ЗубКолМихайлов (Несколько учебников, чертежей к проекту 3го курса 6го факультета и расчётов)

1ВВГ4 5 — 7035 — 2514 — 4 Ю Московский государственный авиационный институт (технический университет), 2002 Михайлов Ю.Б. Конструирование зубчатых колес механизмов летательных аппаратов: Учебное пособие. — М.: Изд-во МАИ, 2002. — 60 с.: ил. Рассмотрены конструкции зубчатых колос силовых и кннематнческих передач. Приводятся рекомендации по конструированию элементов зубчатых колсс и правила выполнения рабочих чсртсжей. Предназначено для студентов всех специальностей института, выполняющих проект по курсу "Детали механизмов н машин".

Рецензенты: В.П. 11илаваев, В.С. Киреев 1, ПРИМЕРЫ КОНСТРУКЦИЙ ЗУВЧАТЫХ КОЛЕС ПЕРЕДАТОЧНЫХ МЕХАНИЗМОВ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ Разнообразие конструктивных решений зубчатых колес силовых передач приведено на рис. 1. Форма и размеры зубчатых колес определяются как конструктнвнымн требованиями (требованиями по прочности, жесткости, надежности н точности и требованиями минимальной массы), так и возможностью простого и легкого изготовления и сборки. С точки зрения прочности н надежности деталей, упрощения сборки, а также для повышения точности передачи движения предпочтительно выполнение зубчатого колеса за одно целое с валом, Однако это приводит к определенным технологическим сложностям. Поэтому на практике монолитную конструкцию применяют только когда это технологически оправдано. При малосернйном производстве такую конструкцию применяют„ если диаметр зубчатого колеса соизмерим с диаметром вала (рис. 1, а) или если колесо расположено консольно и заготовка может быть получена операцией высадки на ковочной машине (аналогично формированию шляпки гвоздя) (рнс.

1, б), или когда ввиду малости абсолютных размеров колеса н вала отход материала в стружку невелик (рнс. 1, в). При единичном производстве технологические сложности имеют другой характер, что позволяет применять монолитную конструкцию чаще, например колеса почти всегда выполняют заодно с валом в космических устройствах, где снижение массы и повышение надежности играют решающую роль (рис. 1, г).

Однако если принять решение выполнять конструкцию монолитной, следует учитывать, что с увеличением диаметра заго- Рис. 1, Эубчаеуае колеса силовых передач товки прочность материала уменьшается (см. равд. 3). Поэтому прочность вала в монолитной конструкции будет меньше, чем прочность вала тех же размеров, выполняемого в виде отдельной детали. Если зубчатое колесо предназначено для соединения с валом, то оно имеет центральное отверстие для насаживання на вал н элементы соединения с валом: зубья (рис.

1, д, к), шпоночные канавки (рнс. 1, е, ж), отверстия под штифты (рис. 1, л), отверстия под болты фланцевого соединения (рис. 1, и). Центрирование колес, обеспечивающее точность установки на валу, осуществляется, как правило, по цилиндрическим участкам, а в некоторых случаях — по зубьям зубчатого соединения (рнс. 1, д). Для повышения точности установки колеса на валу и размещения элементов соединения с валом центральную часть насадного колеса выполняют в виде ступицы, имеющей осевой размер больше, чем зубчатый венец (рис. 1, д, ж), Конструкции на рис.

1, ж, л применяют для зубчатых колес, соединяемых с валом электродвигателя, имеющего шпонку (рис. 1, ж), или с гладким валом электродвигателя (рис. 1, з). Как при монолитной с валом, так и при насадной конструкции зубчатого колеса его тело часто выполняют сплошным, когда диск колеса по толщине равен ширине зубчатого колеса, а обод отсутствует (так называемый "жесткий обод"). Так поступают, когда диаметр колеса не намного больше диаметра вала (рис. 1, е) или когда колесо очень узкое. Зубчатое колесо большого диаметра, как правило, выполняют с ярко выраженными диском и ободом, причем чем тоныпе обод, тем меньше неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца, возникающая как из-за неточностей изготовления и монтажа, так и в результате прогиба вала.

Чтобы увеличить прочность краевых участков тонкого обода, его снабжают ребордами (рис. 1, и), Колеса высоконагруженных высокоскоростных передач для уменьшения указанной неравномерности и для снижения момента инерции стараются выполнять с малой относительной шириной зубчатого венца (рис. 1, к). Диск по условиям прочности может быть выполнен очень тонким (в виде мембраны), однако для придания ему необходимой жесткости диск выполняют большей толщины и уменьшают массу, делая в диске отверстия большого диаметра (рис. 1, г, к).

