Завдання 12. Креслення колеса зубчастого
Зубчасті передачі застосовують для передачі обертового руху з одного вала на іншій, перетворення обертового руху в поступальне й зміни частоти обертання валів. Терміни, визначення й позначення елементів зубчастих передач установлені ГОСТ 16530-70 та ГОСТ 16531-70.
Обертання зубчастого колеса передається від вала за допомогою шпонкового або шлицьового з'єднання. У пари зубчастих коліс, що перебувають у зачепленні, є дві сполучені окружності. Їх називають ділильними окружностями. На кресленні ділильні окружності проводять штрихпунктирною лінією, а діаметр їх позначають буквою d.
Відстань між однойменними профільними поверхнями сусідніх зубців, обмірювана в міліметрах по дузі ділильної окружності, називають кроком зачеплення. Крок позначають буквою Pt . Крок дорівнює довжині ділильної окружності, діленої на число зубців. Число зубців на кресленні позначається буквою Z. Довжина ділильної окружності дорівнює величині кроку, помноженої на число зубців, πd = Pt Z. Звідси визначаємо діаметр ділильної окружності d = (Pt / π) Z. ВеличинуPt / π позначають буквою m і називають модулем зубчастого колеса m = d / Z.
Слід зазначити наступні елементи зубчастого колеса.
Окружність виступів (вершин) – поверхня, що обмежує зубці з боку, протилежного тілу зубчастого колеса.
Ділильна окружність - поверхня зубчастого колеса, що є базовою для визначення елементів зубців і їх розмірів.
Окружність западин - поверхня, що відокремлює зубці від тіла зубчастого колеса.
Ділильна окружність ділить висоту зуба на дві частини: голівку (ha) і ніжку (hf) (рис. 2.12).
Основними параметрами зубчастого зачеплення є число зубців Z і модуль т.
Зубчасті колеса викреслюють на кресленнях умовно. Креслення супроводжують таблицею. Умовні зображення зубчастих коліс встановлені ГОСТ 2.403-68. На навчальних кресленнях припустиме застосування спрощеної таблиці (рис. 2.13).
Параметри, внесені в таблицю, на кресленні не повторюють.
На кресленні зубчасте колесо зображують в одній проекції, а саме: на основному зображенні поміщають фронтальний розріз (зуб у поздовжньому розрізі показують не розсіченим). Якщо посадку зубчастого колеса на вал роблять за допомогою шпонки, припустимо зображувати на вигляді збоку тільки контур посадкового отвору.
Рисунок 2.12 – Основні елементи зубчастого колеса
Дано: параметри циліндричного прямозубого зубчастого колеса (рис. 2.13, табл. 2.4)
Виконати: креслення прямозубого зубчастого колеса (приклад виконання показаний на рис. 2.43).
Рекомендації до виконання
1 Завдання виконати на форматі А4 відповідно до ГОСТ 2.403-68.
2 Виконати креслення зубчастого колеса, що складає із двох видів - головного й виду зліва. Осьову лінію головного виду розташувати паралельно нижній рамці аркуша. На головному вигляді виконати повний розріз, зубці показати не розсіченими, лінії вершин і западин зубців зобразити суцільною товстою основною лінією, лінію ділильної окружності - штрихпунктирною тонкою лінією.
На вигляді зліва допускається показувати частину зображення, але таку, щоб зберегти повне зображення отвору для валу. Розміри шпонкового пазу вибрати з табл. A.1.
3 Виконати таблицю основних характеристик зубчастого колеса (розміри таблиці показані на зразку). У даному завданні таблиця є скороченою й містить тільки три параметри.
4 Модуль зубчастого колеса визначити за формулою:
де 
– діаметр окружності вершин зубців, мм.
Обчислене значення модуля округлити до найближчого значення, передбаченого ГОСТ 9563-60 (табл. 2.2).
Таблиця 2.2 – Модулі, мм (вибірка з ГОСТ 9563-60)
| 1-й ряд | 1,25 | 2,5 | |||||||||||
| 2-й ряд | 1,125 | 1,375 | 2,25 | 2,75 | 3,5 | 4,5 | 5,5 |
5 Для правильного зображення на кресленні необхідно розрахувати параметри зубчастого колеса (табл. 2.3)
Таблиця 2.3 – Параметри циліндричного зубчастого колеса
| Параметр зубчастого колеса | Позначення | Величина, мм |
| Висота голівки зуба | ha | ha = m |
| Висота ніжки зуба | hf | hf = 1.25 m |
| Висота зуба | h | h = 2.25 m |
| Ділильний діаметр колеса | d | d = m Z |
| Діаметр вершин зубців колеса | da | da = d + 2 ha |
| Діаметр западин колеса | df | df = d – 2 hf |
6 Проставити необхідні розміри, вибравши їх з табл. 2.4, як це показано на зразку (рис. 2.43), при цьому необхідно перерахувати da у відповідності зі стандартним значенням модуля. Фаски виконано під кутом 45º.
Рисунок 2.13 – Колесо зубчасте
Таблиця 2.4 – Основні параметри зубчастого колеса
| Варіант | Число зубців Z | da, мм | D, мм | L, мм | l, мм | с, мм | с1, мм | dв, мм |
Завдання 13. З’єднання деталей шпилькою
З’єднання шпилькою - один з видів різьбових з’єднань. Це з’єднання використають замість болтового, коли виконують наскрізний отвір в одній з деталей, що з’єднують, недоцільно, наприклад, при значній її товщині.
Одним кінцем шпилька вгвинчується в глухий отвір з різьбою (гніздо), а другим входить в отвір іншої деталі й закріплюється гайкою із шайбою.
Дано: параметри деталей, які з’єднують, і кріпильних виробів (рис. 2.14, 2.15, 2.16; табл. 2.6).
Виконати: креслення шпилькового з’єднання (приклад виконання завдання наведений на рис. 2.44, 2.45).
Завдання виконати на форматі A3.
Рекомендації до виконання
Для з’єднання деталей шпилькою в завданні наведені наступні параметри: діаметр шпильки d, товщина планки, що кріпиться Н у мм, ГОСТ на шпильку, шайбу, гайку й рекомендований масштаб зображення. На кресленні необхідно дати два види з’єднання (головний вигляд і вигляд зверху); зображення шпильки, гнізда під різьбу й гнізда з різьбою. Вісь шпильки на складальному кресленні виконати вертикально. Положення шпильки, що викреслюємо окремо, - горизонтальне.
На кресленні нанести розміри згідно рис. 2.16.
Усі необхідні для виконання креслення шпилькового з’єднання параметри кріпильних виробів вибрати з табл. 2.13, 2.14, а довжину шпильки визначити розрахунковим шляхом (рис. 2.14).
Рисунок 2.14 – Параметри з’єднання шпилькою
Довжиною шпильки l вважається її довжина без кінця, що вгвинчується. Попередні обчислення роблять по формулі
где Н – товщина деталі;
s – товщина шайби;
m – висота гайки;
а – запас різьби, a = (0,25 – 0,5)d.
Остаточно шпильку підбирають за найближчим значенням довжини шпильки й довжини нарізаної частини відповідно до ряду довжин для шпильок загального застосування для різьбових отворів (табл. 2.12).
Довжина кінця, що вгвинчується, обчислюється по формулі, залежно від ГОСТ на шпильку (табл. 2.5)
Таблиця 2.5 – Розрахунок довжини кінця шпильки, що вгвинчується
| ГОСТ на шпильку | Довжина кінця шпильки, що вгвинчується l1, мм | Область застосування |
| 22032-76 | l1 = d | Для різьбових отворів у сталевих, бронзових і латунних деталях |
| 22034-76 | l1 = 1,25 d | Для різьбових отворів у деталях з ковкого й сірого чавуну |
| 22036-76 | l1 = 1,6 d | |
| 22038-76 | l1 = 2 d | Для різьбових отворів у деталях з легких сплавів |
| 22040-76 | l1 = 2,5 d |
Гніздо під шпильку спочатку висвердлюють, потім виконують фаску, після чого нарізають різьбу (рис. 2.15).
При виконанні завдання діаметр отвору (гнізда) під різьбу визначають за формулою:
Глибину гнізда для шпильки розраховують за формулою
де P - крок різьби, мм (вибрати великий)
Дно гнізда має конічну форму. Кут конуса залежить від кута заточення свердла й звичайно дорівнює 120°. На кресленнях його не вказують.
Довжина ділянки різьби повного профілю l3 залежить від довжини кінця l1, що вгвинчується, і запасу різьби в гнізді, рівного приблизно двом крокам P:
.
Рисунок 2.15 – Параметри гнізда під шпильку
Розмір фаски розраховують за формулою:
.
Діаметр отвору під шпильку в деталі, що кріпиться, прийняти рівним 1,1d.
При складанні специфікації (рис. 2.45) стандартні вироби позначають у такий спосіб.
Шпильки –с діаметром різьблення d = 16 мм, з великим кроком і довжиною l = 120 мм:
Шпилька М16 ×120 ГОСТ 22032-76.
Гайки –шестигранна нормальна, виконання 1, з діаметром різьби 12 мм, з великим кроком різьби:
Гайка М12 ГОСТ 5915-70;
те ж виконання 2:
Гайка 2М12 ГОСТ 5915-70.
Шайби –кругла нормальна, для кріпильної деталі з діаметром різьби 12 мм:
Шайба 12 ГОСТ 11371-78.
Таблиця 2.6 – Вихідні дані для з’єднань деталей шпилькою
| Номер варіанта | Номінальний діаметр різьби D, мм | Товщина планки Н, мм | ГОСТ | Мас- штаб | ||
| Шпилька | Шайба | Гайка | ||||
| М8 | ГОСТ 22032-76 | ГОСТ 11371-78 | ГОСТ 5915-70 | 2:1 | ||
| М10 | 2:1 | |||||
| М12 | 2:1 | |||||
| М16 | 1:1 | |||||
| М14 | 2:1 | |||||
| М20 | 1:1 | |||||
| М18 | ГОСТ 22034-76 | 1:1 | ||||
| М12 | 2:1 | |||||
| М22 | 1:1 | |||||
| М8 | 2:1 | |||||
| М20 | 1:1 | |||||
| М22 | 1:1 | |||||
| М10 | ГОСТ 22036-76 | 2:1 | ||||
| М18 | 1:1 | |||||
| М22 | 1:1 | |||||
| М18 | 1:1 | |||||
| М8 | 2:1 | |||||
| М20 | 1:1 | |||||
| М30 | 1:1 | |||||
| М22 | 1:1 |
Рисунок 2.16 – Параметри з’єднання шпилькою