Конические зубчатые передачи. Прямозубые конические передачи.

Рисунок 20

Зубчатая передача, оси валов которой пересекаются, называется конической (рис. 20). Геометрические оси валов ОО₁ и ОО₂ могут пересекаться под любым углом (рис. 20, а). однако практически применяют конические зубчатые передачи, оси валов которых пересекаются под прямым углом; межосевой угол ортогональной передачи

равен 90⁰.

Профилирование зубьев конических передач, как и цилиндрических, чаще всего производится по эвольвенте, которую следовало бы вычерчивать на поверхности шара (рис. 20, б) радиуса ОА, обеспечивающей правильное сопряжение юлагодаря постоянному расстоянию любых точек сферы от ее центра – точки О. Так как сфера на плоскость на развертывается, то вычерчивание профиля зуба по плоской кривой (эвольвенте) на сфере невозможно.

Участки сферы, на которых должны профилироваться зубья, приближенно заменяют дополнительными конусами s₁ и s₂, развертка боковых поверхностей которых два сектора радиусами и (рис. 20, б). Вписанные в шар конусы ОАВ и ОАС называют начальными. Общая образующая этих конусов ОА перпендикулярна образующим и дополнительных конусов s₁AC и s₂AB. Окружности основания начальных конусов являются делительными (начальными) окружностями шестерни и колеса. Между образующими дополнительных конусов и делительными диаметрами шестерни и колеса имеются зависимости:

Обязательным условием, обеспечивающим нормальную работу конической зубчатой передачи, должно быть непременное пересечение осей валов и общей образующей в одной точке О. при этом условии линейные скорости любых точек сопряженных поверхностей зубьев шестерни и колеса соответственно одинаковы (аналогично фрикционным коническим передачам).

Конические зубчатые колеса изготовляют с прямыми, косыми и криволинейными зубьями и применяют там, где возникает необходимость передачи момента от одного вала к другому с пересекающимися осями (привод заднего моста автомобиля, дифференциал, редукторы, приводы механизмов передвижения подъемных кранов и т.п.).

Конические зубчатые передачи проектируют сравнительно небольших мощностей, так как консольное расположение шестерни на валу при значительных силах в зацеплении приводит к большим деформациям, нарушающим точность зацепления и нормальную работу передачи. Однако иногда применяют конические шестерни, в которых шестерня расположена между опорами, а не консольно. Такая конструкция сложнее и дороже.

Основные технические характеристики конической зубчатой передачи: мощность до 100 кВт; передаточное отношение до 6,3; окружная скорость до 25 м/с; КПД – 0,95-0,98.

 

Основные геометрические соотношения.

Так как зубья на боковых поверхностях конусов отличаются от зубьев цилиндрических колес тем, что их размеры (толщина, высота) по мере приближения к вершине конуса уменьшаются, то соответственно изменяются шаг и модуль зацепления, а также диаметры окружностей делительной, вершин и впадин зубьев. Очевидно, что в торцевых сечениях зубчатых колес, соответствующих их наибольшим диаметрам, шаг и модуль зацепления также наибольшие.

Основные параметры зацепления конической прямозубой передачи выражаются через модуль:

(38)

где - средний делительный (начальный) диаметр шестерни или колеса; - внешний делительный (начальный) диаметр (диаметр основания делительного конуса) шестерни или колеса; - средний окружной модуль; - внешний окружной модуль. Между модулями существует зависимость

(39)

где - коэффициент ширины зубчатого венца; b – ширина зубчатого венца (длина зуба), измеренная параллельно образующей делительного конуса.

Внешнее конусное расстояние

(40)

Размер модуля определяет выбор параметров режущего инструмента; обычно значение выбирают из ряда стандартных модулей, хотя это и не обязательно.

Высоту головки и ножки зуба принимают

(41).

Согласно рис. 21, диаметры вершин зубьев и впадин конического зубчатого колеса соответственно равны:

Рисунок 21

(42)

(43)

Передаточное число

(44)

Среднее конусное расстояние

(45)