Kegelräder. Zeichnungen von Kegelrädern

Führen Sie gefälschte, Besetzung und viel weniger verbunden aus. Je nach Größe des Außendurchmessers können Kegelräder von mehreren zehn Millimetern bis 2 ... 3 m hergestellt werden. Aufgrund des großen Größenbereiches ist es nicht möglich, eine Zahnradkonstruktion zu verwenden. Der Herstellungsprozess und die Kraftwirkung auf die Getriebeelemente im Prozess des Kegelradgetriebes erfordern ebenfalls verschiedene Designs. Die häufigsten konischen Ausführungen zahnräder  unten diskutiert.

Die Wahl der Ausführungen von Kegelrädern. Das Design der Kegelräder wird gemäß der Tabelle ausgewählt. 10

Wie bei zylindrischen Zahnrädern stellen wir hier die Konzepte des kleinsten (d rp) und des größten D gr des Grenzdurchmessers eines Kegelrads vor. Grenzdurchmesser bestimmen die Gestaltung des Getriebes.

Bei Zahnrädern mit einer Scheibe wird bei der Bestimmung des Grenzdurchmessers berücksichtigt, dass Löcher mit einem Durchmesser von mindestens 30 mm in der Scheibe hergestellt werden müssen. Hierfür ist ein Abstand von 50 mm zwischen Nabe und Felge erforderlich. Der kleinste Grenzdurchmesser sollte sein: d rp = 100 + d cm + 2bsinφ. Wenn also d d\u003e d gp geschmiedet wird kegelräder  sollte das Muster auf Blatt 9 haben, Abb. Wenn d d ≤ d gp ist, wird das Zahnrad ohne eine Scheibe (Blatt 9, 2) ausgeführt.

Bei großen gegossenen Zahnrädern wird der Begriff des größten Grenzdurchmessers Dgp = dgp + 0,4L eingeführt, der die Gestaltung von gegossenen Kegelrädern mit vier und sechs Rippen definiert.

In tab. Fig. 10 zeigt die Grenzen des Winkels φ, der die Form der Zahnräder verschiedener Ausführungen bestimmt.

Bestimmung der Abmessungen der Elemente von geschmiedeten Kegelrädern. Formeln zur Bestimmung der Abmessungen von Elementen geschmiedeter und gegossener Kegelräder sind in der Tabelle angegeben. 11

Für die Hauptausführung verwendete Getriebe mit einer vertikalen Scheibe ohne Querrippen. Dieses Design bietet Festigkeit und Herstellbarkeit.

Tabelle 10

Auswahl der Ausführung von Kegelrädern

Tabelle 11

Formeln zur Bestimmung der Abmessungen von Elementen geschmiedeter und gegossener Kegelräder

Fortsetzung der Tabelle. 11

Geschmiedete Zahnräder mit kleinem Durchmesser werden ohne Scheiben ausgeführt.

Wenn aufgrund von Konstruktionsanforderungen oder Wellenfestigkeitsbedingungen der Durchmesser d so gewählt wird, dass eine Ungleichung vorliegt

dann wird das Zahnrad zusammen mit der Welle (Blatt 9, Abb. 4, 5) ausgeführt und wird als Wellenzahnrad bezeichnet.

Wenn gemäß den Konstruktionsanforderungen die geschmiedete Kegelradscheibe in einem gewissen Abstand von den Enden der Nabe angeordnet werden muss (Blatt 10, 1), dann sollte die Nabe nicht über den Kegel der Vertiefungen hinausragen, was durch den Zustand des Schneidens der Zähne an der Maschine bestimmt wird.

Bei Kegelrädern, die ohne Löcher in der Scheibe und mit einem kurzen hervorstehenden Teil der Nabe hergestellt sind, werden zur Vereinfachung der Befestigung des Werkstücks an der Maschine während des Abbiegens vom Ende des großen Kegels die Oberseiten der Zähne entlang dem Durchmesser D cp mit den folgenden Verhältnissen zwischen dem Gewicht des Werkstücks und der Länge des vorstehenden zylindrischen Teils geschnitten Hubs:

Berechnen Sie beim Durchtrennen der Zahnköpfe (Blatt 9, Abb. 1, 2) den Durchmesser D cp bei b cf = t. Dann wird der erhaltene Wert von D cp abgerundet und die Schnittbreite der Höcker der Zähne b c durch die Formel bestimmt

Wenn das Abschneiden der Oberseiten der Zahnradzähne (Blatt 9, Fig. 3) mit einem Winkel φ ≥ 45 ° (Blatt 9, Fig. 2) durchgeführt wird, wird die Breite des Schnittes bbc unter Verwendung der gleichen Formel für Dcp = dd bestimmt.

