Зубчатое колесо (шестерня):
Зубчатое колесо или шестерня представляет собой деталь, которая в зависимости от применения может быть с разным количеством зубьев, выполненных в различных формах, располагающихся на цилиндрической или конической поверхности, и которая входит в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса.
Зубчатые колеса или шестерни, за счет сцепления зубьев, выполняют следующие задачи: передача вращательного движения от одной детали к другой с изменением крутящего момента, увеличением или уменьшением скорости, а также преобразование вращательного движения в поступательное с помощью зубчатой рейки.
Зубчатые передачи широко применяются как в машиностроении, так и в приборостроении.
Зубчатые колеса подразделяются на виды в зависимости от применения и бывают цилиндрическими и коническими.
Где купить шестеренки?
Вы найти разные типы шестерен во многих магазинах механики или электроники. Например, вот несколько примеров:
- Пластиковый комплект мотор-редуктора. С 64 различными типами.
- Пластиковый комплект шестерен из 75 различных типов для двигателей и робототехники.
- Комплект из 16 различных металлических деталей, включая спирали.
- Пластиковый комплект шестерен шпинделя.
Эти изделия имеют небольшие размеры, поэтому если вам нужны шестеренки большего размера, скорее всего, вы не найдете их так легко. Также, если вам нужно что-то особенное, многие токарные мастерские могут сделай это для тебя. Las 3D принтеры они также помогают производителям создавать свои собственные шестеренки.
Цилиндрические зубчатые колеса (шестерни):
Цилиндрические зубчатые колеса используются в передачах, где оси валов располагаются параллельно относительно друг друга. При этом они могут располагаться как горизонтально, так и вертикально.
В зависимости от формы продольной линии зуба зубчатые колеса бывают: прямозубые, косозубые и шевронные.
Рис. 1. Цилиндрические зубчатые колеса: прямозубые, косозубые и шевронные
Прямозубое колесо. Этот вид шестерен ввиду своей простой конструкции является наиболее внедряемым в различных системах. В таком виде зубья шестерен располагаются в плоскости, которая перпендикулярна оси вращения. В отличии от косозубых и шевронных колес у данного вида предельный крутящий момент ниже.
Косозубое колесо. Зубья для данного вида колес выполняются под определенным углом к оси вращения шестерен, а по форме образуют часть винтовой линии. По сравнению с прямозубым колесом при работе зубьев данного вида зацепление зубьев происходит плавнее, а за счет увеличенной площади контакта предельный крутящий момент выше. Но для работы колес с косым зубом приходится применять упорные подшипники, так как возникает механическая сила, направленная вдоль оси. В основном косозубые колёса используются там, где нужны передачи большого крутящего момента на высоких скоростях.
Шевронное колесо. Этот вид имеет зубья, которые выполнены в форме буквы V на плоскости вращения колеса. Главной особенностью шевронных колес является то, что силы на осях обеих половин компенсируются, вследствие чего отпадает необходимость в использовании упорных подшипников. Различают шевронное и многошевронное цилиндрическое зубчатое колесо, состоящее соответственно из двух и более полушевронов, а также шевронное цилиндрическое зубчатое колесо со сплошным венцом и разделенными полушевронами.
В отдельные виды выделяются: цилиндрическое колесо с круговыми зубьями, цилиндрическое колесо со смещением (без смещения), циклоидальное, эвольвентное и цевочное цилиндрическое колеса.
Колесо с круговыми зубьями. Передачу с такими колесами называют передачей Новикова. При такой передаче контакт поверхностей зубьев происходит в одной точке на линии зацепления, расположенной параллельно осям колёс. Зубья данного вида колеса выполнены в виде полукруга, радиус которого подбирается под нужные требования. Колеса с круговыми зубьями в сравнении с косозубыми обладают более высокой нагрузочной способностью зацепления, высокой плавностью и бесшумностью работы, но при тех же условиях работы у них снижен КПД и ресурс работы, что не позволяет их применять широко.
Колесо со смещением либо без смещения. Это зубчатое колесо, зубья которого образованы при номинальном положении исходной производящей рейки, характеризуемом отсутствием касания (касанием) делительных поверхностей исходной производящей рейки и обрабатываемого зубчатого колеса.
Циклоидальное колесо. В данном виде профили зубьев шестерни выполнены по циклоидальной кривой. Однако при таком способе зацепления шестерен имеется большой недобор чувствительности из-за изменения расстояния между осями. Циклоидальное колесо применяется в основном в приборостроении. Колесо сложно в изготовлении, поскольку при его создании требуется использование очень многих специальных зуборезных инструментов.
