Опубликовано 17 Авг 2013
Механика | 40
…наружного и внутреннего зацепления со смещением исходного контура и без смещения.
В статье «Расчет зубчатой передачи» мной предложена программа «Проектировочный расчет цилиндрической зубчатой передачи», которая на основе заданных силовых и кинематических параметров определяет основные габаритные. Эти величины для сегодняшнего нашего расчета станут исходными данными.
Источник: http://al-vo.ru/mekhanika/raschet-geometrii-zubchatoy-peredachi.html
Содержание
Построение эвольвентного зацепления
Способ приближённого построения эвольвентного зубчатого зацепления. Подходит для технических рисунков, построенных от руки или с помощью САПР.
Перед построением необходимо задать следующие размеры:
Перед построением эвольвентного зацепления необходимо рассчитать его геометрические параметры. Предположим, что даны числа зубьев колеса и шестерни , указан тип зацепления: нулевое, равносмещенное или неравносмещенное. Сначала исходя из типа по таблицам или блокирующему контуру нужно выбрать коэффициенты смещения и .
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D0%B2%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5
Геометрический расчет зубчатой передачи выполним в программе MS Excel
При отсутствии у вас на компьютере программы MSExcel воспользуйтесь бесплатной программой OOoCalc из пакета OpenOffice.
Целью данного расчета является нахождение ряда размеров (углов и диаметров), необходимых для окончательного оформления рабочих чертежей колеса и шестерни, а так же для выполнения в дальнейшем проверочных расчетов качества зубчатого зацепления по геометрическим показателям.
Ссылка на файл с программой – в конце статьи.
Схема наиболее распространенного наружного зубчатого зацепления в торцевом сечении показана на рисунке, расположенном ниже этого текста.
Исходные данные записываем в ячейки со светло-бирюзовой заливкой. В ячейки с бледно-голубой заливкой вносим исходные данные, внимательно выполнив требования, помещенные в расположенной над ними строке! Результаты расчетов считываем в ячейках со светло-желтой заливкой. В ячейках со светло-зеленой заливкой, как обычно, помещены мало подверженные изменениям исходные данные.
Источник: http://al-vo.ru/mekhanika/raschet-geometrii-zubchatoy-peredachi.html
Стандартизация
В соответствии с принципом взаимозаменяемости ряд геометрических параметров эвольвентного зацепления стандартизован. В России зубчатые колёса выбирают по числу зубьев и модулю , принимая следующие параметры за постоянные (по ГОСТ 13755-81):
- высота головок зуба ;
- высота ножки зуба ;
- подрезания нет, то есть или угол зацепления равен основному углу зацепления ;
- угол зацепления °;
- коэффициент высоты головки зуба ;
- коэффициент радиального зазора .
В США и Великобритании вместо модуля используется питч , Питч — величина обратная модулю.
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D0%B2%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5
Открываем таблицу файла Excel и записываем исходные данные:
1. Констатируем в объединенной ячейке D3E3, что параметры нормального исходного контура, участвующие в расчете, взяты по ГОСТ 13755-82. В примечании к объединенной ячейке D3E3 указано: угол исходного профиля a=20 градусов; коэффициент высоты головки зуба ha*=1; коэффициент радиального зазора c*=0,25.
2. Тип зацепления T (смотри примечание: T=1 – наружное; T=-1 – внутреннее зацепление) указываем
в объединенной ячейке D4E4: 1
3. Модуль зацепления mв миллиметрах (в примечании – стандартный ряд модулей) вписываем
в объединенную ячейку D5E5: 1,5
4. Угол наклона зубьев b в градусах (в примечании – рекомендации по назначению) вписываем
в объединенную ячейку D6E6: 13,3222
5. Число зубьев z1 иz2 заносим соответственно
в ячейку D7: 18
и в ячейку E7: 73
6.1. Далее, если известно из предыдущих расчетов межосевое расстояниеaw, то вписываем это значение в миллиметрах
в объединенную ячейку D9E9: _____
Если значение aw не известно, то оставляем ячейку D9E9 пустой! (В примере межосевое расстояние не определено.)
