Лекция №8 Передачи коническими колесами

Конические колеса применяют в передачах с пересекающимися валами. Конические колеса выполняют с прямыми, косыми, круговыми и другими криволинейными зубьями. В настоящее время наибольшее распространение получили колеса конические с круговыми зубьями. Прямозубые колеса уместно применять при невысоких окружных скоростях (до 8 м/с). При высоких скоростях целесообразно применять колеса с круговыми зубьями как обеспечивающие более плавное зацепление, большую несущую способность и более технологичные.

Недостатки конических передач:

1. сложность изготовления;

2. сложность регулировки пятна контакта зубьев;

1. относительно низкий К.П.Д. (h _к = 0,94…0,97).

Последнее объясняется тем, что при несовпадении вершин начальных конусов колес резко увеличивается скольжение в контакте зубьев. В связи с этим в конструкции редуктора должна быть предусмотрена возможность регулировки зацепления конических колес.

Элементы геометрического расчета

Рис 8.1

Угол между осями валов S, может быть любым, но наибольшее распространение получил угол S=90⁰. Очевидно, что S=d₁+d₂, где d₁ и d₂– углы делительных конусов шестерни и колеса соответственно.

Внешнее конусное расстояние R_e определяет габариты передачи (рис. 8.1).

Рабочая ширина зубчатого венца b_w может быть выражена формулой

b_w=y_bd d_m1=y_bR R_e,

где y_bd – коэффициент ширины шестерни относительно её делительного диаметра, – коэффициент ширины зубчатого венца относительно внешнего конусного расстояния, d_m – делительный диаметр в среднем сечении.

Рис 8.2

Вместо начальных и делительных цилиндров цилиндрических колес в конических колесах вводят понятия - начальный и делительный конуса, которые обладают теми же свойствами, что и делительные и начальные цилиндры. Все размеры зубчатого колеса определяются по наружному торцу:

h_ae= m_te – внешняя высота головки зуба;

h_fe= 1,2m_te – внешняя высота ножки зуба;

m_te – окружной модуль на внешнем торце;

d_f – угол конуса впадин зубьев;

d_a – угол конуса выступов зубьев;

d_e=m_te z– диаметр внешней делительной окружности;

d_ae= d_e+2h_a cosd – внешний диаметр окружности выступов;

d_fe= d_e -2h_f·cosd – внешний диаметр окружности впадин.

Под диаметром делительной окружности конического зубчатого колеса понимают диаметр основания делительного конуса колеса d_e= m_te z=2R_e sinδ,откуда

.

Размеры зуба по длине различны, поэтому вводятся понятия о диаметре и модуле в среднем сечении:

, где R_m – среднее конусное расстояние.

Передаточное число , т.к. d_e1=2R_e sind₁ и d_e2=2R_e sind₂, то. Для ортогональных передач, в которых S=90⁰ , sind₁ = cosd₂ и U=tgd₂=ctgd₁.

Усилия в зацеплении

У

Рис. 8.3

силия в зацеплении рассмотрим на примере конической прямозубой передачи. Условно считаем, что все силы приложены в середине зуба на диаметрах d_m1 и d_m2 (см. рис. 8.3). В сечении плоскостью “n-n” нормальной поверхности зуба действует полное усилие F_n, которое раскладывается на окружное усилие F_t и усилие F_r'. В свою очередь усилие F_r' во фронтальной плоскости раскладывается на F_a (осевое усилие) и F_r (радиальное усилие). Для определения всех сил исходной является

через него определяются усилия

Для колеса направление сил противоположно, при этом