Евольвентна зубчаста передача

Евольвентним зубчастим колесом називають ланку зубчастого механізму, з замкненою системою зубів. При проектуванні зубчастого колеса спочатку потрібно визначити число зубівz, а потім визначити параметри зубів. Для цього потрібно довільне коло колесаryрозділити наzчастин, кожна з яких називається окружним крокомpy.

деmy=py/p=dy/z- модуль зачеплення по колу довільного радіусу.

Модулем зачеплення називається лінійна величина в p разів менша за окружний крок або відношення кроку по будь-якому концентричному колу зубчастого колеса до p . Залежно від кола по якому визначений модуль розрізняють ділильний, основний, початковий. Для косозубих коліс ще й нормальний, торцевий та осьовий модулі. У ряді країн використовується величина зворотна модулю, яка називається пітчем. Пітч (діаметральний) - число зубів колеса, що припадає на дюйм діаметра. Виходячи з цього модуль можна визначити як число міліметрів діаметра, що припадає на один зуб. На колесі можна провести незліченну кількість кіл на кожному з яких буде свій модуль. Для обмеження цього числа ГОСТом запроваджено стандартний ряд модулів. Стандартний модуль визначається по колу званоїділильної.Точнішеділильної називається така коло зубчастого колеса, на якій модуль і крок приймають стандартне значення. Окружним кроком чи кроком називається відстань по дузі кола між однойменними точками профілів сусідніх зубів (під однойменними розуміються праві чи ліві профілі зуба). Кутовий крок t - центральний кут, що відповідає дузіp -окружному кроці по діловому колу.

Примітка:Згідно з ГОСТ основніелементи зубчастого колеса позначаються за такими правилами: лінійні величини - малими літерами латинського алфавіту, кутові - грецькими буками; встановлені індекси для величин:

по колам: ділильною - без індексу, вершин -a, западин -f, основна -b, початкова -w, нижніх точок активних профілів коліс -p, граничних точок -l;

що відносяться до зуборізного інструменту -0.

Для параметрів зубчастого колеса справедливі наступні співвідношення

- діаметр кола довільного радіусу,

- Діаметр ділового кола,

- крок по колу довільного радіусу,

- крок по діловому колу,

деa- кут профілю на ділильному колі,

ay- кут профілю на колі довільного радіусу.

Кутом профілю називається гострий кут між дотичною до профілю в даній точці і радіусом - вектором, проведеним в дану точку з центру колеса.

Крок колеса ділиться на товщину зубаsyі ширину западиниey.Товщина зубаsy- відстань по дузі колаryміж різноіменними точками профілів зуба. Ширина западиниey- відстань по дузі колаryміж різноіменними точками профілів сусідніх зубів.

Залежно від співвідношення між товщиною зуба і шириною западини на діловому колі зубчасті колеса поділяються на:

нульовіs = e = p * m / 2, D = 0;

позитивніs > e, => D > 0;

негативніs D * a = 1;

коефіцієнт висоти ніжкиh * f = 1.25;

коефіцієнт граничноївисотиh * l = 2;

коефіцієнт радіуса кривизни перехідної кривої r* f =с * /(1-sin a )= 0.38;

коефіцієнт радіального зазору в парі вихідних контурівз * = 0.25.

Вихідний контур відрізняється від вихідного висотою зубаh0 = 2.5m.

Вихідний і вихідний контури, що виробляє, утворюють між собою конруентну пару (рис. 12.3), тобто. один заповнює інший як виливок заповнює заготовку (з радіальним зазоромз * Ч mв зоні прямої вершин зуба вихідної рейки). Принципова відмінність цих контурів у тому, що вихідний контур покладено в основу стандартизації зубчастих коліс, а вихідний - в основу стандартизації зуборізного інструменту. Обидва ці контури необхідно відрізняти відконтуру, що виробляє - проекції ріжучих кромок інструменту на площину перпендикулярну осі заготовки.

