Детали зубчатых передач

Общие сведения о зубчатых передачах и их деталей (колесо, вал, подшипник и пр.) изложены в учебной литературе [1, 2]. Термины, определения и обозначения, характеризующие зубчатые передачи, изложены в ГОСТ 16530-83...ГОСТ 16532-83.

Отметим, зубчатые передачи⁹ служат для передачи вращения от одного вала к другому, а также для преобразования вращательного движения в поступательное движение и наоборот. В зависимости от взаимного расположения осей валов передача вращения осуществля­ется цилиндрическими (оси параллельны), коническими (оси пересе­каются) и винтовыми (оси скрещиваются) зубчатыми колесами. Ос­новным рабочим элементом зубчатого колеса являются зубья. Пере­дача вращения от одного вала к другому осуществляется посредством зацепления зубьев двух сопряженных зубчатых колес.

В описании опоры вала отмечалось, вращающийся вал крепится в опорах. В качестве опоры использованы подшипники качения, со­стоящие из наружного и внутреннего колец, между которыми поме­щены тела качения в виде шариков.

Ниже приведено условное обозначение подшипника шариково­го радиального однорядного средней серии диаметров с условным номером 3, шириной b=17 мм, с внутренним диаметром d =25 мм, с наружным диаметром D=62 мм:

Подшипник 305 Г0СТ8338-75

Существует много типов подшипников качения [1,7, 8]. Это го­товые узлы, конструкция и размеры которых стандартизованы [спра­вочный материал стенда].

⁹Механизм, передающий движение от одной детали к другой при помо­щи зубчатого зацепления, называется зубчатой передачей.

Чертежи деталей

Чертеж детали должен содержать все данные, необходимые для ее изготовления и контроля. Эти данные представляют в виде изо­бражений, размеров, условных знаков и текстовых надписей на поле чертежа и в основной надписи.

При выполнении чертежей деталей необходимо использовать теоретический материал, изученный при выполнении предыдущих графических работ [5, 6]. Напомним, чертеж детали выполняют по правилам, изложенным в ГОСТ 2.109-73, вычерчивают на стандарт­ных форматах, в стандартном масштабе, при строгом соблюдении ти­пов линий и толщины их обводки.

Чертежи выполняют только на нестандартные детали. Стан­дартные детали изготовляют на специализированных заводах, их форма и размеры представлены в соответствующих ГОСТ, а основ­ные параметры обозначены в условных обозначениях.

Изображение детали

Изображение детали на чертеже выполняют по правилам ГОСТ 2.305-68, должно содержать минимальное количество видов, разре­зов, сечений и выносных элементов, достаточное для выявления фор­мы детали и простановки размеров.

Рациональное решение чертежа в значительной мере зависит от правильного выбора главного изображения (вида спереди) и его ори­ентации на плоскости чертежа. Деталь рекомендуют изображать на виде спереди в положении, которое она занимает в механизме во время работы. Те детали, которые могут занимать различное положе­ние в механизме, изображают в положении, в котором заготовка под­вергается обработке на станке в процессе изготовления.

Так, детали типа вала, как правило, ориентируют горизонтально, что связано с технологией их обработки.

Крышки, корпуса, стойки и т.п., изготовленные литьем, с после­дующей механической обработкой, обычно изображают так, чтобы основная обработанная поверхность получила на чертеже горизонтальное положение. Такое расположение, как правило, совпадает с рабочим положением детали в конструкции.

Изображение зубчатого колеса на чертеже выполняют строго по правилам соответствующих стандартов.

Часто на чертежах деталей выполняют изображения отдельных конструктивных и технологических элементов¹⁰ принятой геометри­ческой формы. К ним относятся: канавки для выхода инструмента при обработке поверхности, резьбовые фаски и проточки, канавки для уплотнений, отверстия центровые, отверстия под крепежные из­делия, пазы шпоночные, шлицы, галтели и т.п. Все перечисленные конструктивные и технологические элемента детали являются стан­дартными, их геометрическую форму и размеры следует согласовы­вать с данными в справочной литературе. Изображения этих элемен­тов на чертеже детали следует выполнить в виде разрезов, сечений или выносных элементов без установленных стандартом упрощений.