Bestimmung der Abmessungen der Elemente von Gusskegelrädern.  Die Abmessungen der Elemente von Gußzahnrädern hängen nicht nur von der Festigkeit ab, sondern auch von den erforderlichen Verhältnissen zwischen ihnen, die durch den Gießvorgang bestimmt werden. Einscheibengetriebe bestehen je nach Größe aus vier, sechs und acht Rippen. Die Wahl einer geraden Anzahl von Kanten erklärt sich aus der vorteilhaftesten Lage der Gewinne und der Beseitigung von Fehlern in Form von Schalen usw. Die Formeln zur Bestimmung der Größe der Elemente von gegossenen Kegelrädern sind in der Tabelle angegeben. Um die Felgendicke δ 0 von gegossenen und geschmiedeten Kegelrädern zu berechnen, wird die Formel für die Berechnung der Dicke der Felge von gegossenen zylindrischen Zahnrädern unter Berücksichtigung des Einflusses des Zahnbreiten-Koeffizienten Ba und der Gesamtzahl der Zähne z verwendet. In Kegelrädern nimmt die radiale Last mit abnehmendem Winkel φ zu und der Abstand vom Angriffspunkt dieser Last zur Symmetrieachse der Scheibe nimmt zu. Um den Einfluss von Momenten von radialen und axiale Belastungen der Abstand l X vom Ende des Kreises der Projektionen auf einem kleinen Kegel zur Scheibe wird abhängig vom Winkel φ bestimmt. In tab. 11 zeigt Formeln zur vorläufigen Bestimmung des Lochs in der Radnabe unter der Welle. In Anbetracht der Technologie des Gießens an den Stellen, die durch den Buchstaben N (Blatt 10, Abb. 2, 3, 4) angegeben sind, ist der Rand auf die Höhe der Rippen verdickt. Verwenden Sie bei der Herstellung von geschmiedeten und gegossenen Kegelrädern den gleichen Stahl wie die Stirnräder.

Zeichnungen von Kegelrädern

Kegelräder (siehe Abb. 8.5, d, e) sowie zylindrisch sind bedingt gezeichnet (Abb. 8.11). In diesem Fall gelten die allgemeinen Regeln für das Erstellen von Zeichnungen von zylindrischen Zahnrädern, die im vorherigen Abschnitt beschrieben wurden, auch für das Ziehen von Kegelstirnrädern. Die Abmessungen der Elemente dieser Räder werden nach den gleichen Formeln wie für Zylinderräder berechnet. Die Durchmesser, das Modul, die Höhe des Kopfes und die Schenkel des Zahns des Kegelrades sind jedoch variabel (Abb. 8.11). Daher wird der Maximalwert als Durchmesser des Teilkreises genommen. Der Wert des Moduls in den Berechnungen ist auch am größten (am äußeren zusätzlichen Kegel).

Abb. 8.11.

GOST 19325–73 legt fest, dass die Grundlage für die Berechnung der Größe von konischen Stirnzahnrädern ist pechkegel  . Auf den Spitzen der Zähne verläuft kegel der Spitzen  und entlang der Zahnmulden hohlkegel.  Zusätzlich können zwei zusätzliche Trennkegel vorhanden sein - außen und innen. Die Generatoren dieser Kegel sind rechtwinklig zum Generator des Teilkegels angeordnet.

Um ein konisches Stirnrad zu zeichnen, müssen Sie das externe Peripheriemodul kennen. te die Anzahl der Zahnradzähne z.  Wenn zwei Zahnräder im Eingriff sind, werden die Zähnezahlen mit z1 bzw. z2 bezeichnet.

