Содержание
До широкого распространения станков с ЧПУ зубья звездочек цепных передач нарезали чаще всего на обычных фрезерных станках дисковыми фрезами в делительных головках или – реже — червячными фрезами на зубофрезерных станках. Но для полного соответствия профиля зуба.
. при обработке дисковой фрезой теоретическому профилю необходимо для каждого числа зубьев звездочки изготовить «свою» фрезу. Производство огромной номенклатуры дорогостоящих фрез экономически нецелесообразно, и для цепи одного типоразмера стали делать 5 фрез, как некий компромисс между точностью получаемого профиля и стоимостью.
Фреза №1 – для z=7 и 8
Фреза №2 – для z=9…11
Фреза №3 – для z=12…17
Фреза №4 – для z=18…35
Фреза №5 – для z>35
Сегодня на станках плазменной, лазерной, электроэрозионной, гидроабразивной резки с ЧПУ, фрезерных с ЧПУ можно изготавливать без специального дорогостоящего инструмента звездочки цепных передач с профилями зубьев точно соответствующими теории. Это, безусловно, положительно сказывается на износостойкости и цепи и зубьев при эксплуатации передачи.
При создании управляющей программы для изготовления профилей зубьев звездочки цепной передачи в большинстве случаев необходимо получить или сделать dxf-файл с чертежом контура детали в натуральную величину (в масштабе 1:1).
Современные CAD-программы для конструкторов-механиков решают эту задачу за «пару кликов мышью». Представленный далее геометрический расчет звездочки цепной передачи в Excel покажет – «как они это делают» и поможет сделать чертеж тем, у кого нет этих дорогостоящих CAD-программ.
Расчет в Excel профиля звездочки.
Расчет звездочки цепной передачи выполняется по формулам Таблицы 1 и Таблицы 2 ГОСТ 591-69. Расчет некоторых дублирующих размеров я не стал выполнять, а оставшиеся, необходимые для прорисовки профиля параметры, расположил в таблице в порядке выполнения построений.
Программа в MS Excel:
Исходных данных — всего два, по ним автоматически определяются все расчетные параметры. Пользователь вводит число зубьев звездочки и выбирает из выпадающего списка цепь по ГОСТ 13568-97, все остальное происходит автоматически!
Проектировочный расчет в Excel роликовой цепной передачи, определяющий исходные данные для рассматриваемой программы, в подробном изложении найдете здесь.
Формулы:
Формулы в программе, как было замечено выше, расположены не в логической последовательности выполнения вычислений, а в порядке потребности в значениях размеров для выполнения геометрических построений.
9. λ = t / d1
10. K =f( λ )
при λ ≤1,5 K =0,480
при 1,5 λ ≤1,6 K =0,532
при 1,6 λ ≤1,7 K =0,555
при 1,7 λ ≤1,8 K =0,575
при λ >1,8 K =0,565
Последнее значение K явно выбивается из логической цепи чисел, но соответствует ГОСТ 591-69. Ошибка в ГОСТе? Скорее всего — да. (Никто не удосужился за почти 50 лет ее исправить. ) Однако, ошибка не критическая. Во многих источниках K =0,5 вне зависимости от значения λ .
11. γ =180/ z
12. De = t *( K +1/tg ( γ ))
13. dд = t /sin( γ )
14 . Di = dд -2* r
15 . e /2=0,015* t
В точных кинематических реверсивных передачах следует назначить e =0.
16. r =0,5025* d1 +0,05
17. α =55-60/ z
18. r1 =0,8* d1 + r
19. β =18-56/ z
20. FG = d1 *(1,24*sin( φ ) — 0,8*sin( β ))
21. φ =17-64/ z
22. r2 = d1 *(1,24*cos ( φ )+0,8*cos ( β ) -1,3025) -0,05
23. bn =f ( b1 )
при n =1 bn =0,93* b1 -0,15
при n =2 и n =3 bn =0,90* b1 -0,15
при n =4 bn =0,86* b1 -0,3
24. Bn =( n -1)* A + bn
25. Dc = t *1/tg ( γ ) -1,3* h
26. r3 =1,7* d1
27. h3 =0,8* d1
28. r4 =f ( t )
при t ≤35 r4 =1,6
при t >35 r4 =2,5
Алгоритм построения профиля зуба:
1. Из центра звездочки проводим вертикальную осевую линию через центр будущей впадины и наклоненную на угол γ осевую линию, которая пройдет через центр зуба.