Цевочное колесо. В данном случае зубья одного из колес имеют вид пальцев в форме цилиндра. Такой вид шестерен образовался на базе циклоидального колеса и получил более широкое применение как в машиностроении, так и в приборостроении.
Ведомая коническая шестерня — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Ведомая коническая шестерня
Cтраница 2
Вал с ведомой конической шестерней установлен в картере на роликовых подшипниках. С торцов вала имеются прокладки для регулировки подшипников. При правильном зацеплении боковой зазор у широкой части зуба должен быть равен 0 15 — 0 4 мм. Вал ведомой конической шестерни выполнен вместе с ведущей 10 цилиндрической шестерней. В картере главной передачи имеется три кармана. При вращении шестерен в них попадает масло, которое по каналам поступает к подшипникам, а оттудв опять в картер. [17]
В автомобиле МАЗ-200 ведомая коническая шестерня запрес-ювывается на промежуточный вал на шпонку, до упора в торец веду-цей цилиндрической шестерни. Промежуточный вал в этих автомсби-шх вращается на двух конических роликовых подшипниках, внешние сольца которых устанавливаются в крышках. Внутренние кольца юдшипников запрессовываются на шейки вала, под крышки ( гнезда) юдшипников ставят регулировочные прокладки. [18]
В автомобиле ГАЗ-51 ведомая коническая шестерня приклепывается к фланцу левой чашки дифференциала. [19]
Регулировку подшипников вала ведомой конической шестерни производят уменьшением количества прокладок, установленных под фланцем левого гнезда подшипника. В стандартный комплект входят прокладки толщиной 0 1; 0 15; 0 2 и 0 5 мм, устанавливаемые по потребности. Осевой зазор в подшипниках определяют индикатором при осевом перемещении шестерни. [20]
Головки заклепок крепления ведомой конической шестерни должны иметь геометрически правильную форму без перекосов, наплывов и трещин. Подшипники вала ведущей цилиндрической шестерни должны быть отрегулированы с предварительным натягом. [21]
Соответственно изменено положение подшипников ведомой конической шестерни и ряда деталей, установленных на заднем мосту. [23]
Наружные кольца роликовых подшипников ведомой конической шестерни при постановке ее в картер автомобиля ЗИЛ-150 устанавливают в крышке редуктора д упора. Роликовые подшипники смазывают солидолом, регулируют их с предварительным натягом — по усилию на прокручивание шестерни. Под каждую крышку картера редуктора устанавливают по одной прокладке толщиной 0 05 — 0 10 мм, остальные-по мере надобности. [24]
При регулировке зацепления шестерен ведомую коническую шестерню перемещают относительно ведущей путем перестановки прокладок 2 и 5, а ведущую относительно ведомой — изменением количества прокладок 5 под корпусом подшипников вала ведущей конической шестерни. Боковой зазор между зубьями конической пары у новой главной передачи должен быть 0 24 — 0 48 мм. [25]
При регулировке зацепления шестерен ведомую коническую шестерню перемещают относительно ведущей путем перестановки прокладок 2 и 5, а ведущую относительно ведомой — изменением количества прокладок 8 под корпусом подшипников вала ведущей конической шестерни. Боковой зазор между зубьями конической пары у новой главной передачи должен быть равным 0 24 — 0 48 мм. [26]
На одном валу с ведомой конической шестерней 12 механизма реверса закреплена цилиндрическая распределительная шестерня 14, находящаяся в постоянном зацеплении с шестернями 15 и 16, свободно сидящими на своих валах. [27]
Величина предварительного натяга конических подшипников ведомой конической шестерни должна быть в пределах 0 03 — 0 05 мм. Регулировка подшипников производится за счет изменения прокладок под крышками ( гнездами) подшипников. [28]
Перед сборкой шестерен следует нагреть ведомую коническую шестерню до температуры 120 — 160 С и собрать в горячем состоянии. [29]
Коробка дифференциала / приводится через ведомую коническую шестерню 2 главной передачи. [30]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Материалы для изготовления
Основной материал для изготовления колёсных пар — это сталь. Шестерня должна иметь более высокие прочностные характеристики, поэтому колёса часто изготавливают из разных материалов и подвергают разной термической или химико-термической обработке. Шестерни, изготовленные из легированной стали, подвергают поверхностному упрочнению методом азотирования, цементации или цианирования. Для углеродистых сталей используется поверхностная закалка.
Зубья должны обладать высокой поверхностной прочностью, а также более мягкой и вязкой сердцевиной. Это предохранит их от излома и износа поверхности. Колёсные пары тихоходных машин могут быть изготовлены из чугуна. В различных производствах применяются также бронза, латунь и различные пластики.
