Калькуляторы
Таблица зубчатого колеса: модули, параметры зубчатых колес
| Модуль (m) | Стандартные значения модулей по ГОСТ 9563-60 | Применение | Рекомендуемые допуски |
|---|---|---|---|
| 0,1-0,5 | 0,1; 0,12; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5 | Малогабаритные и прецизионные механизмы | 6-7 степень |
| 0,55-1,0 | 0,55; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0 | Приборостроение, часовые механизмы | 7-8 степень |
| 1,125-2,0 | 1,125; 1,25; 1,375; 1,5; 1,75; 2,0 | Общее машиностроение, редукторы средней мощности | 7-9 степень |
| 2,25-4,0 | 2,25; 2,5; 2,75; 3,0; 3,5; 4,0 | Редукторы, приводы механизмов | 8-9 степень |
| 4,5-8,0 | 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 7,0; 8,0 | Тяжелое машиностроение, мощные редукторы | 8-10 степень |
| 9,0-20,0 | 9,0; 10,0; 11,0; 12,0; 14,0; 16,0; 18,0; 20,0 | Крупные механизмы, подъемное оборудование | 9-11 степень |
| 22,0-50,0 | 22,0; 25,0; 28,0; 32,0; 36,0; 40,0; 45,0; 50,0 | Сверхтяжелое машиностроение | 10-12 степень |
Зубчатые передачи являются одним из наиболее распространенных видов механических передач, используемых в различных отраслях машиностроения. Они обеспечивают передачу вращательного движения между валами, изменение частоты вращения и крутящего момента. Принцип действия зубчатого зацепления основан на взаимодействии зубьев двух или более колес, что обеспечивает постоянное передаточное отношение.
Зубчатые передачи различаются по форме зубьев (прямозубые, косозубые, шевронные), по взаимному расположению осей (цилиндрические, конические, червячные) и по точности изготовления. Для проектирования и изготовления зубчатых колес используются специальные таблицы зубчатых колес, регламентированные стандартами ГОСТ.
При проектировании зубчатых передач необходимо учитывать не только геометрические параметры, но и механические свойства материалов, условия эксплуатации и требуемый ресурс работы механизма.
Основными параметрами, определяющими геометрию зубчатого колеса, являются: модуль зацепления, число зубьев, диаметр делительной окружности, угол наклона зубьев, коэффициент смещения исходного контура и другие. Таблица параметров зубчатого колеса включает все необходимые данные для проектирования и изготовления деталей.
Модуль зубчатого колеса (m) — это основной параметр, характеризующий размер зуба. Он равен отношению шага зубьев, измеренного по делительной окружности, к числу π. Стандартные значения модулей зубчатых шестерен регламентированы в ГОСТ 9563-60 и представлены в таблице модулей зубчатых колес.
| Ряд | Значения модулей (мм) |
|---|---|
| 1-й ряд (предпочтительный) | 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50 |
| 2-й ряд | 1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7; 9; 11; 14; 18; 22; 28; 36; 45 |
Для специальных случаев, например, в часовой промышленности и приборостроении, используются модули менее 1 мм. При этом питчевый модуль зубчатого колеса (таблица значений для дюймовой системы) может применяться в некоторых областях машиностроения, особенно при взаимодействии с импортным оборудованием.
Длина общей нормали зубчатого колеса — это расстояние между двумя параллельными плоскостями, касательными к разноименным профилям зубьев. Таблица нормалей зубчатых колес является важным инструментом для контроля качества изготовления зубчатых колес.
Длина общей нормали (W) для прямозубых колес рассчитывается по формуле:
где:
- m — модуль зацепления;
- α — угол зацепления (обычно 20°);
- z — число зубьев колеса;
- ev(α) — эвольвентная функция угла α.
Таблица общая нормаль зубчатого колеса обычно содержит готовые значения для различных комбинаций чисел зубьев и модулей, что упрощает процесс контроля при производстве.
Профиль зуба зубчатого колеса обычно выполняется по эвольвенте окружности. Таблица инвалют для зубчатых передач содержит значения эвольвентной функции для различных углов и используется при расчете геометрии зубчатых колес.
