Конические зубчатые передачи достоинства и недостатки



• Обратная связь
• ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ
• Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение
• Как определить диапазон голоса — ваш вокал
• Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими
• Целительная привычка
• Как самому избавиться от обидчивости
• Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам
• Тренинг уверенности в себе
• Вкуснейший «Салат из свеклы с чесноком»
• Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

1. Как научиться брать на себя ответственность
2. Зачем нужны границы в отношениях с детьми?
3. Световозвращающие элементы на детской одежде
4. Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия
5. Как слышать голос Бога
6. Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)
7. Глава 3. Завет мужчины с женщиной
8. 

Оси и плоскости тела человека — Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков — Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) — В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Помощь в ✍️ написании работы

Силы в зацеплении определяют по размерам в среднем сечении зуба шестерни. На шестерню конической прямозубой передачи действуют три силы рис

Радиальная сила:

• Рисунок . Схема действия сил в зацеплении конических колес
• Достоинства и недостатки конических зубчатых передач.
• Достоинства:

• обеспечение возможности передачи и преобразования вращательного движения между звеньями с пересекающимися осями вращения;
• возможность передачи движения между звеньями с переменным межосевым углом при широком диапазоне его изменения;
• расширение компоновочных возможностей при разработке сложных зубчатых и комбинированных механизмов.

Недостатки:

• более сложная технология изготовления и сборки конических зубчатых колес;
• большие осевые и изгибные нагрузки на валы, особенно в связи с консольным расположением зубчатых колес.

ЧЕРВЯЧНАЯ ПЕРЕДАЧА С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ЧЕРВЯКОМ

Червячной —называется зубчатая передача, состоящая из двух подвижных звеньев — червяка и зубчатого колеса и предназначенная для передачи и преобразования вращательного движения между перекрещивающимися осями.

Червяком называют звено, наружная поверхность которого имеет форму винта. Червячным колесом называется зубчатое колесо с косыми зубьями, которое зацепляется с червяком .

m — модуль осевой; q — коэффициент диаметра червяка; z1 — число витков червяка; aw — межосевое расстояние; x — коэффициент смещения червяка; u — передаточное число.

Достоинства и недостатки червячных зубчатых передач

Достоинства:

• благодаря малому числу заходов червяка (z1= 1…4) червячная передача позволяет реализовывать в одной ступени большие передаточные отношения;
• обладает высокой плавностью, низким уровнем вибраций и шума;
• позволяет обеспечить самоторможение червячного колеса ( при малых углах подъема витка передача движения от вала червячного колеса к червяку становится невозможной)

Недостатки:

• высокая скорость скольжения вдоль линии зуба, что ведет к повышенной склонности к заеданию ( необходимы специальные смазки и материалы для зубчатого венца червячного колеса ), снижению КПД и более высокому тепловыделению .

Ременные передачи

Ременная передача относится к передачам трением с гибкой связью. Состоит из ведущего и ведомого шкивов, огибаемых ремнем рис.2.1. Нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивом и ремнем вследствие натяжения последнего.

рис2.1

Область применения ременных передач

Ременные передачи применяют в большинстве случаев для передачи движения от электродвигателя, когда по конструктивным соображениям межосевое расстояние должно быть достаточно большим, а передаточное число и не строго постоянным (в приводах станков, транспортеров, дорожных и строительных машин и т. п.).

Мощность, передаваемая ременной передачей, обычно до 50 кВт и в редких случаях достигает 1500 кВт. Скорость ремня u = 5…50 м/с, a в сверхскоростных передачах может доходить до 100 м/с.

Ограничение мощности и нижнего предела скорости вызвано большими габаритами передачи. В сочетании с другими передачами ременную передачу применяют на быстроходных ступенях привода.

Классификация ремённых передач

В зависимости от формы поперечного сечения ремня передачи (рис.2.6.2) бывают:

1) плоскоременные (рис.2.2.а),

2) клиноременные (рис.2.2.б),

3) круглоременные (рис.2.2.в),

4) поликлиноременные (рис.2.2.г).