6.2. Если заданы коэффициенты смещения исходного контураx1 иx2 (и соответственно не задано aw!), то вписываем эти значения
в ячейку D10: 0,300
и в ячейку E10: 0,300
Если значения x1 иx2 не заданы, то ничего не записываем в ячейки D10 и E10!
Почему, как и зачем назначать смещение исходного контура, выполняя геометрический расчет зубчатой передачи, мы постараемся обсудить на страницах блога (при наличии интереса аудитории) в статьях, которые будут опубликованы в будущем.
Чтобы не пропустить выход статей, получайте анонсы. Для этого необходимо в окне, расположенном вверху страницы. Введите адрес своей электронной почты и нажмите на кнопку «Получать анонсы статей», подтвердите подписку в письме, которое тут же придет к вам на указанную почту!
Источник: http://al-vo.ru/mekhanika/raschet-geometrii-zubchatoy-peredachi.html
2. РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
Таблица 1
Исходные данные для расчета
Наименование параметров |
Обо- |
Расчетные формулы и указания |
|||
Число зубьев |
шестерни |
|
— |
||
колеса |
|
— |
|||
Модуль |
|
— |
|||
Угол наклона |
|
— |
|||
Нормальный исходный контур |
Угол профиля |
|
— |
||
Коэффициент высоты головки |
|
— |
|||
Коэффициент радиуса кривизны переходной кривой |
|
— |
|||
Коэффициент граничной высоты |
|
— |
|||
Коэффициент радиального зазора |
|
— |
|||
Линия модификации головки |
— |
— |
|||
Коэффициент высоты модификации головки |
|
— |
|||
Коэффициент глубины модификации головки |
|
— |
|||
Межосевое расстояние |
|
Входит в состав исходных данных, если его значение задано |
|||
Коэффициент смещения |
у шестерни |
|
Входят в состав исходных данных, если значение межосевого расстояния Рекомендации по выбору коэффициентов смещения настоящим стандартом не устанавливаются. Величины коэффициентов смещения определяются требуемыми прочностными и геометрическими показателями качества передачи |
||
у колеса |
|
||||
Параметры, относящиеся к зуборезному долбяку |
|||||
Число зубьев |
|
— |
Входят в состав исходных данных, если предполагается окончательная обработка колеса с внутренними зубьями зуборезным долбяком. При исходном контуре по ГОСТ 13755-81 и ГОСТ 9587-81 принимать зуборезные долбяки по ГОСТ 9323-79 и ГОСТ 10059-80 |
||
Модуль |
|
||||
Угол наклона |
|
||||
Делительный диаметр |
|
— |
|||
Диаметр вершин |
|
— |
|||
Номинальная нормальная толщина зуба |
|
— |
|||
Угол развернутости профиля в точке притупления продольной кромки зуба |
|
— |
|||
Угол развернутости профиля в начальной точке модификации ножки зуба |
|
— |
|||
Угол развернутости профиля в точке начала технологического утолщения ножки зуба |
|
Для зуборезных долбяков по ГОСТ 9323-79, если угол неизвестен, принимать |
|||
Угол развернутости профиля в граничной точке |
|
— |
|||
Коэффициент смещения исходного контура |
|
Для долбяков по ГОСТ 9323-79 и ГОСТ 10059-80, не подвергавшихся переточке, значения |
|||
Коэффициент высоты головки в исходном сечении |
|
— |
Таблица 2
Расчет основных геометрических параметров
Наименования параметров |
Обозна- |
Расчетные формулы и указания |
||||
Расчет коэффициентов смещения |
||||||
1. Делительное межосевое расстояние |
|
|||||
2. Угол профиля |
|
При (включая исходные контуры по ГОСТ 13755-81 и ГОСТ 9587-81) упрощенный расчет |
||||
3. Угол зацепления |
|
|||||
4. Коэффициент разности смещений |
|
* |
||||
_______________ * Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: — Примечание изготовителя базы данных. |
||||||
5. Коэффициент смещения |
у шестерни |
|
Рекомендации по разбивке значения на составляющие |
