4.2.Расчет конической зубчатой передачи с прямыми зубьями

Отличие конических колес от цилиндрических состоит в том, что зубья нарезаются не на начальном цилиндре, а на поверхности усеченного конуса. Поэтому выбор материалов, термообработки и допускаемых напряжений выполняется по рекомендациям, рассмотренным в разделе 4.1.1; определение расчетного крутящего момента – соответственно, в разделе 4.1.2.

Рис.7. Коническая

передача

4.2.1. Расчет основных геометрических параметров

Главная геометрическая характеристика конической передачи, определяющая ее габариты, – это внешний делительный диаметр d_e2 колеса, который связан с внешним делительным диаметром шестерни зависимостью d_e2 = d_e1 ^.u.

Ориентировочное значение внешнего делительного диаметра колеса d_е2 (мм) определяют из условия контактной выносливости [ 1, с. 28].

, (4.21)

где _Н = 0,85 для прямозубых колес.

Вычисленный делительный диаметр округляют в большую сторону из ряда стандартных значений, и далее расчёты ведут по принятому значению.

Таблица 15

Внешний делительный диаметр колеса d_e2 по ГОСТ 12289-76 [ 2 , с. 78].

I ряд	80	100	125	160	200	250	280	315	355	400
II ряд	90	112	140	180	225	-	-	-	-	-

Далее определяется число зубьев колес. Для шестерни рекомендуется выбирать z₁ ≈ 18...32, тогда число зубьев колеса

(4.22)

(число зубьев необходимо округлить до ближайшего целого числа).

Углы делительных конусов δ₁ и δ₂ можно найти по следующим зависимостям [1, с. 28]: δ₂ = arctg u_ред ; δ₁ = 90 - δ₂ (4.23)

(В ортогональной конической передаче сумма углов делительных конусов равна 90°).

Остальные геометрические параметры вычисляются по формулам [1, с. 28-30; 5, с. 50].

Внешнее конусное расстояние (4.24)

Рассчитанное внешнее конусное расстояние не округляют.

Ширина зубчатого венца (4.25)

Полученное значение следует округлить до целого числа по нормальным линейным размерам [1, с. 481].

Внешний окружной модуль (4.26)

Внешний делительный диаметр шестерни (4.27)

Средний делительный диаметр шестерни (4.28)

Внешний диаметр шестерни и колеса (по вершинам зубьев)

(4.29)

Средний окружной модуль (4.30)

Округлять до стандартного значения следует тот, который ближе к стандартному: m или m_e .

Внешняя высота ножки зуба (4.31)

Внешняя высота головки зуба h_ae = m_e (4.32)

Внешняя высота зуба h_e = 2,2 m_e (4.33)

Внешний диаметр вершин зубьев d_aei = d_i + 2 h_aei ∙ cosδ_i (4.34)

Внешний диаметр впадин зубьев d_fei = d_i - 2 h_fei ∙ cosδ_i (4.35)

4.2.2. Определение сил в зацеплении

В прямозубой конической передаче сила нормальнoго давления, действующая в зацеплении, может быть разложена на три взаимно перпендикулярные силы: окружную F_t , радиальную F_r и осевую F_а [2, с. 76-77].

окружная сила ; (4.36)

радиальная сила ; (4.37)

осевая сила , (4.38)

где – стандартный угол зацепления;δ₁ – угол при вершине начального конуса шестерни. В конической передаче радиальная сила, действующая на зубья шестерни, равна осевой силе действующей на зубья колеса, а осевая сила шестерни равна радиальной силе колеса

.