Эвольвентная функция определяется как:
где α — угол в радианах.
| Угол α (градусы) | inv(α) | Угол α (градусы) | inv(α) |
|---|---|---|---|
| 14,5 | 0,0075 | 22,0 | 0,0194 |
| 15,0 | 0,0081 | 22,5 | 0,0205 |
| 16,0 | 0,0095 | 23,0 | 0,0216 |
| 17,0 | 0,0110 | 24,0 | 0,0239 |
| 18,0 | 0,0126 | 25,0 | 0,0264 |
| 19,0 | 0,0144 | 26,0 | 0,0290 |
| 20,0 | 0,0163 | 27,0 | 0,0317 |
| 21,0 | 0,0178 | 28,0 | 0,0346 |
При проектировании механизмов с зубчатыми передачами часто требуется обеспечить определенное передаточное отношение. Для этого используются специальные таблицы подбора зубчатых колес, которые позволяют быстро выбрать оптимальное сочетание чисел зубьев.
Таблицы подбора зубчатых колес Петрика являются одним из наиболее известных справочных материалов в области проектирования зубчатых передач. Они позволяют подобрать пары или наборы зубчатых колес для обеспечения требуемого передаточного отношения с высокой точностью.
Петрик таблицы подбора зубчатых колес включают различные комбинации чисел зубьев для стандартных передаточных отношений, что значительно упрощает процесс проектирования. Особенно полезны эти таблицы при проектировании многоступенчатых передач, где требуется достичь сложного передаточного отношения.
Шишков таблицы для подбора зубчатых колес представляют собой еще один важный справочный материал в инженерной практике. Они отличаются от таблиц Петрика более широким охватом передаточных отношений и дополнительными параметрами для выбора.
Таблица для подбора зубчатых колес Петрик Шишков объединяет преимущества обоих подходов и часто используется при проектировании станков и других промышленных механизмов. Основные таблицы для настройки зубчатых колес включают рекомендации по выбору чисел зубьев не только с точки зрения передаточного отношения, но и с учетом других факторов, таких как межосевое расстояние, габариты и нагрузочная способность.
| Передаточное отношение | Числа зубьев ведущего колеса (z₁) | Числа зубьев ведомого колеса (z₂) | Погрешность, % |
|---|---|---|---|
| 1,25 | 20 | 25 | 0 |
| 1,50 | 20 | 30 | 0 |
| 1,75 | 20 | 35 | 0 |
| 2,00 | 20 | 40 | 0 |
| 2,25 | 20 | 45 | 0 |
| 2,50 | 20 | 50 | 0 |
| 2,80 | 25 | 70 | 0 |
| 3,00 | 20 | 60 | 0 |
| 3,15 | 20 | 63 | 0 |
| 3,50 | 20 | 70 | 0 |
| 4,00 | 20 | 80 | 0 |
| 5,00 | 20 | 100 | 0 |
Зубчатые ремни представляют собой гибкие передачи, сочетающие преимущества ременных передач (бесшумность, амортизация ударов) и зубчатых передач (отсутствие проскальзывания, постоянное передаточное отношение). Таблица зубчатых ремней содержит информацию о различных типах и размерах ремней.
Профили зубчатых ремней (таблица размеров) стандартизированы и включают несколько основных типов: трапецеидальный (MXL, XL, L, H, XH, XXH), полукруглый (HTD), параболический (RPP, SuperGrip) и другие. Каждый профиль имеет свои особенности и область применения.
| Профиль | Шаг (мм) | Высота зуба (мм) | Минимальный диаметр шкива (мм) | Применение |
|---|---|---|---|---|
| MXL | 2,032 | 0,51 | 10,1 | Офисная техника, принтеры |
| XL | 5,08 | 1,27 | 15,2 | Бытовая техника |
| L | 9,525 | 1,91 | 25,4 | Легкое машиностроение |
| H | 12,7 | 2,29 | 38,1 | Общее машиностроение |
| XH | 22,225 | 6,35 | 88,9 | Тяжелое машиностроение |
| HTD 3M | 3,0 | 1,2 | 18,0 | Прецизионная техника |
| HTD 5M | 5,0 | 2,1 | 25,0 | Средние нагрузки |
| HTD 8M | 8,0 | 3,4 | 40,0 | Высокие нагрузки |
Размеры зубчатых ремней (таблица) включают такие параметры, как длина ремня, ширина, шаг зубьев и количество зубьев. При выборе зубчатого ремня необходимо учитывать передаваемую мощность, скорость работы, условия эксплуатации и другие факторы.
Клиновые зубчатые ремни сочетают в себе преимущества клиновых и зубчатых ремней. Размеры клиновых зубчатых ремней (таблица) стандартизированы и обозначаются буквенно-цифровыми кодами, которые указывают на тип профиля и основные размеры.
