Конические зубчатые передачи

Их назначение передавать вращение под углом, чаще всего с углом пересечения осей . В ЛА получили распространение КЗП с прямыми и круговыми зубьями; последние имеют в 1,5 раза большую несущую способность при тех же габаритах. КЗП выполняют с различными осевыми формами зубьев. Рассмотрим пропорционально понижающиеся зубья, где вершины делительного конуса и конуса впадин сходятся в одной точке. Геометрические параметры подобной передачи с прямыми зубьями показаны на рис.7.

Кинематика и геометрия.

Делительные диаметры в торцевом и среднем сечении определяют из равенств

где z – число зубьев; m_tm, m_re – средний и внешний торцевые модули; =0,25...0,35 – относительная ширина зубчатого венца.

Для колёс с прямым зубом стандартизован внешний торцевой модуль m_te. Величины внешнего R_e и среднего R_m конусных расстояний находят по формулам

, . (а)

Внешний диаметр вершин зубьев в торцевом сечении

где δ – угол делительного конуса колеса.

Высота головки h_ae и ножки h_fe прямого зуба h_ae=m_te, h_fe=1,2m_te.

Передаточное число конической передачи

При =90^о u=tgδ₂=ctgδ₁. Этим соотношением и пользуются при заданном u для вычисления углов δ_j.

Углы головки и ножки зуба находят по формулам:

Отсюда, углы конуса вершин и впадин равны:

В отличие от ЦЗП область высотного корригирования для КЗП расширена. Поэтому внешний диаметр и высоту головки зуба определяют так:

Профиль зубьев конических колёс близок к эвольвентному профилю цилиндрического прямозубого колеса. Диаметр начальной окружности и число зубьев эквивалентного колеса равны:

Передаточное отношение эквивалентной передачи

Расчёт на прочность КЗП.

На рис.8 показано распределение сил на контакте в КЗП. В зацеплении прямозубой передачи действуют F_t–

окружная, F_r–радиальная и F_a–осевая силы. Раскладывая нормальную силу F_n на F_t и F_r*, а F_r*- на F_a и F_r, имеем:

, или

Направление сил на другом колесе – противоположное.

Особенность расчёта на прочность конических колёс состоит в том, что их основные параметры определяются для эквивалентного прямозубого цилиндрического колеса. При вычислении контактных напряжений в зубе шириной b_w=

=b₁=b₂ удельная расчётная окружная сила равна

При определении коэффициента динамичности в удельной окружной динамической силе значения δ_H, g₀ и w_v находят также как для ЦЗП.

Контактные напряжения рассчитывают по формуле

где Z_H=2,5cosβ_m (при ).

Условие контактной прочности . При перегрузке не более 10...15% можно увеличить ширину венца b_w, но в сторону внутреннего торца; при этом R_e не изменится. В противном случае надо перейти на ближайший больший стандартный модуль и повторить расчёты.