Подытожим
Расчетные чертежи и схемы для шестеренок различных конфигураций преимущественно совпадают для косых и прямозубчатых версий. Основные различия возникают при расчетах на прочность. В графических отображениях применяются характеристики, ориентированные на типовые габаритные размеры шестеренок. Среди представленного ассортимента на рынке вполне реально подобрать зубчатое колесо с необходимыми характеристиками и прочностными показателями.
Источники
- https://mehmanxona.ru/tehnologii/vidy-shesterenok.html
- https://novoe-info.ru/chto-takoe-modul-shesterni/
- https://MechPrivod.com/market/zubchataya_shesterenka/shesterenka_zubchataya_cilindricheskaya/
- https://novoe-info.ru/kak-nayti-modul-zubchatogo-kolesa/
- https://doctordent.su/pulpit/kak-opredelit-modul-zuba-shesterni-po-diametru.html
- https://FB.ru/article/429020/modul-shesterni-vidyi-opredelenie-standartnyie-pokazateli
Формула расчета параметров прямозубой передачи
Чтобы определить параметры прямозубой шестеренки, потребуется выполнить некоторые предварительные вычисления. Длина начальной окружности равна π×D, где D — ее диаметр.
Расчет модуля зубчатого колеса
Шаг зацепления t – это расстояние между смежными зубами, измеренное по начальной окружности. Если это расстояние умножить на число зубов z, то мы должны получить ее длину:
проведя преобразование, получим:
Если разделить шаг на число пи, мы получим коэффициент, постоянный для данной детали зубчатой передачи. Он и называется модулем зацепления m.
размерность модуля шестерни — миллиметры. Если подставить его в предыдущее выражение, то получится:
выполнив преобразование, находим:
Отсюда вытекает физический смысл модуля зацепления: он представляет собой длину дуги начальной окружности, соответствующей одному зубцу колеса. Диаметр окружности выступов De получается равным
где h’- высота головки.
Высоту головки приравнивают к m:
Проведя математические преобразования с подстановкой, получим:
Диаметр окружности впадин Di соответствует De за вычетом двух высот основания зубца:
где h“- высота ножки зубца.
Для колес цилиндрического типа h“ приравнивают к значению в 1,25m:
Устройство зубчатого колеса
Выполнив подстановку в правой части равенства, имеем:
что соответствует формуле:
и если выполнить подстановку, то получим:
Иначе говоря, головка и ножка зубца относятся друг к другу по высоте как 1:1,25.
Следующий важный размер, толщину зубца s принимают приблизительно равной:
- для отлитых зубцов: 1,53m:
- для выполненных путем фрезерования-1,57m, или 0,5×t
Поскольку шаг t приравнивается к суммарной толщине зубца s и впадины sв, получаем формулы для ширины впадины
- для отлитых зубцов: sв=πm-1,53m=1,61m:
- для выполненных путем фрезерования- sв= πm-1,57m = 1,57m
Характеристики конструкции оставшейся части зубчатой детали определяются следующими факторами:
- усилия, прикладываемые к детали при эксплуатации;
- конфигурация деталей, взаимодействующих с ней.
Детальные методики исчисления этих параметров приводятся в таких ВУЗовских курсах, как «Детали машин» и других. Модуль шестерни широко используется и в них как один из основных параметров.
Для отображения шестеренок методами инженерной графики используются упрощенные формулы. В инженерных справочниках и государственных стандартов можно найти значения характеристик, рассчитанные для типовых размеров зубчатых колес.
Обслуживание и расчёт
Техобслуживание заключается в осмотре механизма, проверке целостности зубьев и отсутствия сколов. Проверка правильности зацепления производится при помощи краски, наносимой на зубья. Изучается величина пятна контакта и его расположение по высоте зуба. Регулировка производится установкой прокладок в подшипниковых узлах.
Сначала надо определиться с кинематическими и силовыми характеристиками, необходимыми для работы механизма. Выбирается вид передачи, допустимые нагрузки и габариты, затем подбираются материалы и термообработка. Расчёт включает в себя выбор модуля зацепления, после этого подбираются величины смещений, число зубьев шестерни и колеса, межосевое расстояние, ширина венцов. Все значения можно выбирать по таблицам или использовать специальные компьютерные программы.
Главными условиями, необходимыми для длительной работы зубчатых передач, являются износостойкость контактных поверхностей зубьев и их прочность на изгиб.
Достижению хороших характеристик и уделяется основное внимание при проектировании и изготовлении зубчатых механизмов.
