Лекция 8

Конические передачи

Конические передачи применяются реже, чем цилиндрические. Их удельный объём в общем количестве изготовляемых передач около 17%. Цилиндрические передачи применяются в качестве главных передач в заднем мосте автомобиля. Там используется коническая передача с круговыми зубьями. Прямозубые конические передачи изготовляются только открытыми.

Конические передачи с круговыми зубьями обладают большой нагрузочной способностью, работают плавно и бесшумно. Нарезание кругового зуба резцовыми головками является более технологичным и высокопроизводительным по сравнению с изготовлением прямых и косых конических зубьев.

Основные геометрические и кинематические параметры конических зубчатых передач.

Конические передачи являются передачами с пересекающимися осями. Межосевой угол преимущественно составляет 90°. Начальные поверхности являются конусами. Теоретическое зацепление показано на рисунке (см. рис.).

В общем случае соотношение между углами ведущего и ведомого конусов:

Зная, что передаточное отношение равно:

,

можно получить из простейших геометрических соотношений:

Чаще применяются ортогональные передачи, то есть такие, в которых суммарный угол равен 90°. Для таких передач:

, а

Осевые формы зубьев.

Размеры зубьев конических колёс меняются по длине зуба, если продвигаться от наибольшего диаметра колеса или шестерни к наименьшему. Форму зубьев бывают трёх видов.

1. Форма I. Нормально понижающиеся зубья. Вершины начального (делительного) и внутреннего конусов совпадают. Такие зубья применяются для прямозубых, косозубых и круговых передач с модулями менее 2.5 мм (см.рис.).

2. Форма II. Равноширокие зубья. Эта форма зуба является основной для передач с круговым зубом. Вершины не совпадают с вершиной делительного конуса. При этом ширина дна впадины постоянна, а толщина зуба по начальному конусу растёт пропорционально расстоянию то вершины (см. рис.).

3. Форма III. Равновысокие зубья. Такую форму применяют для круговых зубьев при z ≥ 100. при этом образующие начального (делительного) и внутреннего конусов параллельны (см. рис.).

Основные соотношения размеров для различных форм конических колёс приведены в учебнике Д.Н.Решетова. В дальнейшем будем рассматривать расчёты для конических передач с круговыми зубьями. Как частный случай круговой передачи можно рассматривать прямозубую передачу (см. рис.). На этом рисунке показано, как дуга OP образует поверхность кругового зуба. Основная модификация круговых конических зубьев имеет угол наклона зуба β = 35°. Как видно из рисунка, это угол между касательной, проведённой к линии зуба в его середине и линией соединяющей середину зуба с центром колеса или шестерни.

Формулы для определения геометрических соотношений разные в зависимости от формы зубьев.

1. Для прямозубых и косозубых колёс по форме I обычно стандартным принимают значение внешнего окружного модуля m_te, так как на торце удобно в таком случае проводить измерения.

2. У колёс с круговыми зубьями обычно выбирают стандартные значения для нормального модуля m_nm (хотя и не обязательно) и размеры зубьев определяют на ширине зубчатого венца.

Характерный диаметр при форме зуба I – диаметр внешней делительной окружности или диаметр на внешнем торце d_e2.

При формах зуба II и III характерный диаметр – диаметр средней делительной окружности или диаметр на середине ширины венца d₂.

Соотношение между модулями:

В этой формуле Re – внешнее конусное расстояние, которое можно вычислить как:

или

где суммарное число зубьев:

причём это число является условным, оно может быть и дробным.

Боковые поверхности конических зубьев формируются так же как цилиндрических, но вместо основных цилиндров – основные конусы. Поперечные сечения зуба переменны по длине, но геометрически подобны. Модули и размеры зубьев конических колёс обычно задаются на наружном дополнительном конусе, на котором удобнее всего производить измерения профиля (форма I).

Внешний делительный диаметр шестерни и колеса соответственно:

Внешний диаметр вершин зубьев шестерни и колеса соответственно:

Внешний диаметр впадин зубьев шестерни и колеса соответственно:

Средний делительный диаметр шестерни и колеса соответственно:

Передаточное число зубчатой конической передачи:

так как

и