In diesem Beispiel werden diese Werte wie folgt angenommen: te = 3 mm; z1 = 20 (Zahnräder); z2 = 40 (Räder); Wellendurchmesser da = 20 mm.

Bevor Sie mit dem Zeichnen beginnen, müssen Sie die grundlegenden Parameter des Rads berechnen.

Der Durchmesser des Radumfangs wird durch die Formel bestimmt d2 = te z2. In diesem Beispiel d2 = 3 40 = 120 mm. Zahnkopfhöhe ha gilt als gleich dem Modul (extern): ha = te =   3 mm.

Zahnhöhe std  wird gleich 1,2 Modul genommen: hr =  = 1,2ME = 1,2-3 = 3,6 mm.

Der Durchmesser des Teilkreiszahnrads (bildet ein Paar mit dem abgebildeten Rad) d1 = tez1 =   3 20 = 60 mm.

Fahren Sie nach dem Zählen der Hauptparameter mit dem Zeichnen des vorderen Radbereichs fort. Die Konstruktion erfolgt in folgender Reihenfolge (Abb. 8.12).

Abb. 8.12.

Zeichnen Sie zwei Teilkegel mit einer gemeinsamen Matrix (Abb. 8.12, a). Kegel mit größerem Durchmesser ( d2 = 120 mm) gehört zu einem kleineren Raddurchmesser ( d1 =   60 mm) - Getriebe. Zur Basis des Trennkegels ziehen die Räder zwei Linien im rechten Winkel zur Kegelformung, wodurch sich ein äußerer zusätzlicher Kegel des Rades ergibt.

Entlang des Generators dieses zusätzlichen Kegels liegen sie vom Schnittpunkt mit dem Generator des Trennkegels, der Größe der Kopfhöhe ha (in unserem Beispiel 3 mm) und Fußhöhe hf des Zahns wird durch den resultierenden Punkt rechts unter einem Winkel δa (Winkel des Kegels der Scheitelpunkte) ausgeführt, wobei der Kegel der Scheitelpunkte erhalten wird (Fig. 8.12, b). Wenn Sie die Höhe des Zahnbeins (in unserem Beispiel 3,6 mm) entlang der Mantellinie des zusätzlichen Kegels ziehen, verbinden Sie den resultierenden Punkt mit der Spitze des Trennkegels und erhalten so den Kegel der Radhohlräume.

Um ein Trennkegelrad zu bilden, lag die Länge der Zahnlänge b,  das kann durch das Verhältnis berechnet werden b = (6 ÷ 8)te in der Tabelle angegeben. 8.1. In unserem Beispiel nehmen wir den Koeffizienten an 6   (Stahlrad) bekommen wir b = 6 te =   6 3 = 18 mm.

Bestimmen Sie die Dicke des Felgenrandes δ0 aus dem in der Tabelle angegebenen Verhältnis. 8,1: δ0 ≈ (2,5 ÷ 4).

Für ein Stahlrad nehmen wir den Koeffizienten 2,5. Wir erhalten δ0 = 2 5te =   2,5 3 = 7,5 mm. Wir verschieben diese Größe entlang der Mantellinie eines zusätzlichen Kegels und zeichnen eine vertikale Linie (Abb. 8.12, c).

Entsprechend den in der Tabelle angegebenen Verhältnissen. 8.1, zähle den Durchmesser dCT und die Länge der Radnabe für diese Größen (Abb. 8.12, in). Zeigen Sie in der Nabe ein Loch für die Welle, deren Durchmesser dB =   20 mm.

Zeichnen Sie die linke Radansicht.

Gemäß GOST 2.402–68 zeigt es bei konischen Rädern nur zwei Umfänge des Zahnkranzes: Der Umfang der Zahnspitzen - eine durchgehende Hauptlinie und der Teilkreis - eine strichpunktierte dünne Linie (Abb. 8.12, a).

Gemäß GOST 2.405–75 wird auf Arbeitszeichnungen von Kegelrädern ein Teil der Abmessungen auf den Bildern und ein Teil in der Parametertabelle (Abb. 8.13) angebracht.