Нанесение размеров

Величина изделия и его элементов определяется размерами, на­несенными на чертеже. Правила нанесения размеров на чертежах оп­ределены ГОСТ 2.307-68 и ГОСТ 2.109-73, подробно рассмотрены в учебной литературе [1,5].

Для правильной простановки размеров необходимо решить ос­новные вопросы:

а) какие размеры проставить на чертеже, чтобы для каждого элемента детали они были заданы не только геометрически полно, технологически грамотно, но и согласованы с производственным про­цессом изготовления детали?

б) какие размеры на чертеже детали необходимо согласовать с характером и точностью сопряжений данной детали с другими?

в) как нанести уже назначенные размеры на чертеже, чтобы при чтении они были понятны исполнителям?

¹⁰Элементом детали называется часть детали, имеющая определенное назначение.

Решение этих вопросов требует знаний основ конструирования н технологии машиностроения и является достаточно сложной зада­чей для студентов на этапе изучепия курса инженерной графики. Тем не менее, когда студент отчетливо определяет форму детали в целом, взаимное расположение ее элементов и хорошо усвоил правила нане­сения размеров по ГОСТ 2.307-68, он может правильно нанести раз­меры на чертежах изделий.

Для пояснения этих вопросов кратко напомним некоторые ос­новные понятия н определения, относящиеся к теме.

1. Размеры отдельных элементов детали. При задании разме­ров детали необходимо мысленно деталь разбить на простые геомет­рические элементы (тела), образующие форму детали. Эта задача ре­шается успешнее в том случае, если нанесение геометрических раз­меров согласуется с последовательностью построения на чертеже. При этом необходимо контролировать, чтобы каждый геометриче­ский элемент детали (канавка, паз, отверстие, и т.д.) имел размеры определяющие его длину, ширину, высоту (глубину, толщину).

Размеры, фиксирующие положение каждого геометрического элемента детали относительно друг друга по трем координатным на­правлениям, называют относительными размерами.

Совокупность геометрических и относительных размеров оп­ределяют форму детали, они используются при изготовлении детали и контролируются при приемке готовой детали.

2. Базы для отсчета размеров. Известно, размеры необходимо задавать геометрически полно и согласованно с конструктивными требованиями, технологией изготовления и контроля детали. Поэтому перед простановкой размеров необходимо выбрать конструктивный элемент детали, от которого следует наносит размеры и производит обмер детали при ее изготовлении. Этот элемент называют базой.

В зависимости от назначения различают следующие базы:

конструкторские - поверхности, линии (осевая, центровая) или точки детали, по отношению к которым ориентируют другие элемен­ты детали или другие детали изделия при их конструировании.

технологические - поверхности, линии или точки, относительно которых удобно определять положение других поверхностей этой де­тали при обработке или измерении их.

3. Системы простановки размеров. Системы простановки раз­меров от различных баз имеют свои особенности.

Система простановки размеров от конструкторских баз отлича­ется тем, что все размеры на чертеже проставляются от поверхностей (линий, точек), которые определяют положение детали в собранном и работающем изделии, при этом не связывают простановку размеров с вопросами изготовления детали.

Система простановки размеров от технологических баз характе­ризуется тем, что все размеры на чертеже проставляют от поверхно­стей (линий, точек), определяющих положение детали при обработке, при этом простановку размеров связывают с вопросами изготовления.

Простановка всех размеров от одной базы не рекомендуется. Из­готовление детали значительно упрощается в случае совпадения кон­структорской и технологической баз. Может быть применена комби­нированная система простановки размеров: одна часть размеров про­ставляется от конструкторских баз, другая - технологических.

В учебной практике при выполнении чертежей чаще всего ис­пользуют технологические базы, т.к. положение детали в изделии, как правило, известно.

4. Способы простановки размеров. Применяют три основных способа простановки размеров:

цепной - размеры наносят по одной линии, цепочкой, один за другим. Способ характеризуется постепенным накоплением суммар­ной погрешности при изготовлении отдельных элементов детали.

координатный - все размеры наносят от одной и той же базовой поверхности, что обеспечивает значительную точность изготовления.

комбинированный — простановка размеров осуществляется цеп­ным и координатным способами одновременно. Этот способ является наиболее распространенным, так как позволяет изготовлять более точно те элементы детали, которые этого требуют.

Выбор способа простановки размеров зависит от требований к точности детали и от технологического процесса ее обработки.

5. Размеры сопрягаемых деталей. При нанесении размеров на чертежах деталей, входящих в одну сборочную единицу, необходимо согласовать размеры сопрягаемых поверхностей¹¹ деталей и проста­вить эти сопряженные размеры¹² с учетом возможности их выпол­нения и контроля. Размеры, определяющие расположение сопрягае­мых поверхностей, проставляют от конструкторских баз. Эти поверх­ности, как правило, подвергают механической обработке и размеры выполняют с относительно высокой точностью.

Конструкция сборочной единицы определяет характер взаимо­связи размеров ее деталей. Например, в конструкции опоры вала (рис.10) сопряженными являются номинальный размер диаметра ци­линдрического отверстия ØА в правом и левом корпусах и наружные диаметры буртиков крышек.

К сопряженным относят также размер диаметраØБ окружности, на которых расположены центры резьбовых отверстий в корпусах и отверстий под винты и шпильки в крышках (см. рис.10).

На рис. 12 сопряженные размеры вала - диаметрØБ (под под­шипники), диаметрыØВ под колесо и ØГ под распорное кольцо. Раз­меры длин l_1, l_2, l_3, l₄ должны быть согласованы с размерами длины корпусов, ступицы колеса, распорного кольца, толщины крышки.

Сопряженными являются наружные диаметры резьбы винта (или шпильки) и резьбового отверстия в корпусе. Диаметр отверстий d в крышке представляет собой размер свободный¹³, но зависимый от наружного диаметра резьбы d_p винта (или шпильки) так как отверстие в крышке должно быть больше диаметра винта. Свободные поверхно­сти изготовляют с меньшей точностью.

6. Общие правила нанесения размеров. При нанесении разме­ров на чертежах опоры вала необходимо четко соблюдать правила:

1. Число размеров на чертеже должно быть минимальным, но достаточным для изготовления и контроля детали.

¹¹Сопрягаемые поверхности - поверхности детали, которые, соприкаса­ясь с поверхностями других деталей изделия, являются охватывающими иди охватываемыми.

¹²Сопряженные размеры- определяют относительное положение детали в изделии, это размеры сопрягаемых (соединяемых) деталей, которые должны быть одинаковыми. Они обеспечивают заданное положение деталей в изделии; точность работы; надлежащие условия сборки и разборки; требуемую взаимо­заменяемость деталей.

¹³Свободные размеры - координируют такие поверхности детали, кото­рые не соединяются с поверхностями других деталей.

Рис. 10 - Пример сопряженных размеров

2. Размеры можно проставлять различными способами, однако при любом способе количество размеров, действительно необходи­мых для изготовления детали, всегда постоянно.

3. Размеры наносят с учетом конструктивных требований и должны быть согласованы с характером и точностью сопряжения данной детали с другими.

4. Повторение размеров на разных изображениях и в тексте чер­тежа не допускается.

5. Размеры следует проставлять на том виде чертежа детали, ко­торый соответствует ее виду при наблюдении в процессе обработки.

6. Размеры, относящиеся к одному и тому же конструктивному элементу (пазу, отверстию, проточке и т.п.), группируют в одном месте на изображении, на котором геометрическая форма данного элемента показана наиболее полно.

7. Для элементов, равномерно расположенных по окружности, вместо угловых размеров указывают только их количество.

8. Размеры нескольких одинаковых элементов детали наносят один раз с указанием на полке линии-выноски их количества.

9. Размеры детали, не установленные стандартами, должны быть выбраны из рядов нормальных линейных размеров, нормальных уг­лов и нормальных конусностей.

Вопросы грамотного нанесения размеров решаются успешнее если помнить, что каждый размер на чертеже должен служить хотя бы одной из следующих целей:

Øопределять величину одного из элементов детали;

Ø координировать взаимное расположение этих элементов;

Ø определять габариты детали (длину, ширину, высоту).

В данной работе на чертежах от конструкторских баз требуется проставить небольшое количество размеров, которые бы влияли на качество работы деталей и выполнялись с высокой точностью.

Большую часть размеров проставим от технологических баз, что позволитв учебной работе на одном и том же чертеже отразить производственные требования к изготовлению детали и к контрольно- измерительным операциям.

Примеры нанесения размеров рассмотрены в подразделах 4.4...4.6 и показаны на рисунках 17,18 и 19 приложения 2.

Поиск по сайту: