Геометрические параметры конических колес.

Т.к. зубья данных колес нарезаны на образующей, в каждом сечении зуба они имеют свои геометрические размеры.

За основу при определении геометрических параметров принимается среднее сечение зуба.

b – ширина шестерни

d_m – средний делительный диаметр шестерни

d_e – внешний делительный диаметр шестерни

d_ae – внешний диаметр вершины

У конических колес различаются модули:

Средний окружной модуль.

где z – число зубьев колеса.

Внешний окружной модуль

Стандартизируются конические зубчатые колеса по внешнему окружному модулю.

K_be – коэффициент ширины зубчатого венца.

Число зубьев: по условиям зацепления и изготовления сумму чисел зубьев шестерни колеса принимают равной не более 70 – 80.

Усилие, действующее в зацепление конических зубчатых колес.

Усилие, действующее в коническом зацеплении, считается сосредоточенными и приложенными по середине зуба колеса.

Окружная сила на среднем диаметре шестерни

.

Радиальная сила

F _r= F_n cos (δ) = F_t tg(α) cos(δ)

где α – угол зацепления равен 20º

Углы делительных конусов шестерни и колеса можно определить по зависимостям:

δ = 90º-δ₁

Размерные параметры определяются:

Средний делительный диаметр

.

Расчет конических прямозубых передач

Подразделяется на проектировочный и проверочный.

Проектировочный расчет.

Проводиться исходя из контактной выносливости зубьев. Определяется внешним делительным диаметром шестерни.

K_d – вспомогательный числовой коэффициент. Для прямозубых конических колес K_d = 1000 МПа, для круговых K_d = 135 МПа.

М_кр1 – крутящий момент на шестерне.

K_Hβ – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца конического колеса (табличное). Принимается в зависимости от вида опор (шариковые или роликовые) и термообработки зубчатых колес.

Определив внешний делительный диаметр de₁, находим внешний окружной модуль, округляем до ближайшего стандартного значения.

Определяем другие параметры.

Проверочный расчет.

На контактную выносливость зубьев.

Данные коэффициенты определяются как при расчете кривозубых колес.

Если условие прочности выполняется, то переходят ко второму проверочному расчету.

Проверочный расчет на изгибную прочность.

Расчет конических колес с круговыми зубьями.

Такие конические колеса рассчитываются табличным методом задаются необходимые частоты вращения, передаточного отношения, крутящие моменты. На основании этого, табличным методом определяется число зубьев, модули и остальные геометрические размеры шестерни и колеса. Проверочных расчетов не проводиться.

Червячные передачи.

Червячная передача состоит из червяка, т.е. винта с трапециидальной или близкой к ней резьбой и червячного колеса, т.е. зубчатого колеса с зубьями особой формы, получаемой в результате взаимного огибания витками червяка.

Достоинства:

- возможность получения большого передаточного отношения в одноступенчатой передаче (стандартные от 7 до 80, не стандартные от 300 до 500).

- плавность и бесшумность работы.

- возможность самоторможения (вращение может передаваться от червяка к колесу и не передается в обратном направлении).

Недостатки:

- все недостатки червячных передач связаны с особенностями геометрии и зацепления.

Если цилиндрические передачи работают на основе трения качения, то червячные – трения скольжения, низкий КПД (до 0,7):

- необходимость применения для изготовления цветных металлов.

- значительное нагревание передачи.

- необходимость хорошей смазки передачи.

- червячная передача требует обязательной настройки при монтаже.

Различают передачи с цилиндрическими и глобоидными червяками.

По профилю зубьев червячного колеса червяки различают:

• эвольвентные червяки;

• архимедовы червяки;

• конволюнтные.

Наиболее распространены червяки архимедовы.