ГОСТ 19650-97
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ПЕРЕДАЧИ ЧЕРВЯЧНЫЕ
ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ
Расчет геометрических параметров
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Межгосударственным Техническим комитетом по стандартизации МТК 96, Научно-исследовательским и проектно-конструкторским институтом редукторостроения (НИИредуктор)
ВНЕСЕН Государственным комитетом Украины по стандартизации, метрологии и сертификации
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 11 от 23 апреля 1997 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование государства |
Наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджанская Республика |
Азгосстандарт |
Республика Армения |
Армгосстандарт |
Республика Беларусь |
Госстандарт Республики Беларусь |
Республика Казахстан |
Госстандарт Республики Казахстан |
Кыргызская Республика |
Кыргызстандарт |
Республика Молдова |
Молдовастандарт |
Российская Федерация |
Госстандарт России |
Республика Таджикистан |
Таджикстандарт |
Туркменистан |
Главгосинспекция «Туркменстандартлары» |
Республика Узбекистан |
Узгосстандарт |
Украина |
Госстандарт Украины |
3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 2 марта 2001 г. № 111-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 19650-97 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 2002 г.
4 ВЗАМЕН ГОСТ 19650-74
5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 2005 г.
ГОСТ 19650-97
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ПЕРЕДАЧИ ЧЕРВЯЧНЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ
Расчет геометрических параметров
Cylindrical worm gear pairs.
Calculation of geometry
Дата введения 2002-01-01
Настоящий стандарт распространяется на червячные передачи с линейчатыми (ZA, ZI и ZN) или нелинейчатыми (ZK и ZT) цилиндрическими червяками и межосевым углом, равным 90°.
Стандарт устанавливает методы расчета геометрических параметров червячной передачи, а также геометрических параметров червяков и червячных колес.
Требования настоящего стандарта являются обязательными, кроме приложений.
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 2475-88 Проволочки и ролики. Технические условия
ГОСТ 16530-83 Передачи зубчатые. Общие термины, определения и обозначения
ГОСТ 18498-89 Передачи червячные. Термины, определения и обозначения
ГОСТ 19036-94 Передачи червячные цилиндрические. Исходный червяк и исходный производящий червяк
В настоящем стандарте используют термины и обозначения по ГОСТ 16530, ГОСТ 18498.
4.1 Схема расчета геометрии включает исходные данные, приведенные в таблице 1, расчет геометрических параметров, приведенный в таблице 2, и расчет размеров для контроля взаимного положения профилей витков червяка, приведенный в таблице 3.
4.2 Расчет определяет номинальные размеры червячной передачи, червяков и червячных колес.
4.3 Примеры расчета червячных передач с червяками ZI и ZT приведены в приложении А.
4.4 Расчет размеров для контроля осевого профиля витка червяков ZA, ZI, ZN, ZK приведен в приложении Б, червяков ZT - в приложении В.
Таблица 1 - Исходные данные для расчета
Обозначение |
||
Модуль, мм |
т |
|
Коэффициент диаметра червяка |
q |
|
Число витков червяка |