Auf den Bildern wird der Durchmesser der größeren Basis des Kegels der Spitzen angewendet (Außendurchmesser der Spitzen der Zähne). In fig. 8.13 diese Größe entspricht 79,3 mm. Bemaßung von der Grundfläche (Ende der Nabe) bis zur größeren Basis des Kegels der Spitzen (Größe 21,64 mm). Die Abmessungen von zwei Winkeln sind angegeben: der Winkel des Kegels der Eckpunkte (Winkel 27 ° 22 "in Abb. 8.13) und der Winkel des äußeren Zusatzkegels (Winkel 65 ° 46"). Wenn das Zahnrad einen zusätzlichen äußeren Konus hat, geben Sie die Breite des Zahnkranzes an (Größe 26 mm). Geben Sie immer die Größe des Basisabstands an, d. H. die Größe zwischen der Spitze des Trennkegels und der Bezugsebene, gemessen entlang der geometrischen Achse des Rades (Größe) 100 _0,2z mm in Abb. 8.13). Geben Sie an den Zahnkanten Fasenmaße oder Rundungsradien an.

Abb. 8.13.

Neben dem Modul umfasst die Parametertabelle die Anzahl und Art der Zähne, den Kegelwinkel δ (Winkel 24 ° 13 "40") und den Kegelwinkel der Mulden δf (Winkel 21 ° 66 "). Informationen zur Art der Zähne finden Sie in der Parametertabelle, da Es können schräge und kreisförmige Zähne mit evolventenartigen und anderen Profilen vorhanden sein.

Im zweiten Teil der Parametertabelle werden die Daten zur Steuerung des Rads und die Daten der dritten Referenz eingefügt.

Die entsprechenden Bilder sind mit der Rauheit der Arbeitsflächen der Zähne und der Oberflächen der Spitzen und Vertiefungen gekennzeichnet. Außerdem werden die maximalen Abweichungen der Form und Lage der Oberflächen angegeben.

Von fig. 8.13 dass die Scheitelpunkte des Teilerkonus und der Kegel der Scheitelpunkte nicht zusammenfallen. Durch das Versetzen derselben wird ein Spalt konstanter Größe über die gesamte Länge der Zähne der zusammenpassenden Räder bereitgestellt, wodurch die Übertragung glatter wird. Auf Trainingszeichnungen darf diese Lücke nicht angezeigt werden.

•   Hier und in Zukunft wird davon ausgegangen, dass der anfängliche Kegel mit dem Trennenden übereinstimmt.

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Kreiszahn  befindet sich entlang des Kreisbogens eines Kreises, in dem sich das Werkzeug beim Schneiden von Zähnen bewegt. Der Neigungswinkel des Kreiszahns ist variabel.

Kreiszähne werden in der Regel so ausgeführt, dass die Tangente an der Zahnlinie im mittleren Brüden A (Fig. 2) liegt.

Kreiszähne werden durch Rollen auf speziellen Hochleistungswerkzeugmaschinen mit einem Schneidkopf geschnitten.

Vom Standpunkt der Festigkeit unterscheiden sich kreisförmige Zähne von geraden und schrägen Zähnen durch ihre Bogenform und ihren anfänglichen Kontakt an einem Punkt.

Vom Standpunkt der Festigkeit unterscheiden sich kreisförmige Zähne von geraden und schrägen Zähnen durch ihre Bogenform und ihren anfänglichen Kontakt an einem Punkt.

Vom Standpunkt der Festigkeit unterscheiden sich kreisförmige Zähne von den geraden Zähnen in der Bogenform und der anfänglichen Berührung an einem Punkt. Die Wirkung dieser Fähigkeiten ist nicht gut verstanden, jedoch wurde auf der Grundlage experimenteller Daten festgestellt, dass Kegelräder mit kreisförmigen Zähnen eine 1 bis 45-fache Last übertragen können als Stirnkegelräder gleicher Größe.

Kreiszähne können mit einem Verjüngungsabstand L 6 - - - 420 mm verwendet werden.

Der Kreiszahn befindet sich entlang eines Kreisbogens a, in dem sich das Werkzeug beim Schneiden von Zähnen bewegt.

