Bij het ontwerpen van een Slot Car (baanmodel) hebben we, als het gaat om het kiezen van versnellingen, een groot assortiment moderne markt met basismoduluswaarden van 0,3, 0,35 en 0,4. De belangrijkste kenmerken van een tandwiel zijn het aantal tanden, de tandwielmodule en de overbrengingsverhouding. Als alles duidelijk is met het aantal tanden en de overbrengingsverhouding (de verhouding tussen het aantal tanden van het aangedreven tandwiel en het aandrijftandwiel), dan is het concept van de tandwielmodule niet helemaal duidelijk. Helaas is het niveau van het lesgeven in het vak tekenen op scholen al lange tijd niet meer hetzelfde, en in de meeste gevallen wordt dit vak niet onderwezen.
Dus wat is een tandwielmodule? Hoe wordt de tandwielmodulus berekend en waardoor wordt deze bepaald? Een leerboek heeft ons geholpen deze vraag te beantwoorden: Technical Drawing, gepubliceerd in 1972 (vreemd genoeg in de enorme moderne internet er is niet veel informatie over dit onderwerp).
Versnellingen (in technische taal - tandwielen) dienen om beweging van het ene element van de machine naar het andere over te brengen. Tandwielen, afhankelijk van de aard van de aangrijping (extern of intern), de relatieve positie van de roterende assen, transmissiemethode, enz. is misschien wel het meest diverse ontwerpen. De meest voorkomende zijn rechte en kegeltandwielen.
Figuur 1 - Elementen tandwiel(versnellingen)
En dus, uit welke elementen bestaat het tandwiel (tandwiel) getoond in Figuur 1? Het belangrijkste element van het tandwiel is een tand (Figuur 1, b) - een uitsteeksel een bepaalde vorm, ontworpen om beweging over te brengen door in te werken op het uitsteeksel van een ander tandwielelement. Het deel van het tandwiel dat geen tanden bevat, wordt het tandwiellichaam genoemd (Figuur 1, c). Het deel van een tandwiel, bestaande uit al zijn tanden en een deel van het wiellichaam dat ze verbindt, wordt een ringwiel genoemd.
Een holte is de ruimte die wordt ingesloten tussen de zijoppervlakken van aangrenzende tanden en de oppervlakken van de toppen en bases van de holtes (Figuur 1, d).
Het beginoppervlak van een tandwiel (Figuur 1, e) is een coaxiaal oppervlak waarop hetzelfde oppervlak van een ander wiel in aangrijping kwam met de eerste rollen zonder te glijden. Het beginoppervlak van het wiel verdeelt de tand in twee delen: de kop en de steel.
Figuur 1, e toont een tekening van enkele van de belangrijkste elementen van de tand. De projectie van het oppervlak van de uitsteeksels op een vlak loodrecht op de as van het tandwiel wordt de cirkel van de uitsteeksels genoemd, het oppervlak van de verdiepingen - de cirkel van de verdiepingen, het oppervlak van het steekoppervlak - de steekcirkel. Deze tekening toont de tandhoogte - H , tandkoppen - H" en de poten van de tand - H" " .
Kont stap t3 heet de afstand langs steekcirkel tussen vergelijkbare profielen van aangrenzende tanden. Diameter steekcirkel - dd , de diameter van de uitsteekselcirkel is De , depressies - Di .
Versnellingsmodule M wordt de verhouding tussen de diameter van de steekcirkel en het aantal tanden genoemd Z :
m=dd/Z.
De module van een tandwiel (tandwiel) kan ook worden uitgedrukt als de verhouding van de mechanische spoed tot het getal π :
m= tз/π
De hoogte van de tandkop van een normaal tandwiel is ongeveer gelijk aan de module u"=m en de hoogte van het been h""≈1,25 m . In overeenstemming met deze relaties kunnen we de volgende afhankelijkheid vaststellen van de diameter van de uitsteeksels De van de module m en het aantal tanden Z versnelling:
De = m (z + 2) .
