5.4. Осевая форма зуба
ГОСТ 19326-73 регламентирует три основные формы конусности (изменение размеров сечений по длине зуба).
При
осевой
форме зуба I
(рис. 5.3, а) вершины делительного конуса
и конуса впадин зубьев совпадают.
Благодаря этому обеспечивается
постоянство радиального зазора по всей
длине зуба. Это позволяет увеличить
радиус закругления у основания зуба и
повысить его изгибную прочность. Данную
форму конусности применяют для конических
передач с прямыми и тангенциальными
зубьями, а также для колес с круговыми
зубьями при
и
…100,
.
|
|
|
Рис. 5.3
При осевой
форме зуба II
(рис. 5.3, б) вершины делительного конуса
и конуса впадин зубьев не совпадают.
Это обеспечивает одинаковую ширину
впадины по длине зуба. При этом толщина
зуба по делительному конусу растет с
увеличением расстояния от вершины.
Данную форму конусности применяют для
конических передач с круговыми зубьями
при
,
а также для колес с тангенциальными
зубьями,
.
При осевой
форме зуба III
(рис. 5.3, в) образующие делительного
конуса, конусов вершин и впадин зубьев
параллельны (равновысокие зубья, т.е.
зубья не имеют конусности по высоте).
Данную форму конусности применяют для
конических передач с круговыми зубьями
при
,
и среднем конусном расстоянии
.
В зубчатых колесах с зубьями формы конусности I обычно оперируют окружным модулем (колеса с прямыми зубьями) или (колеса с круговыми зубьями). В зубчатых колесах с зубьями формы конусности II и III нормальным модулем .
5.5. Силы в зацеплении
Также как и в косозубой цилиндрической передаче в конической зубчатой передаче нормальная сила раскладывается на три составляющие: окружное, радиальное и осевое усилие (см. рис. 5.1).
Силы в зацеплении прямозубой передаче определяются по формулам
– окружное усилие
;
;
– радиальное усилие
;
– осевое усилие
,
где
– угол профиля.
Силы в зацеплении передачи с круговыми зубьями определяются по формулам
– окружное усилие
; ;
– радиальное усилие
;
– осевое усилие
,
где верхний знак – направление вращения (при наблюдении с вершины конуса) и линии наклона зубьев совпадают.
При
проектировании конических передач с
круговыми зубьями необходимо стремиться
к тому, чтобы осевая сила
была направлена к основанию конуса
шестерни. Для этого при ведущей шестерне
направление вращения и направление
линии зуба должны совпадать. При ведомой
шестерне эти направления должны быть
противоположными. Направление осевой
силы к вершине конуса нежелательно в
связи с возможностью заклинивания
передачи при значительных осевых зазорах
в подшипниках.
При межосевом угле
,
.
5.6. Особенности расчета конических передач на прочность
Расчет конических зубчатых передач на прочность сводится к расчету на прочность эквивалентной цилиндрической зубчатой передачи.
Расчетная нагрузка определяется на среднем делительном конических зубчатых колес:
.
Параметры эквивалентного цилиндрического колеса (при приведении прямозубых конических колес) определяются по формулам
– эквивалентные диаметры
;
;
– эквивалентные числа зубьев
;
.
Параметры биэквивалентного (двойное приведение) цилиндрического колеса (при приведении конических колес с круговыми зубьями) определяются по формулам
– эквивалентные диаметры
;
;
– эквивалентные числа зубьев
;
.
Эквивалентное
передаточное число
,
используемое только для распространения
расчетов на контактную выносливость
цилиндрических передач на конические
передачи, определяется по формуле
.
Кроме того, в расчетные формулы вводится установленный опытным путем коэффициент понижения несущей способности конических передач по сравнению с цилиндрическими передачами.