В современном машиностроении наибольшее применение имеют клиновые и поликлиновые ремни. Передача с круглым ремнем имеет ограниченное применение (швейные машины, настольные станки, приборы).

1. Рисунок 2.2 Формы поперечного сечения ремня
2. По расположению валов в пространстве:

1) передачи с параллельными валами: открытые рис.2.3.а, перекрёстные рис.2.3.б;

2) передачи со скрещивающимися валами – полуперекрёстные рис.2.3.в;

3) передачи с пересекающимися осями валов – угловые рис.2.3.г.

• Разновидностью ременной передачи является зубчатоременная, передающая нагрузку путем зацепления ремня со шкивами.
• Рисунок 2.3 Схемы расположения валов ременных передач

Детали машин



Конические зубчатые колеса применяют в передачах, когда оси валов пересекаются под некоторым углом Σ. Обычно это связано с необходимостью изменить направление передаваемого вращающего момента. Наибольшее распространение получили ортогональные конические передачи, изменяющие направление вращающего момента под прямым углом (угол Σ = 90˚, см. рис. 3).

Конические передачи подразделяются не только по углу пересечения валов и осей зубчатых колес. Они бывают с прямыми и круговыми (спиралевидными) зубьями. Встречаются и конические передачи, у которых колеса выполнены с шевронными зубьями, но из-за сложности изготовления такие передачи широкого практического применения не нашли.

Прямозубые конические передачи имеют начальный линейный контакт в зацеплении, а передачи с круговыми зубьями – точечный контакт.

Основными преимуществами зубчатых колес с круговыми зубьями являются бόльшая несущая способность, относительная бесшумность и плавность работы. Недостаток – они сложнее в изготовлении, а, следовательно, дороже.

Нарезание кругового зуба производят резцовыми головками по методу обкатки (рис. 1). Угол наклона зуба βn в середине ширины зубчатого венца выбирают, учитывая плавность зацепления. Рекомендуется принимать βn = 35˚.

Сопряженные колеса с круговым зубом имеют противоположное направление линий зубьев – правое и левое, если смотреть со стороны вершины конуса. Шестерни выполняют с правым зубом, колеса – с левым (рис. 1 ).

В конических передачах шестерню, как правило, располагают консольно (рис. 2), при этом вследствие меньшей жесткости консольного вала и деформаций опор увеличивается неравномерность распределения нагрузки пол длине контактных линий в зацеплении.

По этой причине конические колеса по сравнению с цилиндрическими работают с большим шумом. С целью снижения деформаций зубьев вал устанавливают на конических роликовых подшипниках, выдерживая соотношение l/l1 = 2,5 (рис. 2).

Подшипники располагают в стакане для обеспечения возможности осевого перемещения узла конической шестерни при регулировании зацепления.

• Передаточное число конической зубчатой передачи может быть определено из соотношений:
• u = n1/n2 = d1/d2 = z2/z1 = tgδ2 =1/ tgδ1.
• где de1, de2 и δ1, δ2 – соответственно внешние делительные диаметры и углы делительных конусов шестерни и колеса.
• Для конической прямозубой передачи рекомендуемые значения передаточного числа u = 2…3, при колесах с круговыми зубьями – до 6,3.
• ***

Геометрия зацепления колес

Аналогами начальных и делительных цилиндров цилиндрических зубчатых передач в конических передачах являются начальные и делительные конусы. При вращении колес начальные конусы катятся друг по другу без скольжения (рис .3). В конических передачах угловая модификация не применяется, поэтому начальные и делительные конусы всегда совпадают.

Угол Σ между осями зубчатых колес равен сумме углов делительных конусов: Σ = δ1 + δ2.

Эвольвентные зубья конического колеса профилируют на развертке дополнительного конуса, образующая которого перпендикулярна образующей делительного конуса. Дополнительные конусы можно построить для внешнего, среднего и внутреннего сечений зуба конического колеса. Ширина b венца зубчатого колеса ограничена двумя дополнительными конусами – внешним и внутренним.

Зубья конических колес в зависимости от изменения размеров их нормальных сечений по длине выполняют трех осевых форм (рис. 4).

Осевая форма I – нормально понижающиеся зубья. Вершины делительного конуса и конуса впадин совпадают. Применяют для прямых зубьев, а также для круговых зубьев при m ≥ 2 мм и √(z12 + z22) = 20…100.

Осевая форма II – нормально сужающиеся зубья. Вершина конуса впадин располагается так, что ширина дна впадины колеса постоянна, а толщина зуба по делительному конусу растет с увеличением расстояния от вершины.

По этой форме одним инструментом можно обработать сразу обе поверхности зубьев колеса, что повышает производительность при нарезании зубчатых колес. Осевая форма II является основной для колес с круговыми зубьями.

Применяют в массовом производстве.

Осевая форма III – равновысокие зубья. Образующие конусов делительного, впадин и вершин параллельны. Высота зубьев постоянна по всей длине. Применяют для круговых зубьев при √(z12 + z22) ≥ 60 и для неортогональных передач с углом Σ < 40˚.

Далее рассмотрены зубья осевой формы I.

***

Основные геометрические соотношения конических передач

В конических зубчатых колесах высота зуба, а следовательно, и модуль зацепления увеличиваются от внутреннего 1 к внешнему 3 дополнительному конусу (см. рис. 3, 4). Для удобства измерения размеры зубчатых колес принято определять по внешнему торцу зуба, образованному внешним дополнительным конусом.

Максимальный модуль зубьев – внешний окружной модуль – получается на внешнем торце колеса. Его принимают за основной и обозначают: me – для прямозубых колес, и mte – для колес с круговыми зубьями.

Внешний окружной модуль me или mte можно не округлять до стандартного, так как одним и тем же режущим инструментом можно нарезать колес с различными значениями модуля, лежащими в некотором непрерывном интервале.

Для повышения износостойкости и сопротивления зубьев заеданию конические зубчатые колеса выполняют с высотной модификацией., выравнивающей удельные скольжения зубьев шестерни и колеса. Коэффициенты смещения режущего инструмента хe1 для прямозубой шестерни и хn1 для шестерни с круговым зубом принимают по справочным таблицам. Коэффициенты смещения для колес соответственно равны:

1. хe2 = — хe1     и     хn2 = — хe1.
2. Для передач, у которых число зубьев z и передаточное число u отличаются от табличных значений, коэффициенты смещения хe1 и хn1 принимают с округлением в бόльшую сторону.
3. Основные геометрические соотношения конических зубчатых передач в соответствии с рисунком 4 приведены в таблице 1.

Таблица 1. Геометрические соотношения конических зубчатых передач.

Параметр зацепления	Геометрическое соотношение для прямозубой передачи	Геометрическое соотношение для передачи с круговыми зубьями
Внешний делительный диаметр	de1 = mez1, de2 = mez2	de1 = mtez1, de2 = mtez2
Внешнее конусное расстояние	Re = 0,5me√(z12 + z22) == 0,5 de2√(u2 + 1)/u	Re = 0,5mte√(z12 + z22) == 0,5 de2√(u2 + 1)/u
Ширина зубчатого венца	b = KbeRe = 0,285Re = = 0,143de1√(u2 + 1)	b = KbeRe = 0,285Re = = 0,143de1√(u2 + 1)
Среднее конусное расстояние	R = Re – 0,5b = 0,857Re	R = Re – 0,5b = 0,857Re
Угол делительного конуса	tg δ1 = z1/z2 = 1/u; δ2 = 90˚ — δ1	tg δ1 = z1/z2 = 1/u; δ2 = 90˚ — δ1
Модуль нормальный в среднем сечении	m = (me – b sin δ1)/z1 = = 0,857me	m = [(mte – b sin δ1)/z1]cos βn = = 0,857me
Средний делительный диаметр	d1 = mz1 = 0,857de1 d2 = mz2 = 0,857de2	d1 = mnz1/cos βn = 0,857de1 d2 = mnz2/ cos βn = 0,857de2
Высота головки зуба:      внешняя, hae      в среднем сечении he	hae1 = (1 + xe1)me hae2 = (1 – xe1)me	ha1 = (1 + xn1)mn ha2 = (1 — xn1)mn
Высота ножки зуба:      внешняя hfe      в среднем сечении hf	hfe1 = (1,2 – xe1)me hfe2 = (1,2 + xe1)me	hf1 = (1,25 — xn1)mn hf2 = (1,25 + xn1)mn
Угол ножки зуба	tg θf1 = hfe1/Re; tg θf2 = hfe2/Re	tg θf1 = hf1/R; tg θf2 = hf2/R
Угол головки зуба	θa1 = θf2;     θa2 = θf1	θa1 = θf2;     θa2 = θf1
Угол конуса вершин	δa1 = δ1 + θa1; δa2 = δ2 + θa2	δa1 = δ1 + θa1; δa2 = δ2 + θa2
Внешний диаметр вершин зубьев	dae1 = de1 + 2(1 + xe1)me cos δ1; dae2 = de2 + 2(1 + xe1)me cos δ2	dae1 = de1 + 1,64(1 + xn1)mte cos δ1; dae2 = de2 + 1,64(1 + xn1)mte cos δ2

***

Эквивалентное колесо

Для прямозубой передачи профили зубьев конического колеса, построенные на развертке среднего дополнительного конуса (рис. 3), близки к профилям зубьев эквивалентного цилиндрического прямозубого колеса. Дополнив развертку до полной окружности (рис. 5), получим эквивалентное цилиндрическое колесо с числом зубьев zv.

• Из треугольника OCS (рис. 5) делительный диаметр эквивалентного колеса определяется из соотношений: dve = de/cos δ = mez/cos δ = mezv, откуда эквивалентное число зубьев:
• zv = z/cos δ.
• где z – действительное число зубьев конического колеса.
• Для передачи с круговыми зубьями профили зубьев конического колеса в нормальном сечении близки к профилю зубьев эквивалентного цилиндрического прямозубого колеса с числом зубьев zvn, полученным двойным приведением: конического колеса к цилиндрическому и кругового зуба к прямому зубу:
• zvn = z/(cos δ×cos3δn).
• ***



Силы в конической зубчатой передаче определяют по размерам сечения на середине ширины зубчатого венца, в котором лежит точка приложения силы Fn, действующей перпендикулярно поверхности зуба (рис. 6).

Силу Fn раскладывают на составляющие: окружную силу Ft, радиальную силу Fr и осевую силу Fa.

1. В прямозубой передаче:
2. Окружная сила на шестерне или колесе определяется по формулам:
3. Ft = 2×103Т1/d1 = 2×103Т2/d2,
4. где Т1 и Т2 – передаваемый крутящий момент в Нм, d1 и d2 – в мм.
5. Радиальная сила на шестерне:
6. Fr1 = tg αw cos δ1 = 0,36 F1 cos δ1.
7. Осевая сила на шестерне:
8. Fa1 = F1 tg αw sin δ1 = 0,36 F1 sin δ1.
9. Силы на колесе соответственно равны:
10. Fr2 = Fa1;        Fa2 = Fr1.
11. В передаче с круговыми зубьями:

В передаче с круговыми зубьями во избежание заклинивания зубьев в процессе зацепления при значительных зазорах в подшипниках необходимо осевую силу Fa1 на ведущей шестерне направить к основанию делительного конуса. Для этого направление вращения ведущей шестерни (если смотреть со стороны вершины делительного конуса) и направление наклона зубьев должны совпадать.

• В передаче с круговым зубом при соблюдении этого условия окружную силу Fr определяют по формуле:
• Ft = 2×103Т1/d1 = 2×103Т2/d2.
• Радиальная сила на шестерне (при αw = 20˚; βn = 35˚):
• Fr1 = Ft (0,44 cos δ1 – 0,7 sin δ1);
• Окружная сила на шестерне (при αw = 20˚; βn = 35˚):
• Fa1 = Ft (0,44 sin δ1 – 0,7 cos δ1);
• Силы на колесе соответственно равны: Fr2 = Fa1;     Fa2 = Fr1.
• ***

Расчет конических передач на прочность

Расчет на контактную прочность

Прочностной расчет конической передачи основан на допущении, что несущая способность зубьев конического колеса такая же, как у эквивалентного цилиндрического (см. рис.

