Основы расчета на контактную прочность и изгиб конической передачи

Общая характеристика конических передач

Конические передачи сложнее цилиндрических, требуют периоди­ческой регулировки. Для нарезания зубчатых конических колес необхо­дим специальный инструмент. Шестерня закрепляется консолью, при этом увеличивается неравномерность распределения нагрузки. В зацеп­лении действуют осевые силы. Все это снижает нагрузочную способ­ность по сравнению с цилиндрическими передачами. Однако кониче­ские колеса широко применяют в технике, где по условиям компонов­ки необходимо располагать валы под углом друг к другу.

Проектировочный расчет по контактным напряжениям

В конических колесах нагрузка по длине зуба распределена нерав­номерно. Для простоты расчет конических колес на изгиб ведут по среднему сечению зуба. Расчет основан на допущении, что нагрузочная способность конической передачи равна нагрузочной способности эк­вивалентной цилиндрической передачи при ширине колеса, равной ширине конических колес. Модуль цилиндрического колеса равен тор­цовому модулю конического колеса.

Диаметр эквивалентного колеса

Число зубьев

При проектировочном расчете определяют внешний делительный диа­метр колеса.

Считают, что нагрузочная способность конического колеса составляет 0,85 нагрузочной способности цилиндрического.

где К_н — коэффициент нагрузки.

Допускаемое напряжение определяют по формулам для цилиндри­ческих колес.

Проверка на изгиб. Для открытых передач и передач с высокой твердостью поверхности (HRC > 50) геометрические параметры колес определяют из расчета на изгиб, при этом рассчитывают средний модуль. Для закрытых передач расчет на изгиб является проверочным. Для проверочного расчета

где K_F — коэффициент нагрузки; Y_f — коэффициент формы зуба, вы­бирается по числу зубьев z₀, F_t — окружная сила; b — ширина зубчатого венца; т — модуль зуба в среднем сечении.

Допускаемые напряжения рассчитываются так же, как для цилинд­рических колес.