|||
у колеса |
|
|||||
Расчет межосевого расстояния |
||||||
6. Коэффициент разности смещений |
|
При (включая исходные контуры по ГОСТ 13755-81 и ГОСТ 9587-81) упрощенный расчет |
||||
7. Угол профиля |
|
|||||
8. Угол зацепления |
|
|||||
9. Межосевое расстояние |
|
|||||
Расчет диаметров зубчатых колес |
||||||
10. Делительный |
шестерни |
|
||||
колеса |
|
|||||
11. Передаточное число |
|
|||||
12. Начальный диаметр |
шестерни |
|
||||
колеса |
|
|||||
13. Диаметр вершин зубьев |
шестерни |
|
Допускается изменение величин диаметров и расчет их по другим формулам для получения требуемых качеств зацепления по геометрическим показателям |
Расчет производится для случая, когда не учитывается конкретный зуборезный инструмент |
||
колеса |
|
|||||
14. Диаметр впадин |
шестерни |
|
Размеры являются справочными. Для зубчатых колес, окончательно обработанных зуборезным долбяком, фактический диаметр впадин шестерни определяется по приложению 4 к ГОСТ 16532-70, а фактический диаметр впадин колеса — по табл.3, п.9 |
|||
колеса |
|
Примечания:
1. Для прямозубых передач , тогда ; ; .
2. При получаем ; ; .
3. При получаем ; ; .
4. Расчет диаметров вершин зубчатых колес для случая предполагаемой окончательной обработки колеса с внутренними зубьями зуборезным долбяком приведен в табл.3.
Таблица 3
Расчет диаметров вершин и впадин зубчатых колес для случая
предполагаемой окончательной обработки колеса с внутренними зубьями зуборезным долбяком
Наименование параметров |
Обозна- |
Расчетные формулы и указания |
||
1. Коэффициент воспринимаемого смещения |
|
|||
2. Коэффициент уравнительного смещения |
|
|||
3. Коэффициент смещения у долбяка |
|
|||
4. Угол станочного зацепления колеса с долбяком |
||||
5. Межосевое расстояние в станочном зацеплении колеса с долбяком |
|
|||
6. Коэффициент воспринимаемого смещения в станочном зацеплении колеса с долбяком |
|
|
||
7. Коэффициент уравнительного смещения в станочном зацеплении колеса с долбяком |
|
|||
8. Диаметр вершин зубьев |
шестерни |
|
Допускается изменение величин диаметров и расчет их по другим формулам для получения требуемых качеств зацепления по геометрическим показателям |
|
колеса |
|
, где при , при |
||
9. Диаметр впадин |
шестерни |
|
Размер является справочным. Фактический диаметр впадин шестерни, окончательно обработанной зуборезным долбяком, определяется по приложению 4 к ГОСТ 16532-70 |
|
колеса |
|
Таблица 4
Расчет размеров для контроля взаимного положения разноименных профилей зубьев
Наименования параметров |
Обозна- |
Расчетные формулы и указания |
||||
Расчет постоянной хорды зуба и высоты до постоянной хорды |
||||||
1. Постоянная хорда зуба |
шестерни |
|
При (включая исходные контуры по ГОСТ 13755-81 и ГОСТ 9587-81) упрощенный |
|||
колеса |
|
|||||
Должно выполняться условие: для шестерни , для колеса , где , , где
При модификации головки должно выполняться условие: для шестерни , для колеса , где |
||||||
2. Высота до постоянной хорды зуба |
шестерни |
|
||||
колеса |
|
|||||
Расчет длины общей нормали |
||||||
3. Угол профиля в точке на концентрической окружности диаметра |
|
. При следует принимать |
||||
4. Расчетное число зубьев в длине общей нормали шестерни (число впадин в длине общей нормали колеса) |
|
, где |
||||
5. Длина общей нормали |
|
, где Должно выполняться условие: для шестерни , для колеса , где — радиус кривизны разноименных профилей зубьев в точках, определяющих длину общей нормали при симметричном ее положении относительно основного цилиндра; — радиус кривизны профиля зуба в точке на окружности вершин;
