Косозубая шестерня с 13 зубьями

[Александр Д]

Добрый день.
Есть редуктор предположительно Итальянский.
В нем есть зубчатое зацепление вал-шестерней. Есть некоторые оригинальные и не очень данные по зацеплению.
Уже перебрал известные ГОСТы по теме, не нашел информации по моему варианту зубчатого зацепления с параметрами:

угол расположения осей шестерен 90 град. в редукторе
количество зубьев 13 шт. у обоих шестерен
модуль 1,5
делительный диаметр 27,495 мм
диаметр вершин зубьев 30,1 мм
угол В = 44 град. 12 минут
коэф. смещения = 0

Из расчета Компаса наиболее подходит расчет "винтовой эвольвентной зубчатой передачи". Но, расчет может быть выполнен только с углом 45 град. и стандартный ряд не предусматривает зубчатого колеса с количеством зубьев 13 шт.
Ортогональная передача "цилиндрический червяк-цилиндрическое косозубое колесо", также не подходит по параметрам.
Возможно передача строится по ОСТ.

[СВ]

Так это зацепление итальянское, по "итальянскому ГОСТу".
Что нужно: полностью повторить шестерни или сделать замену (с шестернями по ГОСТ)?
В расчёте можно выбрать модуль и "по стандартам других стран":


Или взять нестандартный - если знаешь ВСЕ параметры исх.контура.

- - -
И разобраться с этим противоречием

угол расположения осей шестерен 90 град. в редукторе
угол В = 44 град. 12 минут

[Александр Д]

Всех исходных параметров не знаю. Описал все известные данные.
Достоверность данных вызывает сомнение. Уже был реинжиниринг.
Сейчас третий раз реинжиниринг.
Да, требуется изначальный профиль шестерни (или полный аналог).
Если можно, поподробней, как вы вышли на перечень иностранных профилей зуба (JIS) из "Компаса"?
Сейчас, на работе, нет возможности зайти в "механические передачи", поищу вечером.

[СВ]

 Когда выбираете модуль, то нужно нажать на кнопочку рядом. В открывшемся окне много всякого выбора, нажимайте на всё, не стесняйтесь.

- - -
Попробуйте сравните сравните винтовые шестерни и косозубые, с одинаковыми параметрами.

[Golovanev]

Дорогой Александр Д.!
Тут все просто... Вы путаете угол наклона на начальном цилиндре и на делительном...
В данных замеров или данных чертежа стоит угол наклона на делительном цилиндре, а в расчете мы оперируем углами наклона на начальном цилиндре.
Так вот. Сумма углов наклона на начальном цилиндре в винтовой передаче всегда равна межосевому углу. А угол наклона на делительном цилиндре равен углу наклона на начальном только если коэф.смещения равен 0. В вашем случае поиграйте межцентровым расстоянием и коэф.смещения и получите вы то что вам надо 44гр12мин на углах наклона на делительном цилиндре. Все очень просто... Просто надо это знать.  Смотрите отчет по геометрическому расчету и все увидете сами...

[Golovanev]

И главный вопрос - межосевое расстояние в редукторе какое?

[Александр Д]

Спасибо большое за разъяснения. С расчетом зубчатого зацепления столкнулся третий раз на работе.

Межосевое расстояние в редукторе под вопросом.
По одним данным межосевое расстояние 27,5 +-0,037 мм. На этом же чертеже указано, что одна шестерня левая, другая правая.
Вчера отыскал более ранний сборочный чертеж 1984 года, на нем 27,5 +0,117 и +0,065 и обе шестерни левые, что похоже на правду (только у нашего правые).

Передача по сути возможна только со смещением исходного контура у обоих колес в "плюс". Выходит, что зацепление идет не по средней линии зуба (толстой части), а по более тонкому кончику зуба. Странно это. Обычно шестерню делают со смещением наружу (чуть крупнее, чтобы зуб в основании был толще), а колесо со смещением во внутрь на туже величину. Тогда все логично.
Здесь же получается, что зацепление идет по тонкой части зуба (смещение в два "+").

[СВ]

Вы в начале так написали, что можно было принять за сведения из надёжного источника. А потом выясняется - это непонятно откуда, да ещё ваши замеры, да ещё замеры непонятно чего (особенно это

угол В = 44 град. 12 минут

Вы уж пишите, откуда каждая цифра взята.

К примеру: как именно вы измеряли наружный диаметр? Существуют два способа, оба рабочие, но для ВАШЕГО случая один из них неправильный.

[Golovanev]

Вы хоть сами осознаете какую чушь Вы несёте?

Зацепление идёт всегда всей активной частью поверхности зуба.

Берите литературу по теории машин и механизмов и изучайте раздел зубчатых зацеплений....

Ещё можете в расчете цилиндричек внешнего зацепления поиграться с коэф.смещения и в визуализации посмотреть как в реальности зацепление происходит?

Или вы в институте не изучали курс теории машин и механизмов... и лабораторных не было?!!?

Передача по сути возможна только со смещением исходного контура у обоих колес в "плюс". Выходит, что зацепление идет не по средней линии зуба (толстой части), а по более тонкому кончику зуба. Странно это. Обычно шестерню делают со смещением наружу (чуть крупнее, чтобы зуб в основании был толще), а колесо со смещением во внутрь на туже величину. Тогда все логично.
Здесь же получается, что зацепление идет по тонкой части зуба (смещение в два "+").

[Starik]

Вы хоть сами осознаете какую чушь Вы несёте?

Прошу корректнее!!!

[Александр Д]

Вы в начале так написали, что можно было принять за сведения из надёжного источника. А потом выясняется - это непонятно откуда, да ещё ваши замеры, да ещё замеры непонятно чего (особенно это

Я сам в шоке. Редуктор все интересней и интересней.
Я писал: "Есть некоторые оригинальные и не очень данные по зацеплению". Наверное сам ввел всех в заблуждение. Достоверность данных сразу была с вопросом. Наверно я не достаточно ясно это указал.

Хорошо. История полностью. Есть реинжиниринг зарубежного оборудования, в нашем случае редуктора. Присутствует часть комплекта чертежей редуктора (примерно 1995-2000 г.г. выпуска). Некоторые из присутствующих чертежей не совпадают с эксплуатируемым редуктором, даже при беглом осмотре, не погружаясь в тему. В этом же комплекте присутствуют несколько "оцифрованных" чертежей, переведенных из pdf в формат чертежа "компас".
Помимо чертежей есть два редуктора, один существенно отличается от чертежного и бывший в употреблении, мне сейчас он не доступен. Второй изготовлен относительно недавно и в эксплуатации небыл. Отдельные его детали представлены на фотографии в начале темы. Этим летом была попытка заказать по комплекту чертежей изготовление редуктора. После изготовления, во время сборки, возникли сложности. Редуктор собрать не удалось. Что-то не входило в корпус. Больше ничего не знаю.
Сейчас мне поручили собрать комплект воедино. Я сам и не подозревал, что будет засада.
Откуда взял информацию?
Из таблички на чертеже, с представленного вида детали на чертеже.
По данным этой таблички я попытался построить зубчатую передачу в Компасе, выполнить средствами Компаса ее расчет, самостоятельно не получилось. По этому поводу задал вопрос здесь.
Написал, что у меня по приведенным данным не получается построить передачу, возможно не тот расчет выбираю и/или что-то еще. Не каждый же день сталкиваюсь с выполнением зубчатых передач в "Компасе".
В ходе проб и ошибок, общения здесь, выясняется, что часть данных указанных на чертеже неверна.
Межосевое расстояние указанное в чертеже и выполненное в новом изделии не бьется с расчетным. Указание о нулевом смещении в чертеже, также далеко от истины и не соотносится с указанным углом В=44 град. 12 мин., как указал Golovanev. По отечественному ГОСТу, передачи с 13 зубьями нету.
Позже удалось найти еще более старший чертеж (1984 г.) и тоже с отличиями.
В 1984 шестерни были обе левых, а в реконструкции 2000х одна левая, другая правая. Как такое может быть? Но, оно присутствует.

Уважаемый Golovanev, у меня нет профильного образования, но я ответственно заявляю, что зацепление двух зубьев происходит в точке (если мы смотрим на разрез/сечение) и по линии, когда плюсуем ширину колеса зубчатого. Две эвольвенты зубьев, касаясь своими выпуклостями могут соприкоснуться только в точке, но никак не "... всей активной частью поверхности зуба". Точка зацепления, при движении зубчатых колес, перекатывается (качается) вдоль "всей" (частично) эвольвенты. А смазка для чего? Смазка в передаче, для того, чтобы прямого контакта между зубьями небыло. Вот и выходит, что в правильно работающей зубчатой передаче непосредственного контакта между зубьями нету. И как же быть с утверждением: "Зацепление идёт всегда всей активной частью поверхности зуба"? При таком условии будет не зубчатое зацепление (сам термин дает ответ на вопрос), а статическое соединение "... всегда всей активной частью поверхности зуба" деталей. И да, у меня нет профильного образования, но в процессе работы непрерывно сталкиваюсь и последнее время только и переделываю вновь конструкторскую работу после конструкторов с профильным образованием. Отклонились от темы.

СВ, в первую очередь наружный диаметр сверял с указанным на чертеже. После того, как выяснилось, что не всей информации из чертежа можно верить, измерил на изделии. Конечное изделие сходится с чертежом. Измерял штангенциркулем с точностью до десятых (поверенным от Туламаш, не китайским, если что). Шестерни с 13 зубьями, косозубые имеют диаметр 30 и 30,1 мм. В этом же редукторе есть еще одна передача - прямозубая, та еще интереснее. Измерения показали, что она овальной формы. И да, я знаю про промежуток "впадины". На прямозубой число зубьев четное, измерение происходит по вершинам, а в косозубых с 13 зубьями, впадины при измерении не наблюдается.
Состояние изготовленного редуктора понятно, он не рабочий.
Но и чертежи, по которым он был изготовлен в подобном состоянии.

Вот и пытаюсь сейчас уже выяснить при каких расчетных данных зацепление будет рабочим.
Габариты изменять нельзя (межосевое расстояние суммарное двух ступеней: 27,5 + 31,5 = 59 мм должно остаться). Редуктор - часть оборудования.

Пока не обращался к зарубежным стандартам, во всей представленной информации профиль зуба был по ГОСТ 13755-81. Буду дальше разбираться.

[СВ]

Есть ли смысл АБСОЛЮТНО точно копировать? Это ведь нужно только для ремонта - в случае замены ОДНОЙ импортной шестерни на другую, ремонтную. В остальных случаях достаточно точно повторить вал, а зубья - свои.
(И сравните расчёт косозубой шестерни с винтовой на одних и тех же параметрах: если нет разницы (не должно быть), то можно считать как косозубую. Не помню точно, но у косозубой почему-то было меньше "красного", чем у винтовой.))

Про замер: при НЕчётном числе КОСЫХ зубьев так не измеряют

штангель поворачивают на 90°, в плоскость оси шестерни. Вы так делали?

- - - - - -
Про зацепление: это у вас с Голованёвым разная терминология, а так вы оба всё правильно говорите. Недопонимание именно из-за терминологии - вы его поняли "по-своему".

[Kirilius83]

НА всякий случай: наружный диаметр шестерни не работает, и он может быть не расчетным, модифицированным. Ну и может быть с боем.
Правильнее мерить либо длину общей нормали, либо по роликам (тем более нечетное число).
При непонятках - требуются точные замеры. А их на коленке не сделать - либо покупать свое либо искать кто обмерит (есть и конторы с КИМ). Для шестерен важны сотки (особенно при непонятках с рассчетом), штангель же если простой - меряет не точнее десятки а то и двух, на две десятки вполне можно ошибиться, хотя это и редкость. Хороший электроный штангель- дает примерно +-0,03...0,05, дальше просто люфт губок и усилие нажатия не позволяет стабильно мерить (хотя одной набитой рукой и сравнением с мерами можно и точнее).
 Поэтому без микрометров и нутромеров нормального инжиниринга точных изделий не сделать, только если свое по образцу))) А еще часто нужно твердость знать, шероховатость, химсостав.

[Golovanev]

Вот теперь правильно, а что у вас в начале? "Зацепление идёт не по средней линии, а по кончику тонкому".... с чего бы? Именно по всей активной линии зуба по эвольвенте зубья и катятся друг по другу. С проскальзыванием но катятся... и естественно соприкосновение линейное (в сечении точечное) хотя в реальности зубья сжимаются под усилием и имеет место мгновенная площадка контакта.

Хотя в винтовой именно скольжение в очень большой степени а не качение. Она ближе таки по характеру работы к червячной.

[Golovanev]

По делу...
Мой вам совет. Просто заново спроектировать в моем приложении исходя из числа зубьев шестерен и примерного модуля. И все... и не заморачиваться реинженирингом.

Про что вам Сергей Васильевич и пишет. И он безусловно прав.

А вообще там интерференция при 13 зубьях в паре. Как от нее уйти я пока не смотрел.

[Петрович-47]

...Как от нее уйти...

Изменить число зубьев и модуль
Надо ведь обеспечить:
Передаточное 1:1;
Нагрузка;
Скорость;
Долговечность;
Присоединительные размеры.
Для оборудования редуктор как "чёрный ящик" - есть вход и выход, а что внутри... какая кому разница

[СВ]

 Если передача кинематическая, то можно кое-какие ограничения снять, к примеру.
Можно, из интереса, сравнить расчёты по ГОСТ и "ино", если, к примеру, по нашему не получается (интерференция там...), вдруг по ихнему проходит. Т.е. понять причину назначения именно этих параметров зубьев. И принять нужное решение...

[алексst]

Что-то глубоко погрузились.
Предлагаю упростить задачу. Она сильно похожа на обычный курсовой по деталям машин. Спроектировать одноступенчатый редуктор с косозубой передачей, только валы не параллельные.
У нас имеются ограничения:
- есть картер редуктора - соответственно есть межосевое расстояние, которое не изменишь. Его надо измерить прямо на картере, не доверяя предыдущим чертежам.  И это главное. Одна цифра есть.
- есть подшипники, их не изменишь, соответственно рассчитывать их не надо.
- есть валы, их не изменишь, значит можно просто обмерить и начертить.
- есть передаточное число, его не изменишь.
- есть угол между валами, его не изменишь.
- шестерёнки измерять не надо. Они ведь не "влазят" в картер, значит "неправильные".