Om beweging over te brengen tussen assen waarvan de assen elkaar kruisen, worden kegeltandwielen gebruikt. Een conventionele afbeelding van een conisch tandwiel wordt getoond in figuur 2. In een doorsnede met een vlak dat door de as van het wiel gaat, zijn de tanden onbeschaduwd weergegeven. In het aanzicht verkregen door projectie op een vlak loodrecht op de as van het wiel, zijn cirkels die overeenkomen met het grote en kleine uitsteeksel van de tanden weergegeven met ononderbroken lijnen en is de cirkel van de grote basis van de steekkegel weergegeven met een streepje. stippellijn.
Het kegeltandwiel heeft zijn eigen specifieke elementen en bijbehorende aanduidingen en afmetingen die niet verkrijgbaar zijn in cilindrisch wiel:
Φ — kegelhoek;
Φе — hoek van de kegel van de uitsteeksels;
Φi — kegelhoek van de verdiepingen;
L — kegel afstand;
ν - hoek van de externe extra kegel.
Basisafmetingen van ongecorrigeerde afschuiningen tandwielen kan worden bepaald met behulp van de volgende formules.
Diameter startcirkel:
dd = m z.
Diameter uitsteekselcirkel:
De = m (z + 2cos Φ).
Diameter van de cirkel van de depressies:
Di = m (z - 2,4cos Φ).
Kegel afstand:
L= dd/(2cos Φ)
Gebaseerd op materialen uit het leerboek “Technical Drawing” Auteurs: E.I. Godik, V.M. Lysyansky, V.E. Michailenko, A.M. Ponomarev. Kiev. 1972
1. Tekeningen maken van cilindrische tandwielen
De belangrijkste parameter van een cilindrisch tandwiel is de steekcirkel. De diameter van de steekcirkel wordt aangegeven met de letter d en wordt de steekcirkel genoemd. (Termen, definities en aanduidingen van cilindrische tandwielen zijn vastgelegd in GOST 16531-83). Langs de steekcirkel wordt de omtreksteek van de tanden uitgezet, aangeduid met p en vertegenwoordigt de afstand langs de boog van de steekcirkel tussen aangrenzende tanden van het tandwiel (Fig. 1). De segmenten verdelen de steekcirkel in zoveel delen als het aantal tanden dat het tandwiel heeft. Het aantal tanden wordt aangegeven met de letter z. De spoeddiameter van een tandwiel is altijd hetzelfde. De omtreksdikte van de tand en de omtreksbreedte van de holtes worden gemeten langs de steekcirkel.
De verdeelcirkel verdeelt de tandhoogte h in twee ongelijke delen: de tandkop met hoogte ha en de steel met hoogte h f.
De tandkrans wordt begrensd door de cirkel van de toppen van de tanden met een diameter van d a en de cirkel van de holtes met een diameter van df.
De belangrijkste ontwerpparameter van tandwielen is de modulus. Alle andere parameters worden er doorheen uitgedrukt. Voor rechte tandwielen is de module m gelijk aan de verhouding van de steekcirkeldiameter d tot het aantal tanden z of de verhouding van de omtrekspoed tot het aantal.
m = d / z = p /
Met andere woorden, de module is de lengte van de steekcirkelboog per tand van het wiel. Om versnellingen te verenigen industriële schaal gebruikt voor de vervaardiging van tandwielen
standaardwaarden van modules die zijn vastgesteld door GOST 9563-60. Enkele betekenissen standaardmodule staan in de tabel. De waarden uit de eerste rij hebben de voorkeur boven de tweede; de tweede rij met moduluswaarden wordt gegeven om het bereik van gefabriceerde tandwielen uit te breiden en wordt gebruikt in gevallen waarin het om technische, ontwerp- of andere redenen onmogelijk is om produceer een tandwiel met de moduluswaarde uit de eerste rij.