Ремень клиновой зубчатый (размеры профиля, таблица) имеет трапецеидальное сечение с зубчатой частью на внутренней поверхности, что обеспечивает эффективное сцепление со шкивом при сохранении гибкости и снижении потерь на гистерезис.
| Обозначение | Ширина верхней части (мм) | Высота сечения (мм) | Угол клина (°) | Шаг зубьев (мм) |
|---|---|---|---|---|
| XPZ | 9,7 | 8,0 | 40 | 8,0 |
| XPA | 12,7 | 10,0 | 40 | 8,0 |
| XPB | 16,3 | 13,0 | 40 | 8,0 |
| XPC | 22,0 | 18,0 | 40 | 8,0 |
Зубчатые муфты относятся к жестким компенсирующим муфтам и применяются для соединения валов, оси которых могут иметь смещение. Таблица зубчатых муфт содержит информацию о типоразмерах, допустимых нагрузках и размерах различных муфт.
Зубчатая муфта состоит из двух полумуфт с внешними зубьями и обоймы с внутренними зубьями. Благодаря зазорам между зубьями муфта способна компенсировать радиальные, осевые и угловые смещения валов.
| Типоразмер муфты | Номинальный крутящий момент (Н·м) | Наружный диаметр полумуфты (мм) | Диаметр отверстия (мм) | Масса (кг) |
|---|---|---|---|---|
| МЗ-1 | 710 | 125 | 20-56 | 3,5 |
| МЗ-2 | 1400 | 140 | 25-63 | 5,0 |
| МЗ-3 | 2800 | 160 | 30-71 | 7,8 |
| МЗ-4 | 5600 | 180 | 35-80 | 12,0 |
| МЗ-5 | 11200 | 200 | 40-90 | 18,5 |
Таблица техпроцесс на изготовление зубчатой муфты включает последовательность операций, необходимых для производства деталей муфты и их сборки. При проектировании зубчатых муфт учитываются такие факторы, как передаваемый крутящий момент, частота вращения, условия эксплуатации и тип смазки.
Оформление чертежей зубчатых колес имеет свои особенности и регламентируется соответствующими стандартами. Таблица на чертеже зубчатого колеса содержит все необходимые параметры для изготовления и контроля детали.
Система автоматизированного проектирования КОМПАС-3D обладает специальными модулями для проектирования зубчатых колес и передач. Таблица зубчатого колеса в КОМПАС позволяет автоматически формировать параметры колеса на основе исходных данных.
Таблица параметров зубчатого колеса в КОМПАС включает все основные геометрические характеристики, необходимые для построения 3D-модели и формирования чертежа. Система также позволяет выполнять прочностные расчеты зубчатых передач и моделировать их работу.
Таблица зубчатого колеса ГОСТ содержит стандартизированный перечень параметров, которые должны быть указаны на чертеже. Согласно ГОСТ 2.403-75, на чертеже зубчатого колеса указываются основные параметры зубчатого венца, допуски на изготовление, требования к термообработке и другие данные.
Таблица для зубчатого колеса на чертеже ГОСТ обычно размещается в правом нижнем углу чертежа и содержит такие параметры, как:
- Модуль
- Число зубьев
- Угол зацепления
- Коэффициент смещения
- Диаметр делительной окружности
- Диаметр основной окружности
- Диаметр вершин зубьев
- Диаметр впадин зубьев
- Длина общей нормали
- Степень точности
Пример таблицы зубчатого венца на чертеже:
| Параметры зубчатого венца | |
|---|---|
| Модуль m | 3 мм |
| Число зубьев z | 28 |
| Угол зацепления α | 20° |
| Коэффициент смещения x | 0,2 |
| Диаметр делительной окружности d | 84 мм |
| Диаметр основной окружности db | 78,95 мм |
| Диаметр вершин зубьев da | 90,2 мм |
| Диаметр впадин зубьев df | 76,5 мм |
| Длина общей нормали W | 28,139 мм |
| Степень точности | 7-C ГОСТ 1643-81 |
Изготовление зубчатых колес и сборка зубчатых передач требуют высокой точности и соблюдения технологических процессов. Качество изготовления зубчатых колес непосредственно влияет на работоспособность и долговечность механизма.
