РАСЧЁТ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

Общие сведения и характеристика.Конические зубчатые колеса применяют в передачах, у которых оси валов пересекаются под некоторым углом Σ (рис. 1). Наиболее распространены передачи с углом Σ = 90º.

Конические передачи сложнее цилиндрических в изготовлении и монтаже. Для нарезания конических колес требуются специальные станки и специальный инструмент. Кроме допусков на размеры зубьев здесь необходимо выдерживать допуски на углы Σ, δ₁ и δ₂ (рис. 1), а при монтаже обеспечивать совпадение вершин конусов. Выполнить коническое зацепление с той же степенью точности, что и цилиндрическое, значительно труднее. Пересечение осей валов затрудняет замещение опор. Одно из конических колес, как правило, располагают консольно. При этом увеличивается неравномерность распределения нагрузке по длине зуба. В коническом зацеплении действуют осевые силы, наличие которых усложняет конструкцию опор. Все то приводит к тому, что, по опытным данным, погрузочная способность конической прямозубой передачи (Рис. 2, а) составляет лишь около 0,85 цилиндрической. Несмотря на отмеченные недостатки, конические передачи имеют широкое применение, поскольку по условиям компоновки механизмов иногда необходимо изменять направление движения.

Конические передачи с непрямыми зубьями. Из различных типов конических колес с непрямыми зубьями на практике получили распространение колеса с косыми или тангенциальными зубьями (Рис. 2, б) и колеса с круговыми зубьями (Рис. 2, в).

Тангенциальный зуб направлен по касательной к некоторой воображаемой окружности радиусом е и составляет с образующей конуса угол β.

Круговой зуб располагается по дуге окружности a, покоторой движется инструмент при нарезании зубьев. Угол наклона кругового зуба переменный. За расчетный угол принимают угол на окружности среднего диаметра колеса, как угол между касательной к окружности и образующей конуса в данной точке. Значения углов β выполняют до 25…30º для колес с тангенциальным зубом и β ≈ 35º для колес с круговым зубом.

Преимущественное применение получили колеса с круговыми зубьями. Они менее чувствительны к нарушению точности взаимного расположения колес, их изготовление проще и производится на специальных станках для нарезания и шлифования этих колес в условиях как массоого, так и мелкосерийного производства. Назначение непрямого зуба в конических передачах то же, что и у косого зуба у цилиндрических передач.

Геометрические параметры.Аналогами начальных и делительных цилиндров цилиндрических передач в конических передачах являются начальные и делительные конусы с углами δ₁, δ₂ (рис.1). При коэффициентах смещения инструмента x₁+ x₂= 0 начальные и делительные конусы совпадают. Конусы, образующие которых перпендикулярны образующим делительных конусов, называют дополнительными делительными конусами. Сечение зубьев дополнительным конусом называют торцовым сечением. Различают внешнее, внутреннее и среднее торцовые сечения. Размеры, относящиеся к внешнему торцовому сечению, сопровождают индексом е, например d_e, R_m и др.; R_e и R_m – внешнее и среднее конусные расстояния, b –ширина зубчатого венца.