15.3 Основні геометричні й кінематичні параметри

Передаточне число можна виразити через зовнішні радіуси початкових конусів коліс , але найчастіше на практиці ці радіуси і, отже, й передаточне число визначають через тригонометричні параметри.

З рис.1 (15.3.1)

Таким чином, для передачі з будь-яким кутом φ універсальною формулою є:

(15.3.2)

Для передачі з φ=90?

(15.3.3)

В конічній зубчастій передачі початкові й ділильні конуси завжди співпадають, бо кутове зміщення інструменту при нарізанні практично не застосовуються.

Зубчастий вінець конічного колеса обмежується зовнішнім та внутрішнім торцями, що утворюються твірними допоміжних конусів (рис.2). Стандартний коловий модуль m_te береться по діаметру основи ділильного конуса (зовнішній, більший торець зубчастого вінця), який і приймається за ділильний діаметр конічного зубчастого колеса d_w: (15.3.4)

тоді (15.3.5)

Розрахунки на міцність ведуться по середньому перерізові зубця (і по середньому навантаженні в середині ширини зубчастого вінця b), бо зубець конічного колеса - тіло змінногоперерізу . Таким чином, в розрахунку на міцність фігурує середній ділильний діаметр колеса d_wn і відповідно середній нормальний модуль m_n.

dωn= m_n

Ці два параметри є розрахунковими.

(15.3.6)

тобто

, (15.3.7)

звідки

(15.3.8)

Конусна ділильна відстань (рис.1,2)

(15.3.9)

, де .

15.4 Зусилля в зачепленні (на прикладі прямозубих коліс)

Розглянемо зубці всередині вінця (по середньому перерізові зубця n-n). В площині n-n картина зусиль буде плоскою і схожою з картиною зусиль для прямозубого циліндричного колеса (рис.4,б). Але зусилля F′_r, яке тут фігурує, не є радіальним зусиллям. Як видно з рис.4.а, воно лежить в площині n-n і направлене перпендикулярно осі зубця, а не по радіусу. З рис.4.б: нормальне зусилля зачеплення

, (15.4.1)

де F_t - колове зусилля,

(15.4.3)

(15.4.2)

З (рис.4,а)

(15.4.4)

(15.4.5)

Остаточно радіальне зусилля

осьове зусилля

(15.4.7)

Отже, навіть у прямозубих коліс є осьове зусилля.

Лекція №16

16.1 Оцінка та область застосування конічних зубчастих передач

Недоліки в порівнянні з зубчастими передачами: більша складність у виготовленні та при монтуванні, для нарізання конічних коліс необхідні спеціальні верстати та інструмент; окрім допусків на розміри зубчастих вінців тут додатково треба дотримуватись допусків на кути φ, δ₁, δ₂, а при монтуванні необхідно добиватися співпадання вершин ділильних конусів.

Одним словом, виконати конічне зачеплення з тією ж точністю, що й циліндричне, при тих же всіх інших умовах значно складніше. Пересікання осей валів у просторі значно утруднює розміщення опор. При цьому одне з коліс (звичайно це - шестірня) монтується на консольному валі, а тому тут - складна й важко навантажена опора. Осьові зусилля ускладнюють конструкції опор та дають додаткові навантаження на вали та опори.

Внаслідок всього цього навантажувальна спроможність конічних зубчастих передач складає приблизно 85% від циліндричних при однакових всіх інших умовах (це знайдено експериментально та на основі досвіду експлуатації).

Переваги: можливість компонувати вали коліс під будь-яким кутом.

Висновок: конічні зубчасті передачі застосовують тоді і там, де це вкрай необхідно.