14. Проектний розрахунок конічної зубчастої передачі

У проектному розрахунку конічної зубчастої передачі основний розмірний параметр визначають також із умови стійкості активних поверхонь зубців проти втомного викришування. Основним розмірним параметром ко­нічної передачі, що визначає її габаритні розміри, беруть зовнішній ділильний діаметр колеса d_e2.

Вихідними даними для проектного розрахунку передачі є такі:

– розрахункове тривало діюче навантаження Т_1н

– передаточне число передачі u;

– параметр K_be = b/R_e або К_ьd = b/d_v1 = К_ьеu / (2 – К_ье),

– вид передачі – із прямими, тангенціальними чи круговими зубцями;

– матеріали зубчастих коліс, термообробка їх та твердість актив­них поверхонь зубців, за цими даними попередньо визначають допус­тиме контактне напруження [σ]_H.

Розрахункову формулу для проектного розрахунку конічної зубчастої передачі дістанемо шляхом таких перетворень. У виразі (24.32) зробимо таку заміну:

W_Ht / d_m1 = [F_t/(0,85bd_ml)] К_HαК_HβК_HV = [2 • 10³ T_1H /(0,85bd_ml)] К_HαК_HβК_HV.

Виразимо b і d_m1 через зовнішній ділильний діаметр колеса d_e2

b = К_ьеR_е = K_be 0,5 d_el = 0,5K_be d_e2 / ;

d_m1 = d_e1 (1 – 0,5 K_be) = d_e2 (1 – 0,5 K_be) / u.

Підставивши відношення W_Ht / d_m1, в якому Ь та d_m1 подані через d_e2, у розрахункову залежність (24.32), можна знайти формулу для визначення мінімального зовнішнього ділильного діаметра конічно­го колеса:

d_{e2 min} = K_d . (24.35)

Тут допоміжний коефіцієнт K_d об'єднує ряд коефіцієнтів і вира­жається залежністю

К_d = .

У проектному розрахунку прямозубої конічної зубчастої пере­дачі рекомендують брати: К_d = 1000 МПа¹/³ для сталевих коліс; K_d – 825 МПа¹/³ для чавунних коліс. Коефіцієнт К_Hβ визначають за графіками на рис. 24.5.

Слід зауважити, що у формулі (24.35) T₁ беруть у ньютон–метрах (Н·м), [σ]_н – у мегапаскалях (МПа), a d_{e2 min} – у міліметрах (мм).

Щоб визначити модуль зубців, треба попередньо вибрати числа зубців шестірні та колеса. Число зубців конічної шестірні для сило­вих конічних передач рекомендується брати в таких межах:

Z₁ = 17...20 при u = 1,0... 1,5; Z₁ = 13...18 при u = 2...4.

За вибра­ним числом зубців шестірні визначають число зубців конічного коле­са z₂ = uz₁. При цьому бажано виконувати умову z₁ + z₂ ≤ 80 ..85.

Вибравши число зубців конічного колеса, можна визначити по­трібний зовнішній коловий модуль m'_e = d_{e2 min} /z₂, (24 36)

який треба узгодити зі стандартним значенням m_е (див. 22.2).

Знаючи модуль m_е та число зубців коліс z₁ та z₂, за формулами у 24.2 можна знайти всі розміри вінців конічних зубчастих коліс.

У конічних зубчастих передачах перевага надається також маломодульним колесам (для силових передач m_е ≥ 1,5 мм), що досягається відповідним вибором чисел зубців шестірні та колеса.

15. Механічний редуктор (від лат. reductor — той що відтворює рух) — механізм на основі однієї або більше передач зачепленням, що входить у приводи машин і служить для збільшення крутного моменту разом із зниженням кутової швидкості веденого валу. У редукторах застосовують зубчасті передачі, ланцюгові передачі, черв'ячні передачі та використовують їх у різних поєднаннях — черв'ячні і зубчасті, ланцюгові та зубчасті і т. д. Існують комбіновані приводи, в яких редуктор компонують із варіатором.

Редуктором називають пристрій, що перетворює високу кутову швидкість обертання вхідного валу у меншу на вихідному валі, підвищуючи при цьому, крутний момент. Пристрій, який перетворює малу кутову швидкість у вищу називають мультиплікатором.

Редуктор зі ступінчастою зміною кутової швидкості називається коробкою передач, із безступінчастою — варіатор.