Если имеется притупление продольной кромки зуба, в неравенство вместо , где При модификации головки в неравенство вместо Если условие левой части неравенства не выполняется, следует пересчитать значение При увеличении или уменьшении числа зубьев (впадин) в длине общей нормали Для косозубых зубчатых колес должно выполняться дополнительное условие , где При (включая исходные контуры по ГОСТ 13755-81 и ГОСТ 9587-81) упрощенный расчет |
||||
Расчет толщины по хорде зуба и высоты до хорды |
||||||
6. Угол профиля в точке на концентрической окружности заданного диаметра |
|
|||||
7. Окружная толщина на заданном диаметре |
шестерни |
|
||||
колеса |
|
|||||
8. Угол наклона линии зуба на соосной цилиндрической поверхности диаметром |
|
|||||
9. Половина угловой толщины зуба эквивалентного зубчатого колеса, соответствующая концентрической окружности диаметром |
|
|
||||
10. Толщина по хорде |
|
|||||
11. Высота до хорды |
шестерни |
|
||||
колеса |
|
|||||
Расчет размера по роликам (шарикам) |
||||||
12. Диаметр ролика (шарика) |
|
При (включая исходные контуры по ГОСТ 13755-81 и ГОСТ 9587-81) рекомендуется принимать Контроль косозубых колес с внутренними зубьями по роликам не производится |
||||
13. Угол профиля в точке на концентрической окружности, проходящей через центр ролика (шарика) |
у шестерни |
|
||||
у колеса |
|
|||||
14. Диаметр концентрической окружности зубчатого колеса, проходящей через центр ролика (шарика) |
|
. Должно выполняться условие: для шестерни , для колеса , где
, , где
Если имеется притупление продольной кромки зуба, в неравенство вместо , где При модификации головки в неравенство вместо |
||||
15. Размер по роликам (шарикам) прямозубых и косозубых зубчатых колес с четным числом зубьев (в торцовом сечении) |
шестерни |
|
Должно выполняться условие: для шестерни , , для колеса , . |
|||
колеса |
|
|||||
16. Размер по роликам (шарикам) прямозубых и косозубых зубчатых колес с нечетным числом зубьев (в торцовом сечении) |
шестерни |
|
||||
колеса |
|
|||||
17. Минимальный размер по роликам (шарикам) косозубых зубчатых колес с нечетным числом зубьев, а также с четным числом зубьев при |
шестерни |
|
;
, где — для зубчатых колес с нечетным числом зубьев. |
|||
колеса |
|
Упрощенное определение |
||||
Примечание. Минимальный размер по роликам (шарикам) косозубых зубчатых колес с четным числом зубьев при |
Должно выполняться условие: для шестерни ; ; для колеса , . |
|||||
Расчет нормальной толщины зуба |
||||||
18. Нормальная толщина зуба |
шестерни |
|
||||
колеса |
|
Примечание. Выбор метода контроля настоящим стандартом не регламентируется.
Таблица 5
Расчет размеров для контроля номинальной поверхности зуба
Наименования параметров |
Обозна- |
Расчетные формулы и указания |
||
Расчет размеров для контроля торцового профиля зуба |
||||
1. Основной диаметр |
|
|||
2. Угол профиля зуба в точке на окружности вершин |
|
Если имеется притупление продольной кромки зуба, то следует рассчитать угол профиля зуба в точке притупления |
||
3. Радиус кривизны активного профиля зуба в нижней точке |
шестерни |
|
Формула справедлива, если верхняя точка активного профиля сопряженного зубчатого колеса совпадает с точкой профиля на его окружности вершин. Если имеется притуп- ление продольной кромки зуба, то вместо |
Источник: http://docs.cntd.ru/document/464630274
d3 = cos ? * D
От автора. Я нашел в интернете полезную программку в Excel 2007. Это автоматизированная табличка для расчета всех параметров прямозубого зубчатого колеса.