Verlovingsmodule - m, (mm) | |||||||||||||
Voordat u een tandwiel of een solide model tekent, is het noodzakelijk berekeningen uit te voeren geometrische parameters en bepaal de afmetingen van alle onderdelen van het tandwiel. Meestal worden eerst de steekdiameter en de hart-tot-aswaarde van het tandwiel, het aantal tanden berekend en vervolgens worden de afmetingen van alle andere onderdelen toegewezen, die worden verduidelijkt bij het uitvoeren van verificatieberekeningen.
GOST 2.403-75 stelt de regels vast voor het maken van werktekeningen van tandwielen. In de regel worden trainingstekeningen gemaakt met aanvaardbare vereenvoudigingen ten opzichte van in de industrie ontwikkelde werktekeningen. De trainingstekeningen bevatten geen maattoleranties, vereisten voor sterkte en nauwkeurigheid en details, enz. Bij het maken van tekeningen van tandwielen moet u zich ook laten leiden door de vereisten van GOST 2.402
In afb. Figuur 2 toont een voorbeeld van een educatieve tekening van een tandwiel, gemaakt door studenten tijdens het studeren van de discipline "Engineering Graphics".
In overeenstemming met deze regels moet er in de rechterbovenhoek van het formaat een tabel met parameters staan, waarvan de afmetingen in de afbeelding worden weergegeven. De parametertabel bestaat uit drie delen, die door ononderbroken hoofdlijnen van elkaar moeten worden gescheiden. Het eerste deel van de tabel bevat de belangrijkste parameters die nodig zijn voor de vervaardiging van het wielkranstandwiel, het tweede deel - gegevens voor het regelen van de tandgroottes en het derde deel
- referentie data.
Trainingstekeningen bevatten meestal enkele gegevens uit het eerste en derde deel van de tabel.
TAAKOPTIES voor onderwerp "Versnellingen"
keuze | tanden - z | rand - B | naven - l | hub-D | resp. - D |
|||||||||
l - t | resp. - D | |||||||||||||
schijf-s | niya-D 1 |
|||||||||||||
keuze | tanden - z | rand - B | naven - l | uitsparingen-D | resp. - D |
|||||||
keuze | tanden - z | naven - l | hub-D | |||||||||
3 – kroon ( bovenste deel velgen met tanden) 4 – montagegat 5 – schijf 6 – naaf 7 – gaten in de schijf 8 – spiebaan Rand - buiten werkend deel katrol, tandwiel, tandwiel. Kan verschillende ontwerpen hebben. Over details versnellingen Op het buitenoppervlak van de velg worden tanden gesneden, het buitenoppervlak van de platte riemaandrijfpoelies is convex gemaakt, op het buitenoppervlak van de poelie voor de V-riemaandrijving worden radiale groeven gemaakt voor V-riemen, enz. De kroon is het deel van de rand van tandwielen en tandwielen waarop de tanden worden gesneden. Schijf - onderdeel van een tandwiel, katrol, tandwiel, met behulp waarvan de velg met de naaf is verbonden. De schijf heeft in onderdelen een eenvoudig ontwerp en kleine afmetingen en is samen met de velg en de naaf uit één geheel gemaakt. Om het gewicht van zware onderdelen te verlichten, kunnen gaten in de schijf worden gemaakt (gat 7 in figuur 3), de schijf zelf kan worden gemaakt in de vorm van spaken, zoals op een fietswiel, in gelaste tandwielen grote maten Aan de schijven zijn ribben gelast om de stijfheid van het wiel te vergroten. Montage gat- het centrale gat in de naaf van een roterend onderdeel, waardoor het onderdeel op de as wordt gezet. Gemaakt op exacte afmetingen en kan hebben verschillende vormen. Dit is afhankelijk van het type verbinding tussen het wiel en de as. In het montagegat kan worden uitgevoerd diverse gaten en groeven om rotatie van het gemonteerde onderdeel ten opzichte van de as te voorkomen. Meestal wordt hiervoor een spiebaan gemaakt. De naaf is samen met het montagegat het centrale deel van een roterend deel. De afmetingen van de naaf worden gekozen afhankelijk van de grootte van het montagegat. IN algemeen geval buitendiameter hub moet grotere diameter montagegat 1,5 