Kreisförmige Zähne werden mit einem nicht modularen Werkzeug geschnitten, das die Bearbeitung von Zähnen in einem bestimmten Modulbereich ermöglicht. Daher dürfen Übertragungen mit Nicht-Standard- und Teilmodulen verwendet werden.

Vom Standpunkt der Festigkeit unterscheiden sich kreisförmige Zähne von geraden und schrägen Zähnen durch ihre Bogenform und ihren anfänglichen Kontakt an einem Punkt. Daher werden spezielle Berechnungen in der UdSSR und im Ausland häufig verwendet. kegelradgetriebe  mit AGMA-Rundzähnen, entwickelt von Gleason-Verzahnungsmaschinen, die langjährige Erfahrung in der Konstruktion, Herstellung und Prüfung von Kegelrädern haben. Diese Berechnungen haben dieselbe Basis wie beschrieben, weisen jedoch auch einige Besonderheiten auf.

Der Kreiszahn befindet sich entlang eines Kreisbogens a, in dem sich das Werkzeug beim Schneiden von Zähnen bewegt. Der Neigungswinkel des Kreiszahns ist variabel. Für den berechneten Winkel nehmen Sie den Winkel auf dem Umfang des durchschnittlichen Raddurchmessers.

Vortrag Nummer 8

Kegelräder werden in Zahnrädern mit sich kreuzenden Wellen verwendet. Kegelräder werden mit geraden, schrägen, kreisförmigen und anderen gekrümmten Zähnen hergestellt. Derzeit sind die häufigsten Kegelräder mit kreisförmigen Zähnen. Stirnräder sind für den Einsatz bei niedrigen Umfangsgeschwindigkeiten (bis zu 8 m / s) geeignet. Bei hohen Geschwindigkeiten ist es ratsam, Räder mit kreisförmiger Verzahnung zu verwenden, um eine gleichmäßigere Verzahnung zu erreichen tragfähigkeit  und technologisch fortgeschrittener.

Nachteile von Kegelrädern:

1) die Komplexität der Fertigung;

2) die Schwierigkeit, den Kontaktpunkt der Zähne einzustellen;

3) relativ niedrige KPD. ( h bis= 0,94…0,97).

Letzteres wird durch die Tatsache erklärt, dass, wenn die Spitzen der anfänglichen Radkegel nicht übereinstimmen, der Schlupf im Kontakt der Zähne stark zunimmt. In dieser Hinsicht sollte die Gestaltung des Getriebes in der Lage sein, die Verzahnung der Kegelräder einzustellen.

Elemente der geometrischen Berechnung

Winkel zwischen den Wellenachsen Skann es ein beliebiger sein, aber der am weitesten verbreitete Winkel S= 90 0. Offensichtlich das S = d 1 + d 2wo   d 1  und d  2 - die Winkel der Teilkegelräder bzw. der Räder.

Äußerer Kegelabstand R e  bestimmt die Größe der Übertragung (Abb. 8.1).

Arbeitsbreite des Zahnkranzes b w  kann durch die Formel ausgedrückt werden

b w = y bd d m1 = y bR Re,

wo   y bd  - das Verhältnis der Breite des Zahnrads zu seinem Flankendurchmesser, - das Verhältnis der Breite des Zahnkranzes relativ zum Außenkegelabstand, d m  - Steigungsdurchmesser im mittleren Abschnitt.

Anstelle der Vorlauf- und Teilzylinder von Zylinderrädern in konischen Rädern werden Konzepte eingeführt - der Vorlauf und der Teilkegel, die die gleichen Eigenschaften wie die Teil- und Anfangszylinder haben. Alle Abmessungen der Zahnräder werden durch die äußere Stirnfläche bestimmt:

h ae = m te -  Außenhöhe des Zahnkopfes;

h fe =1,2m t  e ist die äußere Höhe des Zahnstiels;

m te  - umlaufendes Modul am äußeren Ende;

d f  - der Winkel des Kegels der Vertiefungen der Zähne;

d a- der Winkel des Kegels der Vorsprünge der Zähne;

de = m te z- Durchmesser des äußeren Teilkreises;

d ae = d e + 2h a cosd- Außendurchmesser der Vorsprünge;

d fe = d e - 2h f · cosd- Außendurchmesser des Umfangs der Vertiefungen.

