Главная

Конструкции цилиндрических зубчатых колес

Литые стальные и чугунные колеса. Толщина δ₀ обода литого колеса (рис. 22) должна быть, возможно меньшие, чтобы она не отличалась значительно от толщины спиц. Минимальная толщина

где m_t - торцовый модуль, мм; z - число зубьев колеса.

Формула действительна при наличии на ободе ребер жесткости высотой h не менее толщины δ₀; рекомендуется принимать h = 2δ₀. Толщину ребра следует брать примерно (0,8÷1) δ₀. При ширине литого колеса b < d/12 его выполняют однодисковым или со спицами овального сечения, а при большой ширине - со спицами, показанными на рис. 23. При da< 1000мм и b = 100÷200мм спицы выполняют Н-образными (рис. 22, а), крестообразными (рис. 22, б) и двутавровыми (рис. 22, в). Н-образные спицы предпочтительнее, так как в отливках остаточные напряжения получаются меньше. Колеса с d_a < 2500мм выполняют с шестью спицами.

Рис. 22. Литое колесо и форма спиц

Рис. 23. Конструкция бандажированных цилиндрических колес

44. Рекомендуемые натяги для стальных бандажей зубчатых колес и чугунных центров

Номинальный диаметр D, мм	Отклонение, мкм				Натяг,мм
	отверстия		вала
	нижн.	верхн. +	верхн. +	нижн. +	наиб.	наим.
Св. 500 до600	0	80	560	480	560	400
» 600 »700	0	125	700	575	700	450
» 700 »800	0	150	800	650	800	500
» 800 »1000	0	200	950	750	950	550
» 1000 »1200	0	275	1200	925	1200	650
» 1200 »1500	0	375	1500	1125	1500	750

Размер Н спицы с Н-образным сечением при толщине стенки спицы (0,8…1) δ₀ (большие значения относятся к b/m_t> 25) принимают

Если при найденном Н спицы не уменьшаются на ступице, то Н следует выбрать из условия сопряжения спиц со ступицей (например, при шести спицах H≈ 0,6d_ст, где d_ст - диаметр ступицы) и рассчитать на изгиб по изгибающему моменту по спицам М_сп ≈ 0,1Pd (здесь Р - окружная сила). Суживать спицы к ободу следует не больше, чем на 20%.

Ширина края обода, не поддерживаемая спицами, n ≤ 0,15b.

Толщина ступицы

где d_B - диаметр отверстия ступицы, мм.

Длина ступицы l = (l,5…2)d_B, но не меньше ширины колеса b.

Бандажированные колеса. Толщина бандажа (рис. 23)

при

где m_t и d - в мм.

Толщина обода чугунного центра δ_Оц ≈ δ_б. Для предохранения бандажа от проворачивания или сдвига с центра с каждой стороны колеса ввинчивают 3-6 стопорных винтов диаметром (0,5 + 0,6) δ_б и длиной, равной трехкратному диаметру.

Размеры спиц и ступицы центров такие же, как для литых колес.

Однодисковая конструкция предпочтительна при окружной скорости v > 10м/с вследствие меньших потерь масла на разбрызгивание.

Меньшие колебания натяга, чем приведенные в табл. 44, могут быть достигнуты, если при проточке центра за номинальный диаметр будет принят внутренний диаметр уже расточенного бандажа колеса. Такой способ обработки применяют при повышенных требованиях к посадке бандажа на центр (например, при ударной или вибрационной нагрузке). При толщине бандажа меньше (4…5)m_t также рекомендуется сужать поля натяга указанным способом. Следует учитывать, что при натягах больше 0,001D возможны разрушения от впадины между зубьями.

Рис. 24. Конструкция армированных зубчатых колес:

а - шлицевое соединение с валом; б - соединение с валом посредством специальной втулки

Рис. 25. Конструкция армированных зубчатых колес:

а - венец из термопласта; б - наборный венец из слоистого пластика

Пластмассовые колеса. Одно из колес в паре делают пластмассовым (текстолит, лигнофоль, капрон, нейлон и др.), а другое - чугунным или стальным с закалкой. Также сочетание материалов обеспечивает практически бесшумную работу зубчатой передачи при больших окружных скоростях.

Основной недостаток пластмассовых колес - низкие допускаемые нагрузки (в 2-3 раза меньше, чем для стальных колес), ограничиваемые выносливостью против выкрашивания и износостойкостью рабочих поверхностей зубьев.

Армирование пластмассовых зубчатых колес талью или чугуном также проводят для повышения прочности при изгибе зубьев, усиления соединения зубчатого колеса с валом, придания стабильности размерам пластмассового венца.

На рис. 24 показаны варианты армирования зубчатых колес из слоистых пластиков методами осевой стяжки заклепками (рис. 24, а) и болтами (рис. 24, б). Если зубчатое колесо надевается на вал непосредственно, то соединять его с валом целесообразно с помощью шлицев (см. рис. 24, а).

Допускаемые напряжения при расчете шлица на смятие рекомендуется назначать для полиамидов 7-10МПа; для полиформальдегида и текстолита 12- 15МПа.

На рис. 25 показаны конструкции армированных колес. Здесь зубчатый венец выполнен из полимера, а диски и ступицы из стали. Это позволяет осуществлять смену изношенных зубчатых венцов даже без съема колес с вала.

Для термопластических материалов армирующие элементы при изготовлении зубчатых колес или составных заготовок вводят в сопряжение с пластмассовыми венцами непосредственно в процессе отливки (рис. 26).

Однако усадочное сокращение длины и ширины венца при остывании, содействуя более плотному сопряжению, одновременно вызывает внутренние напряжения, остающиеся в материале весьма длительное время. Термическая обработка способствует частичному снятию внутренних напряжений.

---

email: KarimovI@rambler.ru

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

Теоретическая механика Сопротивление материалов

Прикладная механика Строительная механика Теория машин и механизмов

00:00:00