keer, de lengte van de naaf moet ongeveer gelijk zijn aan de diameter van het gat. In sommige gevallen worden voor zwaarbelaste en kritische onderdelen de geselecteerde naafmaten gecontroleerd door berekeningen. Spiebaan - een uitsparing in een gat of op een as voor het plaatsen van een onderdeel dat een sleutel wordt genoemd in deze uitsparing. Sleutel - bevestigingsmiddel prismatisch of cilindrisch van vorm, ingebracht in de groeven van twee delen en hun relatieve rotatie of verschuiving voorkomen. Een spieverbinding is een van de soorten verbindingen tussen een as en een bus met behulp van een extra structureel element (spie) dat is ontworpen om hun onderlinge rotatie te voorkomen. Volgorde van het tekenen van een tandwiel De diameter van de steekcirkel d is gelijk aan: z - aantal wieltanden m - module Diameter nokken dvyst = m (Z + 2); Afmetingen diameter dвп = m (Z – 2,5). 2. Alle andere maten staan vermeld in de tabellen 3. De tekening moet worden gemaakt op een schaal van 1:1, 1:2 of 2:1, afhankelijk van de grootte van de tandwielafbeelding 4. Op 'F. A4 teken een wiel volgens het voorbeeld in Fig. 2: maak een snede op de plaats van het hoofdaanzicht, aan de rechterkant langs de voortzetting van de rotatie-as maak een verlengde sectie die de contouren van het gat laat zien. samen met de afmetingen van de spiebaan 5. Selecteer de afmetingen van de spiebaan uit de referentietabellen van parallelle spieën, afhankelijk van de diameter van het gat. wielen uit elk leerboek over technische graphics. Als referentie kunt u de handleiding “ Structurele elementen details", pagina 44, tabel. P1. (De auteur van de handleiding is Kitsieva V.D. Bibliotheekcode 74/M85. Gegevens over sleutels zijn ook beschikbaar in “Technische tekening” van Novichikhina, enz.) 6. Noteer in de hoofdinscriptie het symbool van het materiaal. Voorbeelden symbool Het materiaal staat in het bovenstaande leerboek, u kunt ook de handleiding 'Engineering Graphics' gebruiken. Onderdelentekeningen, montagetekeningen" (Auteur van de handleiding Kitsieva V.D. Bibliotheekcode I622. p. 49-50.) 7. Op een tandwieltekening moet in elk formaat een tabel met referentiegegevens in de rechterbovenhoek worden geplaatst. Vul de tabel in; zet de tafelafmetingen niet op de tekening. 8. Lijnen in de tabel “oorspronkelijke contour, mate van nauwkeurigheid en referentie. laat de gegevens vrij. 9. De aanduiding van de ruwheid van de werkende zijvlakken van de tanden wordt in het vervolg aangegeven een stippellijn die de steekdiameter van het tandwiel aangeeft. Aanduiding van de ruwheid van de verdiepingen En De toppen van de tanden worden aangebracht op lijnen die overeenkomen met de cirkels van de gaatjes en de cirkel van de toppen van de tanden. 10. Op de afbeelding van het tandwiel moeten de volgende afmetingen worden aangegeven: de diameter van de cirkel van de toppen van de tanden, de breedte van het ringwiel, afschuiningen aan de eindranden van de cilinder van de toppen van de tanden. De overige afmetingen worden toegepast afhankelijk van het ontwerp van het tandwiel. Betekenis steek diameter aangegeven in de tabel, de grootte van de diameter van de verdiepingen is niet aangegeven in de tekening. De locatie van de steekdiameter is aangegeven stippellijn. De hoogte van de tand op de doorsnede wordt ongearceerd weergegeven. 11. De afmetingen van de afschuiningen moeten 1 tot 2 mm breed zijn, de afrondingsstralen van 3 tot 5 mm. Maak afschuiningen in een hoek van 45 graden. | ||||||||||||
Als de grootte van deze boog net zo vaak wordt genomen als er tanden op het wiel zitten, d.w.z. z keer, dan verkrijgen we ook de lengte van de begincirkel; vandaar,
Π d = T z
vanaf hier
d = (t/Π)z
Stap verhouding T van een link naar een getal Π wordt de module van de link genoemd, die wordt aangegeven met de letter m, d.w.z.
