Прямозубые конические колеса. Геометрические параметры. Силы действующие в прямозубой передаче.

Конические зубчатые колеса применяют в передачах, у которых оси валов пересекаются под некоторым углом Σ. Наиболее распространены передачи с углом Σ = 90°.

 dm – средний делительный диаметр. de – внешний делительный диаметр. Rm – среднее конусное расстояние. Re – внешнее конусное расстояние. b – ширина зубчатого венца. δ- углы делительных конусов  

Силы:

В зацеплении К.П. действуют силы: окружная Ft, радиальная Fr и осевая Fa. По нормали к зубу действует сила Fn. Которая раскладывается на Ft и Fr’. В свою очередь Ft’ раскладывается на Fa и Fr.

· Ft=2T1/dm1, Fn=Ft/cos α,

· Fr’=Ft tg α

· Fr=Fr’ cos δ1=Ft tg α sin δ1,

· Fa=Ft’ sin δ1=Ft tg α sin δ1

Для колеса направление сил противоположно. При этом Fa является радиальной силой , а Fr- осевой.

Прямозубое цилиндрическое колесо эквивалентное коническому. Расчет зубьев прямозубых конических передач на прочность по контактным напряжения изгиба.

Эквивалентным называется такое воображаемое прямозубое цилиндрическое колесо, размеры и форма зуба которого соответственно совпадают с размерами и формой зуба реального конического колеса в его сечении средним дополнительным конусом.

 d_v1= d_m1/cos δ₁

bv=b uv=dv2/dv1=dm2cos δ1/cos δ2dm1

поскольку при d1 + d2 = 90° cos d1 = sin d2

un = u* tg d2 = u^2

Для проверочного расчета прямозубых конических передач:  

σH=1.18 ≤[σ_H]

где v_H = 0.85- опытный коэффициент

Для проектного расчета формулу преобразуют, при этом учитывают, что основными габаритными размерами для конических передач является d_l2 и R_p1 нагрузки характеризуются моментом T₂ на ведомом валу. После преобразования получают:

d_l2=1.7*   где K_bl=bώ/R1- коэффициент ширины зубчатого венца .

Определение допускаемых напряжений в зубчатых передачах при постоянном режиме нагружении для случаев, когда действительное число циклов нагружения больше или меньше базового.

При постоянном режиме нагрузки расчетное число циклов перемены напряжений:

N_H=60 nct

Где n – частота вращения того из колес, по материалу которого определяют допускаемые напряжения, об/мин;

с- число зацеплений зуба за один оборот колеса (c равно числу колес, находящихся в зацеплении с рассчитываемым); t- число часов работы передачи за расчетный срок службы.

Отметим, что в большинстве случаев практики N_H>N_H0­.

Этот режим нагрузки является наиболее тяжелым для передачи. Его принимают за расчетный так же для неопределенных режимов нагрузки.

Допускаемое контактное напряжение [sН] прямо пропорционально твердости поверхности материала детали.

[sН]= sн0/Sн*КнL

 Кривя усталости

I)  где m-степенной показатель функц

 NHG > NHi, то KHL > 1,

II) NHG < NHi    KHL ≤ 1 sНi= sн0*КнL при напряжении равном sН 0 передача может работать практически бесконечно долго, брать в расчет напряжение sН i < sН 0 не имеет смысла. В связи с этим принимают коэффициент KHL = 1. Таким образом, окончательно можем записать

1 <= KHL<=2.4. .     где NHi = 60niLi – действительное число циклов нагружения при воздействии напряжения sН i ; Li – число часов работы при действии напряжения sН i. эквивалентного числа циклов нагружения