Тировые конструкции червячных колес и червяков

Червячные колеса для экономии дорогих и дефицитных цветных сплавов выполняют биметаллическими: центр колеса − обычно из серого чугуна СЧ 15, СЧ 20, реже (когда ступица колеса из серого чугуна не обеспечивает прочности шпоночных пазов или шлиц соединения колеса с валом) − из стального литья 35 Л, 40Л, а зубчатый венец − из бронзы или латуни. В основном применяемые типовые конструкции червячных колес показаны на рис.4.15.

В единичном и мелкосерийном производстве при изготовлении червячных колес небольших диаметров (d_{аm 2} ≤ 250 мм) применяется бандажированная конструкция (рис. 4.15, а), а при больших размерах − с привернутым к центру колеса призонными болтами зубчатым венцом (рис. 4.15, 6).

В бандажированной конструкции литые венцы и центр соединяют посадкой с натягом (Н 7/ р 6; Н 7/ z 6; Н 7/ s 6), а для гарантии против смещения бронзового венца относительно центра колеса устанавливают в стыке 4...6 винтов М8...М12.

Это смещение может произойти во время работы редуктора из-за того, что при нагреве уменьшается натяг посадки, так как коэффициент линейного расширения бронзы (венца) больше, чем чугуна (центра).

Число z призонных болтов (не менее трех) и их диаметр d₀ в конструкции червячного колеса (рис. 4.15, б) определяют из расчета болтов на срез при [ τ_ср ]=0,2 σ_т (где σ_т − предел текучести материала болта при растяжении, МПа), а их посадочную длину из условия прочности болтового соединения на смятие при [ σ_см ]=60...80 МПа – для чугуна, [ σ_см ]=70...80 МПа – для бронзы.

При среднесерийном и более крупных масштабах производства применяют биметаллическую конструкцию червячного колеса (рис. 4.15, в), в которой бронзовый или латунный венец наплавляют на чугунный или стальной центр. Для этого отлитый центр колеса, подогретый до 150...200 °С, закладывают в кокиль ( металлическуюформу), который перед заливкой расплавленной бронзы (латуни) подогревают до 150...200 °С.

После заливки и остывания между центром и бронзой (латунью) возникает механическое сцепление, вызываемое усадкой затвердевающего жидкого металла (цветного сплава).

Чтобы улучшить сцепление венца с центром в последнем выполняют радиальные отверстия, заполняемые металлом венца при отливке (рис. 4.15, в).

Число этих отверстий (не менее трех) определяют расчетом на срез (при отсутствии натяга) при [ τ_ср ]=(30...50) МПа.

Толщину обода зубчатого венца S_r (рис. 4.15, а; в) определяют по формуле

S_r =2,5 m +2 ≥ 10 мм,

где m − модуль передачи, мм.

Толщина:

ü обода центра колеса – S ₀ = (1,2...1,3) S_r,

ü диска центра колеса – С = (0,2...0,35) b ₂,

ü фланца центра колеса – С ₂ = 0,15 b ₂,

ü диска зубчатого венца – С ₁=0,25 b ₂.

В этих формулах b ₂ – ширина зубчатого венца, мм.

Диаметр ступицы колеса – d_ст = (1,6...1,8) d_B.

Длина ступицы колеса – l_ст = (1,2...1,8) d_B.

В этих зависимостях d_B – посадочный диаметр вала, мм.

Размер фаски f в конструкции колеса, приведенный на рис. 4.15, 6, определяется по формуле f = 1,7 m,где m – модуль передачи, мм.

Глубину завинчивания винта l_b (рис. 4.15, а) определяют по следующей формуле:

l_b = 0,3 b ₂.

Длина резьбового отверстия l₀ (рис.4.15, а) составляет

l₀ = l_b +0,25 M,

где М – наружный диаметр резьбы крепежного винта, мм.

Червячные колеса, как правило, вращаются с небольшой скоростью, из-за чего не требуют балансировки. Поэтому нерабочие поверхности обода, диска и ступицы колеса не обрабатывают, оставляют формовочные уклоны 1:20 и литейные радиусы скруглений R =5...8 мм.

Размеры фасок f ₃х45° в отверстиях и на наружных поверхностях f ₁х45° ступиц червячных колес назначают по табл. 4.16 в зависимости соответственно от диаметра посадочного отверстия d_B или ступицы d_СТ колеса.

Размеры фасок на выемках центра колеса f ₂ = (2...3) мм.

Червяки чаще всего выполняют как одно целое с валом. При конструировании червяка необходимо предусматривать свободный выход инструмента при нарезании и шлифовании его витков (рис.4.16, а; б).

Таблица 4.16. Размеры фасок в отверстиях и на наружных поверхностях

ступиц червячных колес

Рис.4.16. Конструкции червяков

При относительно малом диаметре червяк выполняют как показано на рис.4.16, в. Для выхода режущего инструмента (фрезы) длину нарезания с каждой стороны червяка увеличивают на а = (2...3) m, где m – модуль передачи, мм. На концах червяка обычно устанавливают подшипники качения, для которых упорные заплечики вала должны соответствовать нормативным значениям (ГОСТ 20226-74). Иногда для образования заплечика требуемой высоты приходится делать буртики (рис. 4.16, 6; в).