z1 |
|
Число зубьев колеса |
z2 |
|
Вид червяка |
ZA или ZI, ZN, ZK, ZT |
|
Радиус образующей дуги шлифовального круга (для червяков ZT), мм |
ρ |
|
Исходный червяк по ГОСТ 19036 |
Угол профиля |
αx или αn, αnT, αns, α0 |
Коэффициент высоты витка |
h1* |
|
Коэффициент высоты головки витка |
ha1* |
|
Коэффициент расчетной толщины витка |
s* |
|
Коэффициент радиуса кривизны переходной кривой витка |
ρf1* |
|
Межосевое расстояние, мм |
аw |
|
Коэффициент смещения червяка |
х |
|
Номинальное передаточное число |
unom |
|
Примечания 1 Межосевое расстояние аw входит в состав исходных данных, если его значение задано. 2 Коэффициент смещения червяка х входит в состав исходных данных, если значение межосевого расстояния аw, не задано. 3 Номинальное передаточное число unom входит в состав исходных данных, если количество зубьев колеса z2 не задано. |
Таблица 2 - Расчет геометрических параметров
Обозначение |
Расчетная формула и указание |
|||
1 Количество зубьев червячного колеса |
z2 |
z2 = unomz1 Округляется до ближайшего целого числа |
||
2 Коэффициент смещения червяка |
Х |
Рекомендуется принимать в пределах: для передач с червяками ZA, ZN, ZK 0 < х < 1; для передачи с червяками Z1 -1 < х < 0; для передачи с червяками ZT 0,5 < х < 1,5; предпочтительно х = 1,0 |
||
3 Передаточное число |
и |
|
||
4 Межосевое расстояние, мм |
aw |
aw = 0,5(z2 + q + 2x)m |
||
5 Делительный угол подъема |
γ |
|
||
6 Основной угол подъема |
γ |
cos γb = cos αn cos γ Определяется для червяков ZI |
||
7 Начальный угол подъема |
γw |
|
||
8 Угол профиля в осевом сечении червяка |
αx |
Определяется для червяков ZI, ZN, ZK, ZT |
||
9 Угол профиля в нормальном сечении червяка |
αп |
tg αn = tg αx cos γ Определяется для червяков ZA |
||
10 Минимальное значение коэффициента смещения червяка |
xmin |
Определяется из условия отсутствия подрезания зубьев колеса по формуле
Определяется для червяков ZI, ZN, ZK, ZA |
||
11 Максимальное значение коэффициента смещения червяка |
xmax |
Определяется из условия отсутствия заострения зубьев колеса по формуле xmax ≈ 0,05z2 - 0,64 + ha1* - 0,024αx, где αx - подставляется в градусах. Определяется для червяков ZI, ZN, ZK, ZA |
||
Расчет диаметров червяка и червячного колеса |
||||
12 Делительный диаметр, мм |
червяка |
d1 |
d1 = qm |
|
червячного колеса |
d2 |
d2 = z2m |
||
13 Начальный диаметр червяка, мм |
dw1 |
dw1 = (q + 2x)т |
||
14 Основной диаметр червяка, мм |
db |
Определяется для червяков ZI |
||
15 Высота витка червяка, мм |
h1 |
h1 = h1*m |
||
16 Высота головки витка червяка, мм |
ha1 |
ha1 = ha1*m |
||
17 Диаметр вершин, мм |
витков червяка |
da1 |
da1 = d1 + 2ha1*m |
|
зубьев червячного колеса |
da2 |
da2 = d2 + 2(ha1* + x)т |
||
18 Наибольший диаметр червячного колеса, мм |
dae2 |
где K = 2 - для червяков ZA, ZI, ZK; K = 4 - для червяков ZT |
||
Расчет размеров, характеризующих форму нарезанной части червяка и венца червячного колеса |
||||
19 Радиус кривизны переходной кривой червяка, мм |
ρf1 |
ρf1 = ρf1*m |
||
20 Длина нарезанной части червяка, мм |
b1 |
|
||
21 Ширина венца червячного колеса, мм |
b2 |
Рекомендуется определять по формулам: для передач с червяками ZA, ZI, ZN, ZK b2 = 0,75da1 - при z1 < 3; b2 = 0,67da1 - при z1 < 4; для передач с червяками ZT b2 = (0,7 - 0,1x)da1 |
||
22 Радиус выемки, мм |
rk |
rk = 0,5d1 - ha |
||
23 Расстояние от оси червяка до центра радиуса ρ шлифовального круга, мм |
cи |
Определяется для червяков ZT |
||
24 Угол скрещивания осей червяка и шлифовального круга |
γи |
γи = mz1/2cи Определяется для червяков ZT2. Для червяков ZT1 принимается γи = γ |
||
Таблица 3 - Расчет размеров для контроля взаимного положения профилей витков червяка
Обозначение |
Расчетная формула и указание |
|
1 Расчетный шаг червяка, мм |
р1 |
р1 = pm |
2 Ход витка, мм |
рz1 |
pz1 = p1z1 |
3 Делительная толщина по хорде витка червяка, мм |
|
|
4 Высоты хорды витка, мм |
|
|
5 Диаметр измерительных роликов, мм |
D |
D > 1,67m Рекомендуется принимать величину D равной ближайшему большему значению диаметра ролика по ГОСТ 2475 |
6 Размер червяка по роликам, мм |
M1 |
|
Таблица А.1 - Исходные данные для расчета
Наименование диаметра |
Обозначение |
Числовое значение |
|
ZI |
ZT2 |
||
Модуль, мм |
т |
5,0 |
|
Коэффициент диаметра червяка |
q |
10 |
8 |
Число витков червяка |
z1 |
4 |
1 |
Радиус образующей дуги шлифовального круга, мм |
ρ |
- |
25,5 |
Угол профиля |
αn |
20° |
22° |
Коэффициент высоты витка |
h* |
2,0 + 0,2cos γ |
2,2 |
Коэффициент высоты головки витка |
h*a1 |
1,0 |
|
Коэффициент расчетной толщины витка |
s* |
1,571 |
1,100 |
Коэффициент радиуса кривизны переходной кривой витка |
ρ*f1 |
0,3 |
|
Межосевое расстояние, мм |
aw |
160 |
100 |
Номинальное передаточное число |
unom |
14,0 |
31,5 |
Таблица А.2 - Расчет геометрических параметров
Наименование параметра |
Обозначение |
Числовое значение |
|||
ZI |
ZT2 |
||||
1 Число зубьев червячного колеса |
z2 |
z2 = 14 · 4 = 56,0 Принимаем z2 = 55 |
z2 = 31,5 · 1 = 31,5 Принимаем z2 = 31 |
||
2 Коэффициент смещения червяка |
х |
|
|
||
3 Передаточное число |
и |
|
|
||
4 Делительный угол подъема |
γ |
γ = 21°48'05" |
γ = 7°07'30" |
||
5 Основной угол подъема |
γb |
cos γb = cos 20°×cos 21°48'05" = 0,8725 γb = 29°15'06" |
- |
||
6 Начальный угол подъема |
γw |
γw = 23°57'45" |
γw = 6°20'25" |
||
7 Угол профиля в осевом сечении червяка |
αx |
αx = 21°24’20" |
- |
||
8 Минимальное значение коэффициента смещения червяка |
xmin |
|
- |
||
9 Максимальное значение коэффициента смещения червяка |
xmax |
xmax = 0,05. 55 - 0,64 + 1,0 - 0,024. 21,40557 = 2,596 |
- |
||
10 Делительный диаметр, мм |
червяка |
d1 |
d1 = 10 · 5 = 50 |
d1 = 8 · 5 = 40 |
|
червячного колеса |
d2 |
d2 = 55 · 5 = 275 |
d2 = 31 · 5 = 155 |
||
11 Начальный диаметр червяка, мм |
dw1 |
dw1 = (10 – 2 · 0,5) · 5 = 45 |
dw1 = (8 + 2 · 0,5) · 5 = 45 |
||
12 Основной диаметр червяка, мм |
db |
|
- |
||
13 Высота витка червяка, мм |
h1 |
h1 = (2,0 + 0,2×cos 21°48'05" · 5 = 10,93 |
h1 = 2,2 · 5 = 11,0 |
||
14 Высота головки витка червяка, мм |
ha1 |
ha1 = 1 · 5 = 5 |
ha1 = 1 · 5 = 5 |
||
15 Диаметр вершин, мм |
витков червяка |
da1 |
da1 = 50 + 2 · 1 · 5 = 60 |
da1 = 40 + 2 · 1 · 5 = 50 |
|
зубьев червячного колеса |
da2 |
da2 = 275 + 2(1 - 0,5) · 5 = 280 |
da2 = 155 + 2(1 - 0,5) · 5 = 170 |
||
16 Наибольший диаметр червячного колеса, мм |
dae2 |
|
|
||
17 Радиус кривизны переходной кривой червяка, мм |
ρf1 |
ρf1 = 0,3 · 5 = 1,5 |
ρf1 = 0,3 · 5 = 1,5 |
||
18 Длина нарезанной части червяка, мм |
b1 |
|
|
||
19 Ширина венца червячного колеса, мм |
b2 |
b2 = 0,67 · 60 = 40,2 Принимаем b2 = 40 |
b2 = 0,67 · 50 = 33,5 Принимаем b2 = 34 |
||
20 Радиус выемки, мм |
rk |
rk = 0,5 · 50 - 5 = 20 |
rk = 0,5 · 40 - 5 = 15 |
||
21 Расстояние от оси червяка до центра радиуса шлифовального круга, мм |
cи |
- |
|
||
22 Угол скрещивания осей червяка и шлифовального круга |
γи |
- |
γи = 4°50’08" |
||
Таблица А.3 - Расчет размеров для контроля взаимного положения профилей витков червяка
Наименование параметра |
Обозначение |
Числовое значение |
|
ZI |
ZT2 |
||
1 Расчетный шаг червяка, мм |
р1 |
р1 = 3,1416 · 5 = 15,708 |
р1 = 3,1416 · 5 = 15,708 |
2 Ход витка, мм |
рz1 |
рz1 = 15,708 · 4 = 62,832 |
рz1 = 15,708 · 1 = 15,708 |
3 Делительная толщина по хорде витка червяка, мм |
|
= 1,571 · 5×cos 21°48’05" = 6,499 |
= 1,1 · 5 cos 7°07’30" = 5,458 |
4 Высота до хорды витка, мм |
|
|
|
5 Диаметр роликов, мм |
D |
D = 1,67 · 5 = 8,35 Принимаем D = 8 |
- |
6 Размер червяка по роликам, мм |
M1 |
|
- |
Таблица Б.1
Наименование параметра |
Обозначение |
Расчетная формула и указание |
1 Торцовый угол образующей прямой поверхности витка |
αFt |
αFt = αx - для червяков ZA; αFt = γb - для червяков ZI; sin αFt = sin αn cos γ - для червяков ZN, ZK |
2 Диаметр направляющего цилиндра, мм |
dD |
dD = 0 - для червяков ZA; dD = db - для червяков ZI; - для червяков ZN1 и ZN2. Примечание - Знак плюс - для червяка ZN1, знак минус - для червяка ZN2 |
3 Межосевое расстояние в станочном зацеплении, мм |
a0 |
a0 = 0,5(da0 + da1 - 2h1) + с0, где da0 - диаметр вершин инструмента, мм; c0 - радиальный зазор между поверхностью вершин инструмента и поверхностью впадин червяка, мм. Определяется для червяков ZK1 |
4 Диаметр инструмента, соответствующий концентрической окружности червяка, мм |
d0 |
d0 = 2a0 - d, где d - диаметр концентрической окружности червяка, мм. Определяется для червяков ZK1 |
5 Вспомогательные величины, используемых в расчетных формулах |
А |
где Н0 - высота конуса производящей поверхности инструмента от его вершины до плоскости, перпендикулярной к оси инструмента и проходящей через межосевую линию, мм |
В |
|
|
|
|
|
|
Определяются для червяков ZK1 |
|
6 Ордината точки осевого профиля витка, мм |
Y1 |
Y1 - независимая переменная для червяков ZA, ZI, ZN1, ZN2; - для червяков ZK1 |
7 Абсцисса точки осевого профиля витка, мм |
X1 |
- для червяков ZA, ZI, ZN1, ZN2; - для червяков ZK1 |
Таблица B.1
Наименование параметра |
Обозначение |
Расчетная формула и указание |
1 Винтовой параметр, мм |
р |
|
2 Делительная толщина в осевом сечении, мм |
s1 |
s1 = s*m |
3 Вспомогательные величины, используемые в расчетных формулах |
K1 |
|
K2 |
|
|
Zk |
|
|
4 Текущее значение радиуса червяка, мм |
ri |
|
5 Вспомогательные величины, используемые в расчетных формулах |
K3 |
|
K4 |
|
|
K5 |
|
|
6 Ордината точки осевого профиля витка, мм |
Y1 |
Y1 = ±ri |
7 Абсцисса точки осевого профиля витка, мм |
X1 |
X1 = p(π - K5) - K4ctg γи + Zk |
Примечание - Ось Y1 является осью симметрии левого и правого профилей витка. |
СОДЕРЖАНИЕ
Ключевые слова: червячная передача, вид червяка, размеры, диаметры, профиль, исходный червяк