Отверстия одновременно служат и для закрепления заготовки на станке при обработке, а также для удобства транспортировки колес. В планетарных передачах используют колеса с внутренними зубьями (рнс. 1, л), а также сдвоенные колеса сателлитов, выполненные в виде блока (рис.

1, м), Конструкции зубчатых колес кинематнческих передач (в механизмах приборов), значительно отличающиеся от конструкций силовых передач, приведены на рис. 2. Зубчатое колесо малого диаметра (шестерню) выполняют как правило заодно с валом и называют "трибкойо (рис. 2, а). Если диаметр колеса примерно равен диаметру вала, зубья частично или полностью углубляют в тело вала (рис.

2, б). Колесо большего диаметра редко имеет такие элементы, как обод, диск и ступица и чаще выполняется плоским из листового материала (рис. 2, в), Такие колеса устанавливают на вал с малым натягом, а для осевой фиксации деформируют участок вала (рис. 2, и). Часто и шестерню, и колесо выполняют заодно с валом (рис. 2, г), так как ввиду малых размеров конструкции потери материала и времени при изготовлении незначительны.

Для дисковых цилиндрических колес с модулем т < 1 мм (так называемых "мелкамодульных'), предназначенных для использования в механизмах приборов (рис. 2, в, д, е), основные конструктивные элементы стандартизованы ГОСТ 13733 — 77. Аналогичными по конструкции выполняют и дисковые конические колеса (рис. 2, ж). Для малых передаваемых моментов используют колеса из пластмасс, комбинируя их с металлами для повышения прочности в местах соединения с валами (рис. 2, з). Для передачи вращающего момента в приборных механизмах используют соединения с натягом (рис. 2, и) или соединения штифтами (рис. 2, д, е, ж), реже — шпонками (рис. 2, з). При изготовлении колеса под штифтовое соединение в ступице выполняют реэьбовое отверстие (рнс. 2, ж) для прижатия колеса к валу технологическим винтом при совместнои обработке отверстия под штифт в колесе и в валу.

В механизмах приборов часто применяют составные конструкции (рис. 2, и, к, л). Диск-колесо ставят на трибку н развальцовывают материал трибки для осевой фиксации колеса (рис. 2, и). Такие конструкции применяют при больших диаметрах колес и небольшой ширине зубчатого венца, а также е счыса Рзс, Э. Зубчатые колеса кккеыатическзх передач если выполняют колесо не из стали. Применяют и фланцевые соединения с центрированием по цилиндрическому пояску (рис. 2, к).

В механизмах с переменным направлением вращения (реверсивных ) наличие бокового зазора между зубьями сопряженных колес вызывает появление мертвого хода, что снижает точность действия приборов. Для устранения этого применяют люфтовы- Таблица 1 Допол- ни- тель- ные Рады Допол- Рлды Ка5 на 10 Ка20 Ка40 Кай Ка10 Ка20 Ка40 тель- ные ре,е меры раа. меры 1,о 1,0 1,0 1,0 10 10 10,2 10 10 1,05 10,8 10,5 11,2 1,15 11,5 11,8 1,2 1,2 1,2 1,25 12 12 12,5 1,3 1,35 13 1,4 1,4 14 14 14,5 1,5 1,55 1,6 1,65 18 16 16,5 1,7 1,75 17,5 17 1,8 1,8 1,85 18 18,5 18 2,0 1,95 г,о г,о 20 20 19,5 20 2,1 2,05 20,5 2,15 21,5 22 г,4 г,з 24 23 2,5 2,5 25 25 25 25 2,6 2,7 29 2,8 2,9 28 з,о 31 зо 32 32 34 З,В 3,7 З7 З,з 3,8 зв 39 бирающие колеса (рис. 2, л). Колесо состоит из двух частей 1 и 2, зубья которых нарезаются совместно.

В пазах устанавливают пружины 2, соединяющие обе части колеса. От осевого смещения подвижную часть 2 фиксируют винтами 4, допускающими угловое смещение в пределах овальных отверстий. При сборке подвижное колесо поворачивают на несколько зубьев, деформируя пружину, и в таком виде обе части вводят в зацепление с сопряженным зубчатым колесом. Зубья люфтовыбирающего колеса под действием пружины охватывают с двух сторон зубья сопрягаемого, образуя беззазорное зацепление. Момент, создаваемый деформированной пружиной, должен соответствовать передаваемому моменту 2. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС Формы и размеры элементов зубчатого колеса включают формы и размеры зубчатых венцов, части колеса, соединяемой с валом, и собственно тела колеса (срединной его части).