Выступающие концы червяков выполняют цилиндрическими или коническими. При цилиндрическом конце предусматривают заплечики, необходи­мые для упора детали, закрепляемой на конце вала червяка (рис. 4.16,а; в).

Структура рабочих чертежей червяков и червячных колес показана на рис.4.17.

Рис. 4.17. Пример оформления чертежа червячного колеса и червяка

Правила выполнения изображения червяков и червячных колес регламентируются ГОСТ 2.406-76.

На изображении нарезанной части цилиндрического червяка (рис.4.18) должны быть указаны: 1) наружный диаметр витков червяка d_{а 1} с отклонением Ed_{а 1}, выбираемым по табл.4.17 в зависимости от степени точности передачи, его радиальное биение Fd_{а 1}, выбираемое по ГОСТ 3675-81 в зависимости от степени точности и шероховатости его поверхности; 2) шероховатость рабочих поверхностей витков червяка и радиусы закруглений витков r_{а 1}=0,1 m и r_{f 1}=0,3 m (где m − модуль передачи, мм); 3) длина нарезанной части червяка b ₁ с ее отклонением по h 14; 4) размер фаски С =5...8 мм; 5) радиус перехода R =2...5мм. Требования к остальным конструктивным элементам червяка такие же, как и к валам.

Рис.4.18. Параметры нарезанной части червяка,

проставляемые на его рабочем чертеже

Таблица 4.17. Предельные отклонения Ed_а1, мкм, диаметра червяка d_а1

П р и м е ч а н и е. Предельное отклонение Ed_{а 1} совпадает с полем допуска посадок, указанных в таблице.

Пример заполнения таблицы параметров червяка приведен на рис.4.19.

Рис.4.19. Содержание укороченной таблицы параметров червяка

На изображении червячного колеса (рис.4.20) в соответствии с ГОСТ 2406-76 необходимо указывать следующие параметры, характеризующие зубчатый венец: диаметры вершин зубьев d_{а 2}(h 11) и d_{аМ 2}(h 11); ширину зубчатого венца b ₂ (h 11); радиус выкружки вершин зубьев R; расстояние Δ f_k от базового торца Т до средней торцовой плоскоcти колеса с его отклонениями Δ f_Х, определяемыми по ГОСТ 3675-81; шероховатости боковых поверхностей зубьев и их наружной поверхности, радиусы скруглений венца R ₁ = 4...5 мм или размер фаски С приконструкции венца, показанной на рис. 4.20.

Помимо параметров зубчатого венца на рабочем чертеже червячного колеса проставляют размеры и других его элементов.

Рис.4.20. Параметры зубчатого венца, проставляемые

на рабочем чертеже червячного колеса

Точность посадочного отверстиячервячного колеса, шероховатость и не- цилиндричность его поверхности; допуски на шпоночный паз этого отверстия; допуск на биение торцов ступицы колеса и шероховатость их поверхностей, также точность линейных размеров червяков назначают по данным соответствующих таблиц (табл.4.17…4.20).

Основная надпись рабочего чертежа червячного колеса выполняется аналогично основной надписи рабочих чертежей червяков (рис.4.17).

Пример заполнения таблицы параметров червячного колеса показан на рис.4.21.

Рис.4.21. Содержание укороченной таблицы

параметров червячного колеса

Перечень необходимых технических требований:

1. Для червяка (B 220 min):

ü * размер обеспечивается инструментом;

ü концы витков толщиной менее 5 мм удалить;

ü неуказанные предельные отклонения размеров: валов h 14, остальных ± IT 14/2.

2. Для колеса:

ü неуказанные радиусы R 5 мм max;

ü уклоны формовочные 3 ⁰;

ü *размер от торца ступицы до средней плоскости венца l *±0,1 (рис.4.20);

ü неуказанные предельные отклонения размеров: поверхности обработанных валов – h 14, поверхности необработанных валов и остальных ± IT 14/2.

Таблица 4.18. Нормы точности изготовления и монтажа силовых

червячных передач. Нормы точности червяков, мкм

О б о з н а ч е н и я: δf – допуск на профиль червяка; Fd_{a 1} – допуск на радиальное биение витков червяка.

Таблица 4.19. Нормы точности изготовления и монтажа силовых

червячных передач. Нормы точности червячных колес, мкм

П р и м е ч а н и е. Fd_{a 2} – допуск на радиальное биение зубчатого венца; Δ a ₀ – предельные отклонения межосевого расстояния в обработке, указываемые в таблице параметров рабочего чертежа колеса; Δ f_x – предельные отклонения в смещении средней плоскости колеса в обработке, указываемые на рабочем чертеже колеса.

Таблица 4.20. Нормы точности монтажа силовых червячных передач, мкм

О б о з н а ч е н и я: Δ a_w − предельные отклонения межосевого расстояния, указываемые на рабочем чертеже червяка и корпуса передачи; δ_у − допуск на перекос осей, указываемый на рабочем чертеже корпуса передачи; пятно контакта указывается в технических требованиях сборочного чертежа передачи.

Таблица 4.21. Параметры шероховатости, мкм, обрабатываемых

поверхностей червячных колес и червяков

Поиск по сайту: