§ 5. ВАЛЫ-ШЕСТЕРНИ

Возможны два конструктивных исполнения шестерен зубчатых передач: вместе с валом (вал-шестерня) и отдельно от него (насадная шестерня). Более рациональной конструкцией является вал-шестерня. Изготовляют вал-шестерню из поковки. Качество вала-шестерни выше, а стоимость изготовления ниже, чем вала и насадной шестерни. Именно поэтому все шестерни редукторов выполняют вместе с валом. Насадные шестерни применяют в тех случаях, когда по каким-либо причинам их нельзя сделать вместе с валом (например, по условиям работы шестерня должна быть подвижной вдоль оси вала).

При изготовлении вала-шестерни зубья цилиндрической зубчатой передачи нарезают на валу. Конструкция вала в месте нарезания зубьев зависит от передаточного числа и межосевого расстояния передачи (см. гл. 7, § 3).

На рис. 7.9, а показаны конструктивные варианты вала-шестерни быстроходной ступени с небольшим передаточным числом и промежуточный вал тихоходной ступени двухступенчатого редуктора (см. рис. 7.11, а). Размеры шестерни здесь такие, что возможно сквозное нарезание зубьев со свободным выходом инструмента.

При больших передаточных числах наружный диаметр шестерни, как правило, мало отличается от диаметра вала и валы-шестерни конструируют по рис. 7.9, б-д. В этом случае зубья нарезают на поверхности вала. Выход фрезы определяют графически по известному наружному диаметру фрезы De, который принимают по табл. 7.7.

Выступаюш,им концам валов-шестерен придают в основном коническую форму, хотя возможна и цилиндрическая.

§ 6. ЧЕРВЯЧНЫЕ КОЛЕСА

Основные геометрические размеры червячного колеса определени из расчета (см. с. 29). Чаш,е всего червячные колеса изготовляют составными. Центр колеса - из серого чугуна или из стали, зубчатый венец - из бронзы. Соединение венца с центром должно обеспечить передачу большого по величине враш,аюш,его момента и сравнительно небольшой осевой силы. Конструкция червячного колеса и способ соединения венца с центром зависят от масштаба выпуска. При единичном и мелкосерийном производстве, когда число изготовляемых червячных колес не превышает пятидесяти, зубчатые венцы соединяют о центром посадкой с натягом. Конструктивно это соединение оформлякуг так, как показано на рис. 4.11, а, б. При постоянном направлении враш,ения червячного колеса на наружной поверхности центра предусматривают буртик. Такая форма центра является традиционной. Однако наличие буртика усложняет изготовление и центра и венца, а никаких преимуш,еств при изготовлении или в сборке нет. Поэтому в современных конструкциях соединение венца с центром следует выполнять без буртика (рис. 4.11, б), а посадку выбирать по методике, изложенной в гл. 5. При этом устанавливать винты в стык зубчатого венца и обода центра не требуется.

При больших диаметрах колес (daia 400 мм) йрепление венца к центру можно осуществлять болтами, поставленными без зазора (рис. 4.И, в). В этом случае венец предварительно центрируют по наружной поверхности центра. Сопряжение центрирующих поверхностей выполняют по переходной посадке. Окончательно положение зубчатого венца определяется сопряжением его отверстий со стержнями болтов, поставленных без зазора. Следует отметить, что в таких конструкциях нужно предусматривать надежное стопорение гайки от самоотвинчивания.

Рис. 4.11

Червячные колеса вращаются с небольшой скоростью. Поэтому нерабочие поверхности обода, диска, ступицы колеса оставляют необработанными и делают конусными с большими радиусами закруглений.

Острые кромки на торцах венца притупляют фасками f 0,5 т, где т - модуль зацепления, с округлением до стандартного значения (см. табл. 4.1).

Размеры других основных конструктивных элементов принимают по соотношениям, приведенным на рис. 4.11.

Остальные конструктивные элементы червячных колес следует принимать такими же, как для обычных зубчатых колес (см. с. 44).

Если изготовляется большая партия колес (100 шт. и более), то экономически выгодно применять наплавленный венец. При этом снижаются требования к точности обработки сопрягаемых поверхностей венца и центра, не нужны мощные прессы для их соединения, не требуется также дополнительное крепление винтами.

Чугунный или стальной центр закладывают в металлическую форму

(кокиль), подогревают ее и заливают расплавленной бронзой. При остывании между центром и венцом возникает механическое сцепление, вызываемое усадкой затвердевающего жидкого металла венца.

Конструктивные варианты исполнения наплавленных венцов показаны на рис. 4.12, а-г.

h={0,S...OA)b

Рис. 4.12

Зубья червячных колес имеют вогнутую форму. Поэтому оптимальна форма венца, повторяющая форму зубьев.

Для обеспечения надежного сцепления венца с центром предусматривают 6. . .8 углублений различной формы на ободе центра. Залитая в эти углубления бронза образует выступы, которые дополнительно воспринимают как окружную, так и осевую силы.

Наружную поверхность центра получают либо механической обработкой, либо она формуется при отливке в кокиль.

На рис. 4.12, а, б, в показаны конструкции венцов, наплавленных на механически обработанную поверхность центра. Вогнутую поверхность центра (рис. 4.12, а w. б) получают обработкой на токарном станке. Различие между этими двумя вариантами - в форме поперечных пазов. Пазы получают радиальной подачей фрезы. На рис. 4.12, а ось вращения дисковой фрезы расположена перпендикулярно оси вращения колеса. По рис. 4.12, б паз нарезается цилиндрической фрезой, ось вращения которой параллельна оси вращения колеса. С точки зрения технологии и трудоемкости оба варианта равноценны. По рис. 4.12, в углубления на ободе центра изготовляют засверловкой.

На рис. 4.12, г показана конструкция, в которой форма наружной поверхности центра типична для получения отливкой в кокиль. Механическую обработку этой поверхности не производят. Перед заливкой бронзой центр очищают от жировых пленок и окислов химической обработкой. В представленной конструкции кокиль состоит из отдель-