитывают по формуле.
и округляют до ближайшего значения по ГОСТ 9563— 60, см. таблицу на слайде 3
Затем подсчитывают делительный диаметр d, мм, по формуле
d= m·z
Диаметр впадин df, мм, определяют по формуле
df = m (z—2,5)
После выполненного расчета уточ­няют диаметр вершин зубьев колеса da, мм, по формуле
da = m (z+2)
На оставшемся поле формата выполняют изображения зубчатого колеса так, чтобы с учетом простановки размеров 80% поля формата было занято чертежом.

Выполнение эскиза зубчатого колеса
Главный вид выполняют в разрезе. Зуб колеса не заштриховывают, т.е. он выполняется как тонкая стенка в продольном разрезе. Диаметры впадин и вершин изображают сплошной основной линией, а делительный диаметр штрихпунктирной. Проводят ее ближе к вершинам, т.к. высота головки зуба колеса ha =m, она меньше высоты ножки hf = 1,25m.
Вид слева чертят как местный вид, т.е. на нем изображается только форма отверстия со шпоночным пазом.
После выполненных измерений на изображении колеса наносят размеры.
Простановка шероховатости поверхности выполняется с учетом того, что небольшие зубчатые колеса выполняются из кругло катаного профиля. Поэтому основная обработка (шероховатость по параметру Rа 6,3) записывается в правый верхний угол формата с дополнительным значком шероховатости поверхности ( √ ), который указывает на то, что у детали есть поверхности с другой степенью шероховатости. К таким относятся:
- поверхность цилиндрического отверстия ø34 внутри колеса, предназначенного для посадки на вал;
- боковые поверхности шпоночного паза;
- боковая поверхность зуба колеса, степень шероховатости которого проставляют на линии делительного диаметра.

Построение главного вида и местного вида (вид слева)
Габариты изображения определяются оставшимся свободным полем формата с учетом простановки размеров

Построение на главном виде фронтального разреза
По линиям связи определяют размеры отверстия на главном виде

Построение на главном виде отверстия со шпоночным пазом и фасок отверстия

Построение на главном виде наружных фасок
Строятся фаски на ступице колеса и зубчатом венце

Построение на главном виде зубьев колеса
Диаметры впадин и вершин изображают сплошной основной линией, а делительный диаметр штрихпунктирной. Проводят ее ближе к вершинам, т.к. высота головки зуба колеса ha =m, она меньше высоты ножки hf = 1,25m.

Оформление обода и ступицы колеса

Построение на главном виде отверстий в тонком диске колеса и выполнение штриховки

Простановка размеров
Алгоритм простановки размеров:
диаметры;
- габариты
У зубчатого колеса после простановки всех диаметров остается только один габарит по ширине
Ø 14
4 отв.
2х45
8 фасок
85
64
34
36
4
4
18
44
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø

Простановка шероховатости поверхности
Простановка шероховатости поверхности выполняется с учетом того, что небольшие зубчатые колеса выполняются из кругло катаного профиля. Поэтому основная обработка (шероховатость по параметру Rа6,5) записывается в правый верхний угол формата с дополнительным значком шероховатости поверхности в скобках, который указывает на то, что у детали есть поверхности с другой степенью шероховатости. К таким относятся:
- поверхность цилиндрического отверстия внутри колеса, предназначенного для посадки на вал;
- боковые поверхности шпоночного паза;
- боковая поверхность зуба колеса, степень шероховатости которого проставляют на линии делительного диаметра.
Ø 14
4 отв.
2х45
8 фасок
85
64
34
36
4
4
18
44
Rа 2,5
Rа 2,5
Rа2,5
Rа 6,3
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
(
)

Обозначение шероховатости поверхности
Для измерения неровности поверхности используют несколько определяющих параметров:
Ra- обозначает значение исследуемого профиля с возможным отклонением (среднеарифметическим) и измеряется в мкм;
Rz – обозначает высоту измеряемых неровностей определяемую по 10 основным точкам в мкм;
Rmax –максимальное допустимое значение параметра по высоте.

Колесо зубчатое
.