Силы, действующие в зацеплении прямозубых конических колес

Конические зубчатые передачи, достоинства и недостатки, Область применения. Типы зубчатых колес, основные геометрические параметры конического зубчатого колеса. Передаточное число конической зубчатой передачи.

Конические зубчатые передачи передают механическую энер­гию между валами с пересекающимися осями. Несмотря на сложность изготовления и монтажа, конические передачи получили ши­рокое распространение в редукторах общего назначения, в металлообраба­тывающих станках, вертолетах, авто­мобилях. (Это достоинства).

Недостатки: 1) необходимость регулировки передачи 2) меньшая нагрузочная способность 3) сложность изготовления и более высокие точности 4) большие осевые нагрузки.

Зацепление двух конических ко­лес можно представить как качение без скольжения конусов с углами при вершинах 2δ₁ и 2δ₂. Эти конусы назы­вают начальными. Линию касания этих конусов ОЕ называют полюсной линией или мгновенной осью в отно­сительном вращении колес. Основное

применение получили передачи ортогональные с суммарным углом между осями δ₁+ δ₂ = 90°. Конические зубчатые переда­чи выполняют без смещения исходного контура (x₁ = 0, х₂=0) или равносмещенными (х₂=-х₁). Поэтому начальные конусы совпадают с делительными.

Конические колеса обычно выполняют прямозубыми или с круговыми зубьями Прямозубые пе­редачи в основном применяют при окружных скоростях до 3 м/с, при более высоких скоростях применяют передачи с круговыми зубьями. Конические колеса с косыми зубьями применяют весьма редко из-за сложности изготовления и контроля.

Основные геометрические параметры.

К основным отно­сятся следующие геометрические параметры конических зуб­чатых колес.

Углы, делительных конусов связаны с их диаметрами (и числами зубьев z).

Модуль конического колеса меняется по длине зуба. За ос­новной принимают окружной модуль на внешнем торце m_te, который удобно измерять. Внешние делительные диаметры колес равны

Внешнее конусное расстояние

Конусное расстояние до середины зуба

, где - коэффициент ширины зубчатого венца.

Средний делительный диаметр и модуль находят из подобных треугольников

Диаметр вершин зубьев

При расчете на прочность конические колеса заменяют на равнопрочные им цилиндрические колеса. Диаметр эквивалентного зубчатого колеса равен

.

Эквивалентное число зубьев из зависимости равно

.

Для передач с круговыми зубьями приводят еще косозубое колесо к прямозубому

Понижающие конические передачи можно выполнять с передаточным отношением u=1…10. Обычно u<6. Повышающие передачи имеют u не более 3. Большие передаточные отношения усложняют конструирование шестерни и ее опор. Число зубьев колеса .

Силы, действующие в зацеплении прямозубых конических колес.

При определении сил, действующих в зацеплении результирующую силу F_n, нормальную к поверхности зуба, раскладывают на составляющие: окружную F_t, радиальную F_r, осевую F_a. При известном вращающем моменте T₁ определяют окружную силу на среднем делительном диаметре шестерни, затем другие составляющие:

.