Верстатним зачепленням називається зачеплення, утворене заготівлею колеса та інструментом, при виготовленні зубчастого колеса на зубообробному обладнанні за способом обкату. Схема верстатного зачеплення колеса і інструменту з виробляючим контуром, що збігається з вихідним контуром, зображена на рис. 12.4.

Лінія верстатного зачеплення- геометричне місце точок контакту евольвентної частини профілю інструменту та евольвентної частини профілю зуба в нерухомій системі координат.

Зміщення вихідного виробляючого контуруx*m- найкоротша відстань між діловим колом заготовки і ділильною прямою вихідного виробляючого контуру.

Зрівняльне усунення Dy*m- умовна розрахункова величина, введена в розрахунок геометрії зачеплення з метою забезпечення стандартного радіального зазорузачепленні (величина, що виражає в частках модуля зменшення радіуса кіл вершин коліс, необхідне для забезпечення стандартної величини радіального зазору).

Кільце граничних точокrl- коло проходить через точки сполучення евольвентної частини профілю зуба з перехідною кривою.

Основні розміри зубчастого колеса.

Визначимо основні розміри евольвентного зубчастого колеса, використовуючи схему верстатного зачеплення (рис. 12.4).

Радіус кола вершин

Радіус кола западин

Товщина зуба по діловому колу.

Так як стночно-початкова пряма перекочується в процесі огинання по діловому колу без ковзання, то дугаs-sпо діловому колу колеса дорівнює ширині западиниe-eпо верстатно-початковій прямій інструменті. Тоді з урахуванням схеми на рис. 12.5, можна записати

Види зубчастих коліс (Класифікація за величиною усунення).

Залежно від розташування вихідного виробляючого контуру щодо заготівлі зубчастого колеса, зубчасті колеса діляться на нульові або без зсуву, позитивні або з позитивним зсувом, негативні або з негативним зміщенням.

Підрізання та загострення зубчастого колеса.

Якщо при нарізанні зубчастого колеса збільшувати зміщення, то основне і ділове коло не змінюють свого розміру, а кола вершин і западин збільшуються. При цьому ділянка евольвенти, яка використовується для профілю зуба, збільшує свій радіус кривизни та профільний кут. Товщина зуба по діловому колу збільшується, а по колу вершин зменшується.

На рис. 12.7 зображено дваевольвентних зуба для яких

Для термооброблених зубчастих коліс із високою поверхнею міцністю зуба загострення вершини зуба є небажаним. Термообробка зубів (азотування, цементація, ціанування), що забезпечує високу рису. 12.7 ну поверхневу міцність і твердість зубів при збереженні в'язкої серцевини, здійснюється за рахунок насичення поверхневих шарів вуглецем. Вершини зубів, як виступаючі елементи колеса, насичуються вуглецем більше. Тому після загартування вони стають більш твердими та крихкими. У загострених зубів з'являється схильність до сколювання зубів на вершинах. Тому рекомендується при виготовленні не допускати товщини зубів менших деяких допустимих значень. Тобтозагостренимвважається зуб у якого

У цьому зручніше користуватися відносними величинами[sa /m ].Зазвичай приймають такі допустимі значення

поліпшення, нормалізація [sa/m] = 0.2;

ціанування, азотування [sa/m] = 0.25. 0.3;

Підрізання евольвентних зубів у верстатному зачепленні

У процесі формування евольвентного зуба за способом огинання, залежно від взаємного розташування інструменту та заготівлі можливе зрізання евольвентної частини профілю зуба частиною профілю інструменту, яка формує перехідну криву. Умова за якої це можливо визначається із схеми верстатного зачеплення. Ділянка лінії зачеплення, що відповідає евольвентному зачепленню визначається відрізкомB1.де точкаBlвизначається перетином лінії верстатного зачеплення та прямої граничних точок інструменту. Якщо точкаBlрозташовується нижче (див. рис.12.8) точкиN, виникає підрізання зуба. Умову при якому немає підрізування можна записати так

---