7. Геометричні параметри і передаточне число конічної зубчастої передачі

Конічні передачі складніші циліндричних у виготовленні і монтажі. Для нарізання конічних колес потрібні спеціальні верстати і спеціальний інструмент. Крім допусків на розміри зубів тут необхідно витримувати допуски на кути , δ₁ і δ₂, а при монтажі забезпечувати збіг вершин конусів. Виконати конічне зачеплення з тим же ступенем точності, що і циліндричне, значно важче. Перетинання осей валів утрудняє розміщення опор. Одне з конічних колес, як правило, розташовують консольно. При цьому збільшується нерівномірність розподілу навантаження по довжині зуба. У конічному зачепленні діють осьові сили, наявність яких ускладнює конструкцію опор. Усе це приводить до того, що за дослідними даними навантажувальна здібність конічної прямозубої передачі складає лише близько 0,85 циліндричної. Незважаючи на відзначені недоліки, конічні передачі мають широке застосування, оскільки за умовами компонування механізмів іноді необхідно розташовувати вали під кутом.

Геометричні параметри. Аналогами початкових і ділильних циліндрів циліндричних передач у конічних передачах є початкові і ділильні конуси з кутами δ₁ і δ_2. При коефіцієнтах зсуву інструмента х₁+х₂=0 початкові і ділильні конуси збігаються. Цей найбільш розповсюджений варіант розглядається нижче. Конуси, утворюючи яких перпендикулярні утворюючим ділильних конусів називають додатковими конусами. Перетин зубів додатковим конусом називають торцевим перетином. Розрізняють зовнішнє, внутрішнє і середнє торцеві перетини. Розміри, що відносяться до зовнішнього торцевого перетину, супроводжують індексом е. Наприклад: d_e, R_e і ін. Розміри в середньому перетині супроводжують індексом m – d_m, R_m, і ін.; R_e і R_m – зовнішня і середня конусна відстань, b – ширина зубчастого вінця.

Р озміри по зовнішньому торцю зручніше для виміру, їх указують на кресленнях. Розміри в середньому перетині використовують при силових розрахунках. Залежності розмірів у середньому і торцевому перетинах:

R_e=R_m+ 0,5b, d_e=d_mR_e/R_m, m_te=m_tmRe/R_m. (7.1)

Для прямозубчастих передач торцеве t і нормальне п перетини збігаються. При цьому m_te=m_ne округляють до стандартного.

Передаточне число. Як і в циліндричних передачах:

u=d₂/d₁-=z₂/z₁.

Крім того, виразивши d₁ і d₂ через конусну відстань R і кути ділильних конусів δ₁ і δ₂, одержимо:

u

(7.2)

= sin δ_2/sin δ₁

і при  = δ₁+ δ₂ = 90 u = tg δ_2/ctg δ₁

Формули (7.2) використовують для визначення кутів δ₁ і δ₂.

8. Сили в зачепленні конічних зубчастих передач

В зачепленні конічної передачі діють сили: обводова F_t , радіальна F_r і осьова F_a . Залежність між цими силами неважко установити за допомогою рисунку 7.2, де сили зображені прикладеними до шестерні.

По нормалі до зуба діє сила F_n, яку розкладають на F_t і F_r'. У свою чергу F_r' розкладається на F_a і F_r . Тут

(8.1)

Для колеса напрямок сил протилежний. При цьому F_a – радіальна сила, а F_r - осьова.