Конические зубчатые передачи

Конические передачи передают вращающий момент между валами с пересекающимися осями (от 10⁰ до 170⁰, чаще всего под углом 90 ⁰). Их зубья бывают прямыми, косыми, круговыми и обычно имеют эвольвентный профиль.

Конические зубчатые передачи по сравнению с цилиндрическими имеют большую массу и габариты, сложнее в изготовлении, а также монтаже, так как требуют точной фиксации осевого положения зубчатых колес.

Наибольшее распространение имеют конические передачи с прямыми и криволинейными зубьями; последние постепенно вытесняют передачи с тангенциальными зубьями.

Рисунок 9

Конические зубчатые колеса с криволинейными зубьями могут иметь круговую, эвольвентную и циклоидальную линию зубьев; наиболее распространенные колеса с круговыми зубьями.

Рисунок 10 – Геометрические параметры конического колеса

Конические передачи с криволинейными зубьями по сравнению с прямозубыми имеют большую нагрузочную способность, работают более плавно, и следовательно, динамические нагрузки и шум при их работе меньше.

m – средний делительный окружной модуль;

d = mz – делительный диаметр среднего сечения;

z₁ = 18...30 – число зубьев шестерни;

m_e – внешний делительный окружной модуль;

Сначала конструктор выбирает внешний окружной модуль m_te, из которого рассчитывается вся геометрия зацепления, в частности, нормальный модуль в середине зуба

m_nm= m_te (1 – 0,5b/R_e),

где: R_e – внешнее конусное расстояние.

Силы в конической передаче действуют аналогично цилиндрической, однако следует помнить, что из-за перпендикулярности осей радиальная сила на шестерне аналогична осевой силе для колеса и наоборот, а окружная сила при переходе от шестерни к колесу только меняет знак

; .

Рисунок 11 – силы в зацеплении конической передачи

Прочностные расчёты конических колёс проводят аналогично цилиндрическим. Из условия контактной выносливости определяют внешний делительный диаметр d_we, из условия прочности на изгиб находят нормальный модуль в середине зуба m_е. В эквивалентных цилиндрических колёсах диаметр начальной окружности и модуль соответствуют среднему сечению конического зуба, вместо межосевого расстояния берётся среднее конусное расстояние, а профили эквивалентных зубьев получают развёрткой дополнительного конуса на плоскость.