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 hне 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

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)

где m_tи 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/свследствие 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_tтакже 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.

« Назад [Конструкции цилиндрических зубчатых колес] Далее »