Технологический процесс изготовления зубчатых колес включает следующие основные этапы:
- Получение заготовки (литье, штамповка, вырезка из проката)
- Механическая обработка основных поверхностей
- Нарезание зубьев
- Термическая обработка
- Финишная обработка зубьев (шлифование, хонингование)
- Контроль качества
Для нарезания зубьев используются специальные методы и инструменты. Модульные фрезы для нарезания зубчатых колес (таблица) подбираются в зависимости от модуля и числа зубьев нарезаемого колеса.
| Номер фрезы | Диапазон чисел зубьев | Модуль (мм) |
|---|---|---|
| 1 | 12-13 | 1-8 |
| 2 | 14-16 | 1-8 |
| 3 | 17-20 | 1-8 |
| 4 | 21-25 | 1-8 |
| 5 | 26-35 | 1-8 |
| 6 | 36-54 | 1-8 |
| 7 | 55-134 | 1-8 |
| 8 | 135-∞ (рейка) | 1-8 |
Таблица технологической последовательности сборки зубчатых передач включает перечень операций, необходимых для правильного монтажа и настройки передачи. Процесс сборки зависит от типа передачи и конструкции механизма.
Основные этапы сборки зубчатой передачи:
- Установка подшипников на валы
- Монтаж зубчатых колес на валы
- Установка валов в корпус
- Регулировка зазоров в подшипниках
- Регулировка бокового зазора в зацеплении
- Контроль пятна контакта
- Окончательная сборка (установка крышек, заливка масла)
При сборке особое внимание уделяется обеспечению правильного зацепления зубчатых колес, что влияет на шумность, вибрации и износостойкость передачи.
Расчет зубчатых колес и передач включает кинематические, геометрические и прочностные расчеты. Таблица расчета зубчатых колес содержит формулы и коэффициенты, необходимые для определения основных параметров.
Передаточное число зубчатой передачи (таблица) определяется как отношение числа зубьев ведомого колеса к числу зубьев ведущего колеса:
где:
- i — передаточное число;
- z₁ — число зубьев ведущего колеса;
- z₂ — число зубьев ведомого колеса.
Для многоступенчатых передач общее передаточное число равно произведению передаточных чисел отдельных ступеней:
Таблица параметров контроля зубчатого колеса содержит перечень проверяемых характеристик и допустимые отклонения в зависимости от степени точности. Основными параметрами контроля являются:
- Кинематическая погрешность передачи
- Циклическая погрешность зубцовой частоты
- Погрешность профиля зуба
- Погрешность направления зуба
- Колебание длины общей нормали
- Радиальное биение зубчатого венца
- Колебание измерительного межосевого расстояния
- Боковой зазор
ГОСТ 1643-81 устанавливает 12 степеней точности зубчатых колес (от 1 до 12 в порядке убывания точности) и виды сопряжений зубчатых колес (A, B, C, D, E, H), определяющие боковой зазор в передаче.
| Степень точности | Применение | Допуск на радиальное биение, мкм (для m=3 мм, d=100 мм) |
|---|---|---|
| 3-4 | Прецизионные измерительные приборы, делительные механизмы | 5 |
| 5-6 | Высокоскоростные передачи, навигационные приборы | 10 |
| 7-8 | Стандартные промышленные редукторы, станки | 20 |
| 9-10 | Редукторы общего назначения, сельхозтехника | 50 |
| 11-12 | Малоответственные механизмы, временные передачи | 100 |
Отказ от ответственности: Данная статья носит ознакомительный характер и предназначена для общего информирования. Автор не несет ответственности за последствия использования представленной информации в практических целях. При проектировании и изготовлении зубчатых передач рекомендуется обращаться к актуальным стандартам, нормативным документам и консультироваться со специалистами.
- ГОСТ 9563-60 "Основные нормы взаимозаменяемости. Колеса зубчатые. Модули."
- ГОСТ 1643-81 "Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые цилиндрические. Допуски."
- ГОСТ 2.403-75 "ЕСКД. Правила выполнения чертежей цилиндрических зубчатых колес."
- Петрик М.И., Шишков В.А. "Таблицы для подбора зубчатых колес", Машгиз, 1983.
- Дунаев П.Ф., Леликов О.П. "Конструирование узлов и деталей машин", Высшая школа, 2000.
- Решетов Д.Н. "Детали машин", Машиностроение, 1989.
- Анурьев В.И. "Справочник конструктора-машиностроителя", Машиностроение, 2006.
- ISO 54:1996 "Cylindrical gears for general and heavy engineering — Modules."
- DIN 867 "Basic rack tooth profiles for involute teeth of cylindrical gears for general engineering and heavy engineering."