2. Из того же центра строим три окружности – выступов, с диаметром De ; делительную, с диаметром dд ; и впадин, с диаметром Di .
3. Чертим осевую линию параллельную вертикальной осевой, отступив от нее на расстояние, равное половине смещения — e /2.
4. Из центра O — пересечения делительного диаметра и смещенной осевой линии — строим дугу с радиусом r и углом α .
5. На продолжении отрезка EO находим точку O1 (EO1= r1 ) и проводим дугу радиусом r1 на угол β .
6. Из точки F откладываем отрезок FG под углом φ к наклонной осевой, проходящей через центр зуба.
7. На перпендикуляре к отрезку FG, проведенном из точки G, находим центр O2 (GO2= r2 ) и чертим из точки G дугу радиусом r2 до пересечения с диаметром окружности выступов.
Фронтальный профиль зуба построен. Осталось сделать зеркальную копию профиля вправо от вертикальной оси и размножить по всей окружности.
Построение поперечного профиля зубьев звездочки, думаю, не требует каких-либо дополнительных пояснений. Единственное, на что хотелось бы обратить внимание, это — выполнение диаметра обода Dc . Если его по невнимательности завысить, ролики цепи не «сядут» во впадину, и цепь будет опираться на звездочку торцами боковых пластин… (Недолго будет опираться…)
Заключение.
Расчет звездочки цепной передачи был выполнен в разрезе определения геометрических размеров профиля зубьев, достаточных для выполнения чертежа венца. Допуски на изготовление звездочки следует назначать по Таблице 3 ГОСТ591-69. В справочном приложении к этому ГОСТу есть обширные таблицы с рассчитанными параметрами звездочек для конкретных марок цепей. Часть данных из этих таблиц вы можете использовать для проверки выдаваемых программой в Excel результатов.
Уважающих труд автора прошу скачать файл с расчетной программой после подписки на анонсы статей в окне, размещенном в конце статьи или в окне наверху страницы!
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ЕДИНАЯ СИСТЕМА КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ ЧЕРТЕЖЕЙ РАЗЛИЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ
ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ
ЗВЕЗДОЧЕК ПРИВОДНЫХ РОЛИКОВЫХ
И ВТУЛОЧНЫХ ЦЕПЕЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Единая система конструкторской документации
ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ
ЗВЕЗДОЧЕК ПРИВОДНЫХ РОЛИКОВЫХ
И ВТУЛОЧНЫХ ЦЕПЕЙ
Unified system for design documentation.
Rules for making working drawings of sprocket wheels
for roller and sleeve-type chains
Дата введения 01.01.71
1. Настоящий стандарт устанавливает правила выполнения элементов зацепления на рабочих чертежах звездочек для приводных роликовых и втулочных цепей с профилем зубьев по ГОСТ 591 .
2. Рабочие чертежи звездочек приводных роликовых и втулочных цепей должны быть выполнены в соответствии с требованиями стандартов Единой системы конструкторской документации и настоящего стандарта.
3. На изображении звездочки (черт. 1 – 3 ) указывают:
ширину зуба звездочки;
ширину венца (для многорядной звездочки);
радиус закругления зуба (в осевой плоскости);
расстояние от вершины зуба до линии центров дуг закруглений (в осевой плоскости);
диаметр обода (наибольший);
радиус закругления у границы обода (при необходимости);
диаметр окружности выступов;
шероховатость поверхности профиля зубьев, торцовых поверхностей зубьев, поверхности выступов и шероховатость поверхностей закругления зубьев (в осевой плоскости).
