9.4. Геометрия и кинематика конических передач

Конические передачи (рис. 9.9) передают вращающий момент между валами, оси которых пересекаются. Будем рассматривать передачи с межосевым углом 90°; эти передачи называют ортогональными. Наибольшее распространение получили передачи с прямыми (рис. 9.9, б) и круговыми (рис. 9.9, в) зубьями.

Углы делительных конусов обозначают для шестерни и для колеса 62.

Рис. 9.9. (см. скан) Коническое зубчатое зацепление при а — основные параметры и схема передачи: 1 — внешний делительный конус; 2 — внешний делительный дополнительный конус; б — прямые зубья; в — косые зубья

Коническая поверхность, образующие которой соответственно перпендикулярны к образующим делительного конуса, называется делительным дополнительным конусом (рис. 9.9, а).

Конусы I и 2 пересекаются по окружности, которую называют делительной окружностью. Диаметры и соответственно являются диаметрами внешней и средней делительных окружностей. Шаги на этих окружностях называются соответственно внешним и средним окружными шагами; их отношение к — внешним (или те для прямозубых передач) и средним модулями.

Рис. 9.10. Схема для определения эквивалентного числа зубьев — эквивалентное колесо; 2 — дополнительный конус

В прямозубых передачах расчет обычно ведут по внешнему окружному модулю те а в передачах с круговым зубом — по среднему нормальному модулю , где и называются соответственно средним и внешним делительными конусными расстояниями (см. рис. 9.9, а); — угол наклона кругового зуба в середине ширины зубчатого венца. Обычно принимают .

Отношение ширины зубчатого венца к внешнему делительному конусному расстоянию называется коэффициентом ширины зубчатого венца:

Сечение делительного конуса делительным дополнительным конусом образует торцевое сечение, в котором профиль зубьев конических передач близок к эвольвентному. Поэтому при расчетах конических колес используют параметры эвольвентных цилиндрических прямозубых передач с эквивалентным числом зубьев (рис. 9.10).

Диаметр делительной окружности эквивалентного колеса (см. треугольник и развертку дополнительного конуса)

Эквивалентное число зубьев

где — действительное число зубьев конического колеса. Для шестерни рекомендуют принимать

При расчете конических колес с круговыми зубьями их приходится заменять эквивалентными колесами дважды, т. е. иметь дело с биэквивалентными цилиндрическими прямозубыми колесами: во-первых, конические колеса приводятся к эквивалентным цилиндрическим и, во-вторых, круговые зубья приводятся к эквивалентным прямым.

Число зубьев биэквивалентного колеса

где число круговых зубьев на коническом колесе.

Основные геометрические характеристики конических колес в ортогональных передачах приведены в табл. 9.15.

Основные параметры конических редукторов даны в ГОСТ 12289-76 (см. табл. 9.4, 9.5 и рис. 9.9).

В справочном пособии не рассматриваются конические передачи с тангенциальными зубьями, так как область их применения сужается за счет передач с круговыми зубьями. Последние менее чувствительны к погрешностям изготовления и монтажа и имеют повышенную несущую способность.