3) с той же длиной зуба b и профилем, соответствующим среднему дополнительному конусу (среднему сечению зуба).

Однако практика эксплуатации показала, что при одинаковой степени нагруженности конические передачи выходят из строя быстрее, чем цилиндрические.

1. С учетом преобразований и условий прочности формула для проверочного расчета стальных конических зубчатых передач имеет вид:
2. σн = 6,7×104√(КнТ1/de13uΘн) ≤ [σ]н,
3. где Т1 – в Нм;    d1 – в мм.
4. Для прямозубых конических передач Θн = Θr = 0,85.
5. Для передач с круговыми зубьями значения Θн принимаются из справочных таблиц.
6. Коэффициент нагрузки КA для конических передач может быть определен по формуле:
7. Кн = КА×КНβ×КНv.

Коэффициент КA, учитывает внешнюю динамическую нагрузку. Его назначают так же, как и при расчетах цилиндрических зубчатых передач.

• Коэффициент КНβ учитывает неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий зубьев в зацеплении. Для колес с круговыми зубьями этот коэффициент определяется по формуле:
• КНβ = √(КНβ0) при условии КНβ ≥ 1,2.
• где КНβ0 – коэффициент, выбираемый по справочным таблицам в зависимости от отношения ψbd = b/d1, твердости зубчатых колес и схемы передачи.
• Для большинства конических передач отношение ширины зубчатого венца (длины зуба) к внешнему конусному расстоянию Kbe = b/Re = 0,285, тогда:
• ψbd = 0,166 √(u2 + 1).
• Для прямозубых конических передач КНβ выбирают из справочных таблиц, при этом принимают КНβ = КНβ0.

Значение коэффициента КНv внутренней динамической нагрузки для передач с круговыми зубьями выбирают, как и для цилиндрических косозубых передач. Для конических прямозубых передач КНv выбирают также по справочным таблицам, но с понижением степени точности на единицу.

1. Проектировочный расчет
2. Решив зависимость σн = 6,7×104√(КнТ1/de13uΘн) ≤ [σ]н, относительно de1, получим формулу проектировочного расчета для стальных конических зубчатых передач:
3. de1 = 1650 × 3√КнТ1/u[σ]Н2 ΘН),
4. где de1 – внешний делительный диаметр шестерни, мм;     Т1 – в Нм,    [σ]н в Н/мм2.
5. ***

Расчет зубьев конических передач на прочность при изгибе

• Аналогично расчету цилиндрической зубчатой передачи расчетные напряжения изгиба в зубьях конических колес и условие их прочности описываются формулами:
• σF1 = КFF1YFs1/bmΘF ≤ [σ]F1;    σF2 = σF1YFs2/ YFs1 ≤ [σ]F2,
• где m или mn – модуль нормальный в среднем сечении зуба конического колеса (справочная величина); YFs — коэффициент форму зуба и концентрации напряжений эквивалентного колеса с учетом коэффициента смещения хe (хn) по zv (zvn); ΘF – коэффициент, учитывающий влияние на несущую способность передачи вида конических колес; выбирают по рекомендациям, приведенным выше.
• Коэффициент KF нагрузки для конических передач:
• КF = КA×КFβ×KFv,

где КA – коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку, зависящий от степени равномерности нагружения ведущего и ведомого звена передачи. При задании нагрузки циклограммой моментов или типовым режимом нагружения, в которых учтены внешние динамические нагрузки, КA = 1; KFβ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий зубьев в зацеплении.

1. Для прямозубых конических передач КFβ = К'Fβ;
2. Для колес с круговыми зубьями:
3. КFβ = √ К'Fβ при условии КFβ ≥ 1,15,
4. где К'Fβ определяют по формуле КFβ = 0,18 + 0,82КНβ0.

Коэффициент КFv внутренней динамической нагрузки принимают по справочным таблицам. Допускаемые напряжения [σ]F1, [σ]F2 определяют по рекомендациям.

