Расчет и проектирование зубчатых колес
Чтобы обеспечить работоспособность устройства, необходим точный расчет зубчатого колеса, проводимый для каждого из зацеплений. Стоит подробнее изучить особенности применяемой расчетной методики в отношении вычисления основных характеристик передачи, условия графического изображения соответствующих проектов.
Основные параметры зубчатых колес
Расчет зубчатого колеса проводят путем вычисления следующих основных характеристик передачи:
- передаточного отношения – исходное условие, указывающее, во сколько раз нужно снизить или увеличить скорость вращения выходного вала с обратным изменением усилия;
- диаметра делительной окружности – проходит через центральные точки эвольвентной поверхности зубьев в момент зацепления;
- длины нормали – прямая линия, проводимая по касательной между крайними поверхностями эвольвент контактирующих зубьев;
- модуля – часть диаметра делительной окружности, которая приходится на один зуб;
- углов наклона и профиля;
- наружных и внутренних диаметров шестерни (окружностей и впадин);
- межцентрового расстояния зацепления.
Перечисленные параметры применяют при расчете зубчатого колеса. Дополнительно учитывают угол наклона, количество, тип зубьев. По этим условиям предусмотрено использование прямо- и косозубых передач с цилиндрическими, коническими, круговыми или шевронными зубьями.
Современные технологии упрощают разработку проекта, поскольку расчет зубчатого колеса онлайн доступен на специализированных сервисах в интернете. Достаточно подставить исходные условия в форму, чтобы получить готовый результат.
Общие нормы расчета зубчатых колес регламентирует ГОСТ 16532-70.
Как рассчитать длину общей нормали на зубчатом колесе?
Один из наиболее важных моментов в расчете параметров зубчатого колеса – вычисление длины общей нормали. Эту характеристику необходимо знать для контроля точности передачи, чтобы обеспечить плавную работу зацепления, продлить срок службы механизма.
Для расчета общей нормали зубчатого колеса используют такую формулу: W = m×cosα{π×(zw – 0,5)+2х×tgα+z×invα}, в которой
- m – значение модуля;
- α – величина угла по исходному профилю, согласно положениям ГОСТ 13755-81 принимают равным 20 градусам;
- z и zw – количество зубьев соответственно общее в шестерне и на нормали.
Предварительно потребуется проведение расчета модуля зубчатого колеса, который определяют по формуле:
m = d/z, где d – диаметр делительной окружности.
Калькулятор на специализированном сайте значительно упростит расчет зубчатого колеса. Это облегчит задачу проектировщикам. Не нужно применять сложную формулу для расчета зубчатого колеса, достаточно подставить исходные параметры в форму.
Чертеж зубчатого колеса
После расчета диаметров и других характеристик зубчатых колес передачу можно изобразить на чертеже. Графические изображения лягут в основу проекта для последующей детализации и изготовления соответствующих элементов.
Не обязательно прорисовывать деталь полностью. В чертеже изображение упрощают. Базовые окружности (наружную, внутреннюю, посадочную) обозначают основной тонкой линией, делительную – штрих-пунктирной.
Результаты расчета зуба зубчатого колеса можно увидеть на профильной проекции, которую чаще выполняют в разрезе для точной детализации шестерни. На этом изображении указывают высоту и ширину зуба.
Эвольвенты отдельного зубца прорисовывают один раз, поскольку нет смысла дублировать остальные, которые выглядят аналогично.
Расчет и построение изображения зубчатого колеса
Изображение зубчатого колеса по итогам расчета основных размеров на чертеже строят в такой последовательности:
- начинают с фронтальной проекции; от центральной точки проводят окружности наружного, делительного, внутреннего, посадочного диаметров;
- отмечают сектор, который приходится на один зуб, в соответствии со значением расчетного модуля зацепления;
- прорисовывают эвольвенты зуба;
- выполняют профильную проекцию, согласовав размеры с фронтальной.
Деталь изображают с соблюдением пропорций в соответствии с установленными стандартами масштабами.
Проведение расчета цилиндрического зубчатого колеса – относительно простая задача. Определение характеристик конических, косозубых и прочих типов передач несколько сложнее, поскольку в формулах фигурирует большее количество параметров.
Грамотный расчет нормали и других характеристик зубчатого колеса предоставляет исходные данные для построения графического изображения соответствующих деталей. По итогам этих вычислений выполняют чертежи для последующего изготовления элементов.
- Комментарии