Unter dem Durchmesser des Teilkreises eines Kegelrades versteht man den Durchmesser der Basis des Teilkegels   de = m tez = 2Re sinδ,von wo aus

Die Abmessungen des Zahns unterscheiden sich in der Länge, daher werden im mittleren Abschnitt die Begriffe Durchmesser und Modul eingeführt:

wo Rm  - durchschnittliche Kegelentfernung.

Übersetzungsverhältnis  weil de 1 =2Sie sind 1  und de 2 =2Sie sind 2dann Für orthogonale Übertragungen, bei denen S= 90 0, sin d 1 =cos d 2  und U = tgd 2 =ctg d 1.

Bemühungen zu engagieren

Der Kraftschluss berücksichtigt das Beispiel eines konischen Stirnradgetriebes. Konventionell betrachten wir, dass alle Kräfte in der Mitte eines Zahns auf Durchmesser ausgeübt werden d m 1  und d m 2  (siehe Abb. 8.3). Im Querschnitt durch die Ebene “ n-n"Normale Zahnoberfläche wirkt mit voller Kraft F ndie in eine Umfangskraft zerlegt wird   F tund Anstrengung Fr ". Im Gegenzug die Mühe Fr "  in der Frontalebene entfaltet sich weiter F a  (axiale Kraft) und Fr(Radialkraft). Alle Kräfte des Originals zu bestimmen ist

durch ihn werden Anstrengungen bestimmt

Für das Rad ist die Richtung der Kräfte entgegengesetzt;

Äquivalente Räder und Bestimmung ihrer Parameter

  Die Abmessungen der Zahnquerschnitte des Kegelrades variieren im Verhältnis zum Abstand dieser Abschnitte von der Oberseite des Kegels. Alle die querschnitte Zähne sind geometrisch ähnlich. In diesem Fall die spezifische Last q  (Abb. 8.4) ist ungleichmäßig über die Länge des Zahns verteilt. Sie variiert in Abhängigkeit von der Größe der Verformung und der Härte des Zahns in verschiedenen Abschnitten gemäß dem Gesetz des Dreiecks, dessen Spitze mit der Spitze des Trennkegels zusammenfällt. Die Kontakt- und Biegespannungen sind über die gesamte Länge des Zahns gleich. Auf diese Weise können Sie die Stärke der einzelnen Abschnitte berechnen. Es ist praktisch praktisch, den berechneten Durchschnittsabschnitt des Zahns mit der Belastung für die berechneten Abschnitte zu nehmen q cf.

Zur Festigkeitsberechnung kegelräder  durch einen äquivalenten Zylinder ersetzen, dessen Abmessungen durch den Hub eines zusätzlichen Kegels bestimmt werden jim mittleren Abschnitt (Abb. 8.5), während m tv = m tm.

Durchmesser des äquivalenten Rades

Spornfase  Räder werden bei niedrigen Umfangsgeschwindigkeiten (bis 2 ... 3 m / s, zulässig bis 8 m / s) eingesetzt. Bei höheren Geschwindigkeiten ist es ratsam, Räder mit kreisförmigen Zähnen zu verwenden, da sie ein ruhigeres Getriebe, weniger Lärm, höhere Tragfähigkeit und mehr Technologie bieten. Sporn  Kegelräder bieten eine Übersetzung von bis zu 3.

Korrektur der Kegelräder

Hauptsächlich anwenden große Höhe  Korrektur (Korrektur) von Kegelrädern. Auch für konische Räder gilt tangentialkorrektur, bestehend aus der Verdickung des Zahns und dem Ausdünnen des Radzahns. Die tangentiale Korrektur kegelförmiger Räder erfordert kein Spezialwerkzeug. Bei Zylinderrädern wird keine Tangentialkorrektur verwendet, da dafür ein spezielles Werkzeug erforderlich ist. In der Praxis wird für die konischen Räder häufig eine Höhenkorrektur in Kombination mit dem Tangential verwendet.

Die Zähne der konischen Räder haben aufgrund von Änderungen der Abmessung der Länge entlang der Länge drei Formen: