2.2.2 Конические зубчатые передачи

2.2.2.1 Исходные данные

Для выполнения расчета передачи необходимы следующие данные: ; (или ,), (или ), , режим нагружения.

В передачах коническими зубчатыми колесами стандартизованы параметры ведомого зубчатого колеса, поэтому расчет удобно вести по колесу и исходные данные иметь на колесе.

Режим нагружения задается в таком же виде, как для расчета передач цилиндрическими зубчатыми колесами. При отсутствии сведений о режиме нагружения передача рассчитывается по максимальной длительно действующей нагрузке на неограниченный срок службы.

2.2.2.2 Проектировочный расчет

1 Назначить материалы зубчатых колес пары, рассчитать контактные допускаемые напряжения.

Конические зубчатые колеса изготовляются из тех же материалов, что и цилиндрические (см. табл. ). При назначении термической обработки следует иметь в виду, что шлифование зубьев конических зубчатых колес затруднено, поэтому термическую обработку после нарезания зубьев, приводящую к термическому короблению, для зубчатых колес повышенной точности (степень 7 или 6) лучше избегать. Поверхностное упрочнение предпочтительнее объемной закалки. Для получения очень высокой твердости на поверхности зубьев колес повышенной точности применяют, в основном, азотирование, как операцию, не связанную со значительным нагревом.

2 Допускаемые контактные напряжения рассчитываются так же, как для зубчатых колес цилиндрических передач.

2.1 Назначить коэффициент . При расчетах косозубых передач дополнительно назначается угол наклона зуба , обычно в пределах .

Учитывая пониженную точность зацепления конических зубчатых колес,

.

Коэффициент распределения нагрузки по ширине венца , коэффициент динамичности нагрузки в проектировочном расчете назначаются так же, как для цилиндрических передач.

Не следует забывать, что в паре конических зубчатых колес хотя бы одно закреплено на консоли вала. Нужное для выбора коэффициента отношение можно приближенно найти по формуле

.

3 Из условия контактной прочности рассчитать и назначить диаметр колеса.

Для этого можно воспользоваться одной из приведенных выше формул ().

В качестве допускаемых напряжений выбирают меньшее из двух: , . Рассчитанное значение округляют до стандартного .

Таблица - Номинальные диаметры основания делительного конуса большего колеса (из ГОСТ 12289-76)

50	(56)	63	(71)	80	(90)	100	(112)	125	(140)
160	(180)	200	(225)	250	280	315	355	400	450
500	560	630	710	800	900	1000	1120	1250	1400

Примечание. Фактические диаметры делительного конуса большего колеса не должны отличаться от номинальных более чем на 3%. Значений, взятых в скобки, избегать.

4 Назначить модуль.

Внешний окружной модуль и для прямозубых, и для косозубых конических зубчатых колес назначается из ряда значений по ГОСТ9563-60 (см. табл. ).

Минимально возможный модуль можно рассчитать из условия усталостной изгибной прочности по приведенной выше формуле (). Чаще модуль назначают так, чтобы иметь на шестерне желательное число зубьев.

Если принять , то (с округлением до стандартного значения).

Желательно иметь модуль, обеспечивающий при принятом стандартном диаметре колеса целое число зубьев .

5 Рассчитать числа зубьев зубчатых колес пары:

; , округлить до целого числа.

После округления рассчитанных чисел зубьев может измениться фактическое передаточное число:

.

Отклонение фактического передаточного числа от номинального не должно выходить за пределы, допускаемые стандартом.

6 Рассчитать геометрические параметры зубчатых колес. Ниже приведены соответствующие формулы:

;;;

;;.

При ; .

Ширина конических зубчатых колес назначается в соответствии с указаниями ГОСТ 12289-76 (табл. ).

7 Назначить степень точности.

При назначении степени точности конических зубчатых колес можно использовать рекомендации табл.,. Окружную скорость следует рассчитывать на среднем диаметре:

.

Таблица - Рекомендации для назначения ширины конических зубчатых колес

,мм	Номинальные передаточные числа
	1	1,12	1,25	1,4	1,6	1,8	2,0	2,24	2,5	2,8	3,15	3,55	4	4,5	5
50	10	9,5	9	9	8,5	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
56	11	10,5	10	10	9,5	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
63	13	12	11,5	11	10,5	10	10	-	-	-	-	-	-	-	-
71	14	14	13	12	12	11,5	11,5	-	-	-	-	-	-	-	-
80	16	15	15	14	13	13	13	12	12	-	-	-	-	-	-
90	18	17	16	16	15	15	14	14	14	-	-	-	-	-	-
100	20	19	18	18	17	16	16	16	15	15	15	-	-	-	-
112	22	21	20	20	19	18	18	17	17	17	17	-	-	-	-
125	25	24	22	22	21	20	20	19	19	19	19	19	18	-	-
140	28	26	26	24	24	22	22	22	21	21	21	21	21	22	20
160	32	30	30	28	28	25	25	25	25	24	24	24	24	24	24
180	36	34	32	32	30	30	28	28	28	28	26	26	26	26	26
200	40	38	36	34	34	32	32	32	30	30	30	30	30	30	30
225	45	42	42	40	38	36	36	36	34	34	34	34	32	32	32
250	50	48	45	45	42	40	40	40	38	38	38	38	36	36	36
280	56	54	52	50	48	45	45	45	42	42	42	42	42	40	40
315	64	62	58	52	52	52	50	50	48	48	48	48	45	45	45
355	72	68	65	63	60	60	55	55	55	55	52	52	52	52	52
400	80	78	73	70	70	65	63	60	60	60	60	60	60	60	60

Примечания:

1 ГОСТ 12289-76 дает значения ширины конического зубчатого колеса в диапазоне диаметров колеса 50…1440 мм и передаточных чисел в диапазоне 1…6,3.

2 Приближенно табличные данные соответствуют условию с округлением до ближайшего числа по ГОСТ 6639-69 (см. табл. ).