Скачать Скачать с зеркала
Итак, приступим к графическому построению профиля зубчатого колеса
- Изобразите делительный диаметр с диаметром D, и центром шестерни O. Окружность показана красным цветом.
- Изобразите диаметр вершин зубьев (d1) с центром в точке O с радиусом большим на высоту головки зуба(зелёного цвета).
- Изобразите диаметр впадин зубьев (d2) с центром в точке O с радиусом меньшим на высоту ножки зуба (голубого цвета цвета).
- Проведите касательную к делительному диаметру (желтая).
- В точке касания под углом ? проведите линию зацепления, оранжевого цвета.
- Изобразите окружность касательную к линии зацепления, и центром в точке O. Эта окружность является основной и показана тёмно синего цвета.
- Отметьте точку A на диаметре вершин зубьев.
- На прямой соединяющие точки A и O отметьте точку B находящуюся на основной окружности.
- Разделите расстояние AB на 3 части и отметьте, точкой C, полученное значение от точки A в сторону точки B на отрезке AB.
- От точки C проведите касательную к основной окружности.
- В точке касания отметьте точку D.
- Разделите расстояние DC на четыре части и отметьте, точкой E, полученное значение от точки D в сторону точки C на отрезке DC.
- Изобразите дугу окружности с центром в точке E, что проходит через точку C. Это будет часть одной стороны зуба, показана оранжевым.
- Изобразите дугу окружности с центром в точке H, радиусом, равным толщине зуба (s). Место пересечения с делительным диаметром отметьте точкой F. Эта точка находится на другой стороне зуба.
- Изобразите ось симметрии проходящую через центр О и середину расстояния FH.
- Линия профиля зуба отображенная зеркально относительно этой оси и будет второй стороной зуба.
Вот и готов профиль зуба прямозубого зубчатого колеса. В этом примере использовались следующие параметры:
- Модуль m=5 мм
- Число зубьев z=20
- Угол профиля исходного контура ?=200
Расчетные данные:
- Делительный диаметр D=100 мм
- Диаметр вершин зубьев d1=110 мм
- Диаметр впадин зубьев d2=87.5 мм
- Толщина зубьев по делительной окружности S=7.853975 мм
На этом первая часть урока является завершенной. Во второй части (видео) мы рассмотрим как применить полученный профиль зуба для построения модели зубчатого колеса. Для полного ознакомления с данной темой («зубчатые колеса и зубчатые зацепления», а также «динамические сопряжения в SolidWorks») необходимо вместе с изучением этого урока изучать урок №24.
Еще скажу пару слов о специальной программе, производящей расчет зубчатых колес и генерацию модели зубчатого колеса для SolidWorks. Это программа Camnetics GearTrax.
P.S.(16.03.2010) Скачать Camnetics GearTrax
А теперь переходим с следующей части урока.
Скачать 2-ю часть урока №30 Скачать с зеркала
/strong
:
Источник: http://www.swlesson-mpl.ru/indexphp/2009-09-28-05-10-23/177—30-.html
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:
- https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D0%B2%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 1114 (5%)
- http://docs.cntd.ru/document/464630274: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 12993 (64%)
- http://al-vo.ru/mekhanika/raschet-geometrii-zubchatoy-peredachi.html: использовано 3 блоков из 7, кол-во символов 3278 (16%)
- http://www.swlesson-mpl.ru/indexphp/2009-09-28-05-10-23/177—30-.html: использовано 1 блоков из 6, кол-во символов 2873 (14%)