Конструкции и расчет редукторов

ГОСТ 2185-66 устанавливает межосевые расстояния a_W, номинальные передаточные числа и, коэффициенты ширины зубчатых колес ψ_ba и дается рекомендуемые сочетания межосевых расстояний и общие номинальные передаточные числа для зубчатых цилиндрических передач, которые используются в двух- и трехступенчатых насосных редукторах общего назначения, что дает возможность для серийного изготовления редукторов.

Межосевые расстояния

Межосевые расстояния редукторов a_w приведены в табл. 49. Величину межосевого расстояния определяют расчетом на усталостную контактную прочность поверхностей зубьев или выбирают конструктивно в зависимости от габаритных размеров приводимой машины. В табл. 50 и 51 приведены рекомендуемые стандартом межосевые расстояния для двух- и трехступенчатых редукторов и их распределение по отдельным ступеням.

Таблица 49

Межосевые расстояния редукторов, мм

Примечание. Предпочтительный ряд первый.

Таблица 50

Межосевые расстояния двухступенчатых трехосных редукторов, мм

Межосевые расстояния трехступенчатых редукторов, мм

Таблица 52

Примечания.

1.        Первый ряд следует предпочитать второму.

2.       Для редукторов, которые должны быть кинематически согласованы между собой, допускается выбирать передаточные числа из ряда R40 (ГОСТ 8032-84).

3.       Фактические значения передаточных чисел u_ф не должны отличаться от номинальных более чем на 2,5% при и ≤ 4,5 и на 4% при и > 4,5.

Таблица 53

Общие передаточные числа и_общ. двухступенчатых редукторов

Примечания:

1.    Для всех редукторов первый ряд следует предпочитать второму.

2.   Фактические значения передаточных чисел u_ф  не должны отличаться от номинальных более чем на 4%.

Таблица 54

Общие передаточные числа и_общ. трехступенчатых редукторов

Примечания:

1.    Для всех редукторов первый ряд следует предпочитать второму.

2.    Фактические значения передаточных чисел и_ф не должны отличаться от номинальных более чем на 4%.

Передаточные числа

Номинальные передаточные числа и должны соответствовать указанным в табл. 52.

Рекомендуемые общие передаточные числа и_общ для двух- и трехступенчатых несоосных редукторов общего назначения приведены в табл. 53 и 54.

Распределение общего передаточного числа между отдельными ступенями передач в двух- и трехступенчатых редукторах (табл. 55 и 56) осуществляется при условии одинакового использования контактной прочности зубьев при одинаковой твердости их поверхностей, одинаковых коэффициентов ширины зубьев колес всех ступеней и распределения межосевых расстояний между отдельными ступенями, как это дано в табл. 50 и 5). В двухступенчатых редукторах с соосным расположением валов в одной горизонтальной плоскости при заданном распределении передаточных чисел между ступенями, с одинаковыми межосевыми расстояниями для выполнения условия равнопрочности приходится применять зубчатые колеса с разными коэффициентами ширины.

Таблица 55

Распределение общих передаточных чисел в двухступенчатых трехосных редукторах по отдельным ступеням зубчатых зацеплений

Таблица 56

Распределение общих передаточных чисел в трехступенчатых редукторах по отдельным ступеням зубчатых зацеплений

Таблица 57

Распределение общих передаточных чисел в двухступенчатых двухосных (соосных) редукторах с горизонтальным расположением валов в одной плоскости по отдельным ступеням зубчатых зацеплений

Если первая ступень имеет коэффициент ширины ψ_bа = 0,4, то вторая ступень должна иметь коэффициент ψ_bа не менее 0,6 при одних и тех же материалах шестерен и колес и твердости поверхностей зубьев.

Передаточные числа отдельных ступеней этих редукторов (табл. 53) устанавливаются при условии близкой контактной равнопрочности и одинакового погружения в масляную ванну зубчатых колес быстроходной и тихоходной ступеней при смазывании окунанием.

Ширина зубчатых колес

Ширина зубчатых колес b зависит от коэффициента ширины ψ_bа: b = ψ_bаа_w. Значения коэффициента ширины зубчатых колес ψ_bа (ГОСТ 2185-66) приведены в табл. 58.

Значения ширины зубчатых колес округляют до ближайшего числа из ряда R20 по ГОСТ 8032-84. Ширина канавки для выхода режущего инструмента в шевронных зубчатых колесах включается в величину ширины b. При различной ширине сопряженных зубчатых колес берется значение коэффициента ψ_bа зубчатого колеса с меньшей шириной.

При выборе коэффициента ширины ψ_bа необходимо принимать во внимание материал зубчатых колес и вид термообработки, точность изготовления, окружную скорость, величину модуля и осевого шага, характер нагрузки, схему редуктора и ряд других факторов. Рекомендуется выбирать узкие колеса, так как в этом случае получается более высокая точность изготовления и значительно снижается неравномерность распределения нагрузки по ширине, вызываемая деформацией валов и неточностями изготовления и монтажа редуктора. По этой же причине не рекомендуется отношение ширины шестерни к диаметру делительной окружности принимать больше 2,5.

При твердости поверхностей зубьев НВ ≤ 350 рекомендуется задавать твердость зубьев шестерни на 30...50 единиц больше твердости зубьев колеса. В тех случаях, когда твердость зубьев шестерни значительно больше твердости зубьев колеса, ширина шестерни должна быть на 5... 10 мм больше, чем ширина колеса. В противном случае при относительном смещении шестерни и колеса в процессе эксплуатации на зубьях колеса образуется нежелательный уступ.

