Конструирование цилиндрических зубчатых колес

Основные размеры кованых и штампованных зубчатых колес, представленных на рис.1а, определяются следующими зависимостями.

Диаметр ступицы: стальной D_c=1,55 d, чугунной D_c=1,6 d,

где d – диаметр посадочного отверстия зубчатого колеса.

Длина ступицы

L_c= 1,2 d b_w,

где b_w – ширина зубчатого венца колеса.

Толщина обода

A₁= (5…6) m,

где m – модуль передачи.

Толщина диска e = 0,3 b_w.

Диаметр центровой окружности

D₀ = 0.5(d_a – 2A₁ + D_c),

где d_a – диаметр окружности вершин зубьев колеса.

Диаметр отверстий d₀

d₀ = 0.25(d_a – 2A₁ – D_c).

Размер фаски посадочного отверстия определяют по табл. 1.

Рис.1а. Основные размеры зубчатых колес

Таблица 1

Размеры фасок отверстия

d,мм	30	30…50	50…80	80…120	120…150	150…250	250…500
С3, мм	1.0	1.6	2.0	2.5	3.0	4.0	5.0

Размер фаски зубчатого венца определяют по формуле C₁= 0,5m и округляют до ближайшего значения по табл. 1. Размер фаски C₂ принимают равным 2…3 мм. Радиус R равен 4…10 мм.

Шевронные зубчатые колеса чаще выполняют двухвенцовыми с канавкой между венцами для выхода зуборезного инструмента (рис. 1б). Ширина канавки зависит от нормального модуля m_n,типа инструмента и делительного угла наклона зуба (табл. 2).

Рис.1б. Канавка двухвенцового колеса

Таблица 2

Ширина канавки двухвенцового колеса

mn, мм	Тип инструмента
червячная фреза	долбяк
<		>
1.5 2.5 3.5 4.5			7.5 7.5 7.5 7.5

Глубину канавки выбирают в диапазоне h = (2,5…2,6) m_n , наибольший радиус R₁ = 0,5 мм при m_n< 4 мм и R₁ = 1 мм при m_n 4 мм.

Смазка зубчатой передачи и подшипников

Смазку применяют для уменьшения потерь мощности на трение, снижения интенсивности износа трущихся поверхностей, отвода тепла и продуктов износа от трущихся поверхностей и защиты от коррозии.

Смазка зубчатой передачи при окружных скоростях в зацеплении до 12,5 м/с осуществляется окунанием колеса в масляную ванну. Такой способ смазки иначе называют картерным. При более высоких скоростях центробежная сила сбрасывает масло с зубьев и не обеспечивает достаточную смазку зацепления. Минимальная рекомендуемая глубина погружения колеса в масляную ванну h_min = 2m, но не менее 10 мм. Максимальная глубина погружения не должна превышать половины радиуса зубчатого колеса.

Таблица 3

Выбор кинематической вязкости масла

Требуемая вязкость масла при 40°C определяется по табл. 3 в зависимости от расчетных контактных напряжений σ_H и окружной скорости в зацеплении. По этой вязкости подбирается сорт масла (табл. 4). Наиболее широкое применение в машинах находят минеральные индустриальные масла.

Таблица 4

Выбор сорта масла

Их обозначение состоит из 4 знаков. Первый знак И означает масло индустриальное, второй знак определяет назначение масла (Л – для легко нагруженных узлов, Г – для гидравлических систем, Т – для тяжело нагруженных узлов), третий знак характеризует эксплуатационные свойства масла (А – масло без присадок, В – с антиокислительными и антикоррозионными присадками, С – дополнительно с противоизносными присадками), четвертый знак определяет класс кинематической вязкости.

Для смазки подшипников качения в цилиндрических редукторах применяют как жидкие, так и пластичные смазочные материалы. Жидкие масла используют при картерной смазке зубчатой передачи в случае, если окружная скорость в зацеплении V ≥ 1 м/с. При этом происходит разбрызгивание масла и внутри картера образуется масляный туман, обеспечивающий смазку подшипников качения. При меньших окружных скоростях для смазки подшипников используют пластичные смазки, такие как ЦИАТИМ-201 или Литол-24. В этом случае со стороны зубчатой передачи подшипник закрывают мазеудерживающим кольцом. Пластичная смазка должна занимать 0,5…0,67 свободного объема между мазеудерживающим кольцом и крышкой подшипникового узла.