t / Π = m
De module wordt uitgedrukt in millimeters. Als we deze notatie vervangen door de formule voor d, krijgen we.
d = mz
waar
m = d/z
Daarom kan de module de lengte worden genoemd die overeenkomt met de diameter van de initiële cirkel per tand van het wiel. De diameter van de uitsteeksels is gelijk aan de diameter van de initiële cirkel plus twee hoogten van de tandkop (Fig. 517, b), d.w.z.
D e = d + 2 uur"
De hoogte h" van de tandkop wordt gelijk gesteld aan de module, d.w.z. h" = m.
Laten we de rechterkant van de formule uitdrukken in termen van de modulus:
D e = mz + 2m = m (z + 2)
vandaar
m = D e: (z +2)
Vanaf afb. 517, b is het ook duidelijk dat de diameter van de cirkel van de verdiepingen gelijk is aan de diameter van de initiële cirkel minus twee hoogten van de tandsteel, d.w.z.
D i= d - 2 uur"
De hoogte h" van de tandpoot voor cilindrische tandwielen wordt gelijk gesteld aan 1,25 modules: h" = 1,25 m. Het uitdrukken van de rechterkant van de formule voor D in termen van de modulus i we krijgen
D i= mz - 2 × 1,25 m = mz - 2,5 m
of
Di = m (z - 2,5 m)
De gehele tandhoogte h = h" + h" d.w.z.
u = 1m + 1,25m = 2,25m
De hoogte van de tandkop is dus gerelateerd aan de hoogte van de tandsteel als 1: 1,25 of als 4: 5.
Er wordt aangenomen dat de tanddikte s voor onbewerkte gegoten tanden ongeveer gelijk is aan 1,53 m, en voor machinaal bewerkte tanden (bijvoorbeeld gefreesd) - gelijk aan ongeveer de helft van de steek T verloving, d.w.z. 1,57m. Die stap kennen T aangrijping is gelijk aan de dikte s van de tand plus de breedte s in de holte (t = s + s in ) (stapgrootte T bepaald door de formule t/ Π = m of t = Πm), concluderen we dat de breedte van de holte voor wielen met gegoten ruwe tanden.
s in = 3,14 m - 1,53 m = 1,61 m
A voor wielen met machinaal bewerkte tanden.
s in = 3,14 m - 1,57 m = 1,57 m
Het ontwerp van de rest van het wiel hangt af van de krachten die het wiel ondervindt tijdens bedrijf, van de vorm van de delen die in contact komen met dit wiel, enz. Gedetailleerde berekeningen van de afmetingen van alle elementen van het tandwiel worden gegeven in de cursus "Machine onderdelen". Voor uitvoering grafisch beeld tandwielen, kunnen de volgende geschatte relaties tussen hun elementen worden aanvaard:
Velgdikte = t/2
Asgatdiameter D in ≈ 1 / in D e
Naafdiameter D cm = 2D in
Tandlengte (d.w.z. dikte van het wielkrans) b = (2 ÷ 3) t
Schijfdikte K = 1/3b
Naaflengte L=1,5D inch: 2,5D inch
De afmetingen t 1 en b van de spiebaan zijn overgenomen uit tabel nr. 26. Na het bepalen van de numerieke waarden van de aangrijpingsmodule en de diameter van het gat voor de as, is het noodzakelijk om de resulterende afmetingen te coördineren met GOST 9563-60 (zie tabel nr. 42) voor modules en normaal lineaire afmetingen volgens GOST 6636-60 (tabel nr. 43).