Особенности расчета конических колес

В конической передаче (рис. 3.2) оси валов обычно пересекаются под углом 90⁰. В этом случае передаточное число равно [13]:

u = n₁ / n₂ = z₂ / z₁ = tgδ₂ = ctgδ₁,

где δ₁ и δ₂ – половины углов при вершинах начальных конусов, δ₁+ δ₂=90⁰.

Максимальное передаточное число конической передачи равно 6,3., рекомендуемое – 2…3.

Для конических передач основным расчетным параметром является внешний делительный диаметр колеса d_e2:

где ψ_Re = b / R_e– коэффициент длины зуба, К_П – коэффициент, учитывающий повышение нагрузочной способности косозубых передач по сравнению с прямозубыми.

Рекомендуется [13] выбирать ψ_Re =0,25-0,3, а также b<0,3R_e  и b<10m_e.

Для прямозубых колес К_П = 1, для колес с наклонными и круговыми зубьями К_П = 1,15-1,35.

Расчетные значения внешнего делительного диаметра колеса должны округляться в большую сторону по ряду чисел [13]: 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1250, 1400, 1600.

Для обеспечения выполнения геометрических и технологических условий изготовления конических передач количество зубьев шестерни вычисляется по следующей формуле, которая носит рекомендательный характер:

.

В случае прямозубых конических передач полученная расчетом величина z₁ не должна быть меньше 20. В противном случае принимают

z₁ = 20.

Расчеты конических передач проводятся по размерам, связанным с большими основаниями конусов.

Основными параметрами конической передачи являются: внешние делительные диаметры d_e1 и d_e2, внешний окружной модуль m_e , длина образующей делительного конуса R_e (внешнее конусное расстояние).

d_e1 = m_e z₁, d_e2 = = m_e z₂

                                  R_e1

d_e1                                                                       δ₁                    

                                                   δ₂                                                b

d_a1

                     d₂

d_a2

Рис. 4.2 Элементы конической передачи

Диаметры окружностей конусов вершин зубьев:

d_a1 = d_e1 + 2m_eCos δ₁

d_a2 = d_e2 + 2m_eCos δ₂

Диаметры окружностей конусов впадин:

d_f1 = d_e1 – 2,5m_eCos δ₁

d_f2 = d_e2 – 2,5m_eCos δ₂

Средние делительные диаметры:

d₁ = 2(R_e-0,5b)Sin δ₁

d₂ = 2(R_e-0,5b)Sin δ₂

Модуль в среднем сечении (средний окружной модуль) равен:      m = d₁ / z₁ = d₂ / z₂

Проверка контактной прочности зубьев конических колес проводится по соотношению [13]:

Напряжения изгиба в зубьях конических косозубых колес должны удовлетворять условию [1]:

В этом выражении у – коэффициент формы зуба конического колеса, определяемый по приведенному значению числа зубьев, которое определяется из выражений [1]:

 При прямых зубьях z_np1 = z₁ / Cosδ₁ и  z_np2 = z₂ / Cosδ₂

 При наклонных и круговых зубьях z_np1 = z₁ / Cosδ₁Cos³β и           z_np2 = z₂ / Cosδ₂Cos³β.

Таблица 4.10 Коэффициент формы зуба у [1]

Таблица 4.11 Ширина зубчатых венцов конических колес b[1]