Что нам остаётся? Сделать геометрический расчёт косозубой передачи с заданным межосевым расстоянием и углом между валами 90 градусов (чтобы влезла в картер. Судя по сообщениям, эта задача Вам и поставлена, вот и выполните её). Расчёт на прочность делать можно только ради любопытства. Повлиять на прочность в этом случае можно только выбором материала.
Для начала я предлагаю отвернуться на время от "Компаса" и взять в руки калькулятор и книжки. И по формулам "врукопашную" посчитать передачу. Почему так? А нет ограничений по подстановке данных в формулы. Ставьте любые цифры и смотрите на результат.
Для начала посмотрите "Анурьева" том 2  глава IV раздел "Цилиндрические винтовые зубчатые передачи". Там аж
полстраницы с картинкой и двумя формулами, иллюстрирующими особенности расчёта этих передач. В той же главе посмотрите табл.15. В ней есть "расчёт коэффициентов смещения при заданном межосевом расстоянии". Межосевое расстояние есть, модуль есть, число зубьев есть, угол наклона зубьев зададите (я бы взял 45 градусов, чтобы меньше считать), посчитать коэффициенты смещения и можно считать остальные размеры.
Да, и наклон зубьев у шестерен может быть в одну сторону и в разные стороны. Это на усмотрение конструктора.
Чтобы повысить уверенность в своих действиях, наберите в поисковике "Цилиндрические винтовые зубчатые передачи расчёт методические указания", "Цилиндрические косозубые зубчатые передачи с пересекающимися валами расчёт методические указания" или что-нибудь подобное. Найдёте то, что Вам нужно.
И ещё. Используйте "наши" стандартные модули с "нашим" профилем зуба. Вы, что, под импортный профиль зуба будете делать фрезу? Ради двух шестерёнок?
И ещё. Меняйте обе шестерёнки одновременно. Поставьте условие: обе шестерёнки должны быть изготовлены заново по моим чертежам.

[алексst]

Что-то вспомнилось.
У Вас же есть две шестерёнки, которые "не влазят" в картер редуктора. Вы измерили их наружные диаметры.
Попробуйте сложите их в руках так, чтобы зубья вошли в зацепление. И в этом положении сделайте следующее:
- измерьте штангелем межосевое расстояние. По наружному диаметру шестерен для начала. Потом посчитаете межосевое. Совпадает с картером?
- посмотрите правильно ли в этом положении расположены валы. Они в таком положении должны стоять в картере? Или один надо перевернуть? А в правильном положении валов, зубья шестерен зацепляются или нет?
- проверьте угол между валами. Там 90 градусов? Для этого можно положить один вал на плоскость (с "дыркой" для другого) и приставить угольник.

Нет слесарного угольника? Используйте штангель. У него те углы, которые на вид "прямые", действительно "хорошие прямые". Не угольник, конечно, но пользоваться можно. И не расстраивайтесь, что у Вас один штангель в руках. Это достаточно мощный инструмент, и его часто хватает для решения задач (смотря какая задача стоит).
Ну, а так, мне, как диванному эксперту, с дивана плохо видно что у Вас происходит. Поэтому советы могут быть и бесполезные.

[СВ]

 Бессмысленно рассчитывать "реинжиниринговую" передачу, не зная точного межцентрового расстояния (если его обязательно нужно повторить).
 Прежде всего, повторюсь, нужно определиться с принципиальным подходом: копируем абсолютно точно или "в общем и целом" (т.е. зубья не взаимозаменяемые). И я, и многие другие говорим - повторять зубья по "иноГОСТу" не имеет смысла. Кстати, желательно, чтобы новые валы внешне отличались от старых - чтобы не путали; думается, что можно шестерни сделать поуже (по расчёту видно, что "теоретическая ширина" довольно таки маленькая).
- - - - -
Есть способ замера межосевое именно по шестерням, когда не получается мерить его в корпусе: в собранном редукторе между впадиной и вершиной пары зубьев, между боковинами зубьев вставляем пластинки такой толщины, чтобы в зацеплении практически исчез люфт (натяг недопустим), затем вынимаем шестерни и собираем их вместе с пластинками в рабочем положении; замеряем размер по крайним зубьям шестерен, меряем наружные диаметры и пересчётом находим межосевое. Если не получится с двумя пластинами, то хотя бы с одной.
Если же меритель (штангель или что ещё что, может быть какая специальная приспособа типа П-образной пластины) может влезть для измерения прямо в собранный редуктор, то вообще никаких проблем. Разве что не следует забывать, что измеряем межосевое, которое неизвестно в какой зоне допуска выполнено, плюс при замере могут быть выбраны зазоры в подшипниках, т.е. погрешность в несколько соток (до десятки) неизбежна, плюс ещё и погрешность измерения.