При твердости поверхностей зубьев обоих колес НВ ≥ 350 ширину колес можно принимать одинаковой. Для колес с цементированными, закаленными с поверхности зубьями коэффициент ширины ψ_bа рекомендуется принимать не более 0,4...0,5. При увеличении длины зубьев погрешности, возникающие при обработке, возрастают, что приводит к большим затруднениям при получении необходимого пятна контакта.

При поверхностной закалке происходит коробление зубьев; при этом с увеличением ширины колес ошибки в направлении зубьев возрастают. В случае применения широких колес лучше переходить на шевронное зацепление, так как длина зуба одной спирали составляет около половины общей ширины зубчатого колеса и ошибки в направлении зубьев значительно уменьшаются.

В прямозубых и косозубых передачах коэффициент ширины ψ_bа должен быть не более 0,4...0,6. При больших значениях коэффициента ψ_bа необходимо применять шевронное зацепление.

Быстроходные передачи изготовляются с шевронным зацеплением при коэффициенте ширины ψ_bа = 0,4... 1,0. При консольном расположении шестерен и колес рекомендуется выбирать коэффициент ширины ψ_bа не свыше 0,4. При дальнейшем увеличении ширины колеса (при консольном его расположении) сильно возрастает концентрация нагрузки по длине зубьев и эффект от использования материала колес резко снижается.

Таблица 58

Коэффициент ширины зубчатых колес

Модули

Значения модулей для цилиндрических зубчатых колес редукторов (ГОСТ 9563-60) приведены в табл. 59. Величину модуля определяют исходя из прочности зубьев по изгибу. По возможности выбирают наименьшие значения модулей, так как зубчатые колеса с малыми модулями нарезаются на зуборезных станках с большей точностью и с лучшей чистотой поверхности, имеют меньшую массу и меньшие потери на трение в зацеплении. При поверхностной закалке меньше искажается форма их зубьев и получается хорошая и более быстрая приработка зацепления.

Если зубчатое колесо должно работать при предельных контактных напряжениях, то значение модуля, полученного при расчете на изгиб, рекомендуется увеличивать на 10...15%, так как при выкрашивании поверхностей зубьев происходит ослабление их поперечного сечения и может произойти излом зуба.

Таблица 59

Значения модулей т, мм

Примечание. При назначении величин модулей первый ряд предпочтительнее.

Углы наклона линии зубьев

Углы наклона зубьев в косозубых передачах должны быть 8...10⁰. В косозубых передачах при угле наклона зуба свыше 10° необходимо устанавливать или радиально-упорные подшипники с увеличенным углом контакта, или в опоре с радиальным подшипником дополнительно устанавливать упорный подшипник, что удорожает конструкцию и требует более надежного и сложного торцового крепления подшипников на валах и в корпусах.

Уменьшение утла наклона зубьев, особенно в узких колесах с коэффициентом ширины ψ_bа 0,2...0Д нежелательно, так как величина осевого шага может быть больше ширины колеса. Вследствие этого осевой коэффициент перекрытия будет меньше единицы и передача будет работать менее плавно, с большими динамическими нагрузками, что ведет к быстрому износу и появлению дефектов на поверхностях зубьев.

Для установленных ГОСТом межосевых расстоянии в табл. 60 приведены суммарные числа зубьев z_∑ и углы наклона зубьев β на делительном цилиндре при определенных интервалах передаточных чисел и модулей в нормальном сечении. Эти значения рекомендуются при коэффициенте ширины ψ_bа ≥ 0,4 при некорригированном и корригированном зацеплении с коэффициентом сдвига х₁=-х₂ соответственно для шестерни и колеса, но могут быть использованы и при ψ_bа < 0,4, но с проверкой, указанной в примечании к табл. 60.

Подбор чисел зубьев шестерни и колеса в зависимости от принятого суммарного числа зубьев z_∑ и передаточного числа и можно выполнить по табл. 62.

Таблица 60

Параметры передач с косозубыми колесами при ψ_bа ≥ 0,4 (зацепление некорригированное или корригированное с коэффициентом сдвига х₁=-х₂ )

Для шевронных колес угол наклона зубьев β равен 25...35⁰. Рекомендуемые параметры передач с шевронными колесами при некорригированном или корригированном зацеплении с коэффициентом сдвига х₁=-х₂ соответственно для шестерни и колеса при коэффициенте ширины ψ_bа > 0,125 приведены в табл. 61, где для стандартных межосевых расстояний приведены суммарные числа зубьев z_∑ сопряженных шестерни z₁ и колеса z₂ и углы наклона зубьев β по принятому модулю зацепления т в интервале передаточных чисел. Подбор чисел зубьев шестерни z₁ и числа зубьев колеса z₂ в зависимости от принятого суммарного числа зубьев z_∑ и передаточного числа и передачи выполняется по табл. 62, где в числителе поставлено число зубьев колеса z₂, а в знаменателе - суммарное число зубьев z_z сопряженных шестерни и колеса. Для каждого значения передаточного числа и в верхней строке приведены наименьшие значения z₂/z_∑, а в нижней - наибольшие, соответствующие допустимым значениям рассматриваемого передаточного числа. В интервале наименьших и наибольших значений чисел зубьев z₂ /z_∑  может быть любое целое число из указанного интервала.

Продолжение табл. 60

Продолжение табл. 60

Примечание. Отдельные сочетания величин α_W, Z_∑, m ; β могут быть использованы и при  ψ _ba< 0,4, но с проверкой соблюдения условия

 или ​

Параметры передач с шевронными колесами при ψ_ba ≥ 0,125 (зацепление некорригированное или корригированное с коэффициентом сдвига x₁ = -х₂)

Конструкции и расчет редукторов › Цилиндрические редукторы › Основные параметры редукторов с цилиндрическими зубчатыми колесами