Розрахунок геометричних параметрів прямозубих та косозубих зубчастих передач

Основною відмінністю косозубих коліс у порівнянні з прямозубими є те, що у косозубих лінія зубців нахилена під деяким кутом β до твірної ділильного циліндра (рис. 23.1, а).Різновидністю косозу­бих коліс є шевронні зубчасті колеса (рис. 23.1, б). Шевронне зубчасте колесо складається як би з двох косозубих коліс, суміщених торцями так, щоб зубці мали протилежний нахил. Косозубі колеса використовують із кутом нахилу зубців β = 8...20°, а у шевронних колесах беруть β = 20...40°, кут нахилу зубців прямозубих коліс β = 0.

Зважаючи на те, що косозубі (ше­вронні) зубчасті колеса можуть нарізуватись таким самим стандартним інструментом, як і прямозубі, кут профілю зубців косозубих (шевронних) коліс у їх нормальному перерізі α _n = α = 20° (відповідно до початко­вого контуру).

За стандартний модуль зубців косозубих (шевронних) коліс беруть модуль m_nтакож у нормальному перерізі зубців. У пря–мозубих колесах нормальний та коловий модулі однакові: т = т_п = m_t.

Згідно зі значеннями параметрів стандартного початкового конту­ру розміри зубців циліндричних зубчастих коліс (рис. 23.2) визнача­ють за формулами, наведеними у табл. 23.1.

Формули для розмірів вінців циліндричних зубчастих коліс із числами зубців z₁ і z₂, що утворюють зубчасту передачу згідно з рис. 23 2, наведені у табл. 23.2.

Таблиця 23.1 Розміри елементів зубців циліндричних зубчатих коліс

Таблиця 23.2. Розміри вінців пари циліндричних зубчастих коліс

Міжосьова відстань циліндричних зубчастих передач:

прямозубої а_ω = 0, 5 · (d₁ + d₂ ) = 0, 5m · (z_l + z₂); (23. 1)

косозубої або (шевронної)

a_ω = 0, 5m_n · (z₁ + z₂) / cos β. (23.2)

Враховуючи те, що передаточне число зубчастої передачі u= z₂ / z₁, ділильні діаметри зубчастих коліс (у некоригованих передачах початкові збігаються з ділильними) можуть бути виражені через міжосьову відстань:

d₁ = 2a_ω / (u ± 1); d₂ = 2a_ω · u / (u ± 1).(23.3)

Тут знак плюс – для передачі зовнішнього зачеплення; знак мінус – для передачі внутрішнього зачеплення.

Ширину зубчастого вінця b₂ колеса (рис. 23.2) потрібно брати залежно від міжосьової відстані передачі

b₂ = ψ _ba · a_ω , (23.4)

де ψ _ba – коєфіцієнт ширини вінця, який беруть: ψ _ba= 0, 1...0, 4 –для прямозубих передач, ψ _ba = 0, 2...0, 5 – для косозубих та ψ _ba = 0, 4...0, 8 – для шевронних передач. Менші значення ψ _ba вживають при несиметричному або консольному розміщенні зубчастого колеса щодо опор вала, а також при твердості зубчастих коліс Н> 350 НВ.

Граничні значення ψ _baповинні бути такими, щоб виконувались умови:

ψ _ba = b₂ / d₁= 0, 5 ψ _ba (u + 1) ≤ 1 – для прямозубих пере­дач, ψ _ba ≤ 1, 5 – для косозубих передач та ψ _ba ≤ 2, 5 – для шев­ронних зубчастих передач.

Ширину зубчастого вінця шестірні b₁ беруть на 2 – 5 мм більшою від ширини вінця колеса з метою забезпечення повноти контакту зубців по довжині їх при можливих похибках у монтажі валів пере­дачі в осьовому напрямі.

Коефіціенти торцевого та осьового перекриття. Загальний коефшент перекриття зубчастої передачі

ε _γ =ε _α + ε _β , (23.5)

де ε _α і ε _β – коефіціенти торцевого та осьового перекриття зубців відповідно.

Для зубчастих передач без модифікації зубців і з некоригованими вубцями коефщіент торцевого перекриття можна визначити за такою наближеною залежшстю:

ε _α = [1, 88 – 3, 2 · (1/z₁ ± 1/z₂,)] · соs β. (23.6)

Тут знак плюс для передач зовнішнього, а знак мінус – внутрішнього зачеплення. У прямозубих передачах (β = 0) рекомендують ε _α ≥ 1, 2, а у косозубих

(β ≠ 0) – ε _α ≥ 1.

Коефіціент осьового перекриття ε _β виражаеться відношенням ширини зубчастого вінця колеса b₂до осьового кроку зубщв Р_х:

ε _β = b₂ / Р_х = b₂ · sin β / Р_n = (b₂ · sin β)/(π · m_n). (23.7)

У прямозубих зубчастих передачах ε _β = 0, а у косозубих переда­чах рекомендують брати ε _β ≥ 1, 1, що досягається вибором ширини вшця Ь₂при заданих β та m_n.