4. На чертеже звездочки в правом верхнем углу помещают таблицу параметров. Размеры граф таблицы, а также размеры, определяющие расположение таблицы на поле чертежа, приведены на черт. 1 .
5. Таблица параметров зубчатого венца звездочки состоит из трех частей, которые отделяют друг от друга сплошными основными линиями:
первая часть – основные данные (для изготовления);
вторая часть – данные для контроля;
третья часть – справочные данные (см. черт. 1 – 3).
6. В первой части таблицы параметров приводят:
число зубьев звездочки z;
параметры сопрягаемой цепи: шаг t и диаметр ролика d3 или втулки d2;
профиль зуба по ГОСТ 591 надписью: «Со смещением» или «Без смещения» (центров дуг впадин);
группа точности по ГОСТ 591.
7. Во второй части таблицы параметров приводят:
размер диаметра окружности впадин Di и предельные отклонения (для звездочек с четным числом зубьев) или размер наибольшей хорды Lx и предельные отклонения (для звездочек с нечетным числом зубьев);
допуск на разность шагов;
допуск радиального биения окружности впадин;
допуск торцового биения зубчатого венца.
8. В третьей части таблицы параметров приводят:
диаметр делительной окружности dд;
ширину внутренней пластины цепи h;
расстояние между внутренними пластинами цепи b3;
для многорядной цепи – расстояние между рядами цепи А;
число рядов цепи.
При необходимости указывают и другие справочные данные, относящиеся к элементам зацепления.
6 – 8. (Измененная редакция, Изм. № 2).
9. Если звездочка состоит из нескольких зубчатых венцов, отличных по числу зубьев или по числу зубьев и шагу цепи, то значения параметров указывают в таблице параметров для каждого венца в отдельных графах. Каждый зубчатый венец и соответствующую графу (колонку) таблицы обозначают прописными буквами русского алфавита (см. черт. 3 ).
10. Неиспользуемые графы таблицы параметров исключают или прочеркивают.
11. Примеры выполнения элементов зацепления на рабочих чертежах звездочек приведены на черт. 1 – 3 .
Пример выполнения зубчатого венца звездочки для приводной роликовой однорядной нормальной цепи
* Размер для справок.
Пример выполнения чертежа зубчатых венцов звездочки для приводной роликовой трехрядной цепи
* Размер для справок.
Пример выполнения чертежа зубчатых венцов блока звездочек для однорядных цепей
* Размер для справок.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Комитетом стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР
В.Р. Верченко, Я.Г. Старожилец, Ю.И. Степанов, В.И. Дозорцев
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР от 19.06.68 № 948
Изменение № 2 принято Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 8 от 12.10.95)
Зарегистрировано Техническим секретариатом МГС № 1777
За принятие изменения проголосовали:
Наименование национального органа стандартизации
Конструкторам часто приходится подбирать нужное соотношение передачи и в связи с этим заниматься поисками подходящих звездочек. Дело это неблагодарное, требующее больших затрат времени. Гораздо проще делать нужные звездочки самому. Тем более что изготовление их в домашних условиях не так уж сложно.
Например, нужно изготовить звездочку для велосипеда с 12 зубьями. На стальной пластине толщиной 2,3 — 2,6 мм вычерчивается окружность, диаметр которой подсчитывается по формуле: (12,7 Х n)/3,14 + 0,5 мм, где 12,7 мм — шаг велосипедной цепи, n — число зубьев (при n=12 диаметр равен 6,0 см).
В местах пересечения радиусов и внутренней окружности, которая берется на 16 мм меньше внешней, просверливаем отверстия Ø 8 мм. Лишний металл снимается ножовкой, концы зубьев оформляются в тисках напильником.
При изготовлении звездочек для мотоциклетных цепей нужно брать сталь толщиной 5,5 — 6 мм. При расчете в формулу нужно подставить значение шага той или иной цепи.
И. ЛЯГУША, г. Новодружеск
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.
Загрузка...