***

Расчет на прочность открытых конических передач

Открытые конические передачи выполняют только с прямыми зубьями и применяют при окружных скоростях колес менее 2 м/с. Степень точности по нормам плавности и контакта – 9-я. Размеры передачи определяют из расчета на контактную прочность зубьев с последующей проверкой на изгиб. При расчете принимают допускаемые напряжения:

• [σ]Н = σНlim/[s]Н;         [σ]F = σFlim/[s]F
• Коэффициенты внутренней динамической нагрузки КНv и КFv принимают по справочным таблицам. Коэффициенты неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий принимают:
• КНβ = КFβ = 1.
• Из-за повышенного изнашивания зубьев открытых передач значение модуля зацепления рекомендуют принимать в 1,5 раза большим, чем для закрытых передач таких же размеров.
• ***
• Планетарные зубчатые передачи



Главная страница

Дистанционное образование

• Группа ТО-81
• Группа М-81
• Группа ТО-71

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Конические зубчатые пары

СПЕЦПРЕДЛОЖЕНИЯ

Колеса крановые —

лучшие цены в России!

 

Типоразмер	Цена (с НДС)
К2Р-320	12 000
К2Р-400	16 400
К2Р-500	21 500
К2Р-700	49 000
К2Р-800	68 000
К2Р-900	89 000

Муфты МЗ, МЗП на складе!На  26.01.2012г:

Тип	Цена МЗ	Цена МЗП
МЗ-1	2530	3300	108
МЗ-2	4150	4600	143
МЗ-3	5250	5900	122
МЗ-4	5900	7380	40
МЗ-5	8050	11900	60
МЗ-6	10100	13600	86
МЗ-7	19500	24500	30
МЗ-8	28900	37300	12
МЗ-9	37300	53500	12
МЗ-10	54 300	75500	11
МЗ-11	77200	дог.	3
МЗ-12	114000	дог.	3
МЗ-13	152000	дог.	2
МЗ-14	186400	дог.	2
МЗ-15	256000	дог.	1
МЗ-16	419000	дог.	1

ЗАО «Литейно-механический завод «Прогресс» изготавливает конические пары с прямым и круговым зубом  до 6 класса точности до m-30, D- 3 000 мм   (в т.ч. гипоидные пары)

• Возможно:
• изготовление литьевых заготовок или поковок
• изготовление из материала заказчика
•                               изготовление по образцу

 Во многих машинах осуществление требуемых движений механизма связано с необходимостью передать вращение с одного вала на другой при условии, что оси этих валов пересекаются. В таких случаях применяют коническую зубчатую передачу.

Различают виды конических колёс, отличающихся по форме линий зубьев: с прямыми, тангенциальными, круговыми и криволинейными зубьями.

Конические колёса с прямым зубом, например, применяются в автомобильных дифференциалах, используемых для передачи момента от двигателя к колёсам

Преимущества и недостатки конических зубчатых передач.

Преимущества:

• обеспечение возможности передачи и преобразования вращательного движения между звеньями с пересекающимися осями вращения;
• возможность передачи движения между звеньями с переменным межосевым углом при широком диапазоне его изменения;
• расширение компоновочных возможностей при разработке сложных зубчатых и комбинированных механизмов.

Недостатки:

• более сложная технология изготовления и сборки конических зубчатых колес;
• большие осевые и изгибные нагрузки на валы, особенно в связи с консольным расположением зубчатых колес.

Колёса гипоидной передач могут иметь косые, или криволинейные, зубья; угол скрещивания осей обычно равен 90°.

Передаточное число большинства передач не превышает 10, однако в некоторых случаях достигает 30 и более. Нагрузочная способность по сравнению с др.

передачами со скрещивающимися осями выше благодаря линейному контакту зубьев и увеличению числа пар зубьев, находящихся в зацеплении. В гипоидной передаче

обеспечивается хорошее притирание сопряжённых поверхностей; этим объясняется плавная и бесшумная работа передачи. При тех же Dk и i шестерня имеет больший размер, чем обычная коническая; это позволяет увеличить диаметр вала шестерни и т. о. сделать его более жёстким, применить подшипники большего размера, т. е. повысить их долговечность.

Недостатком является повышенная опасность заедания, обусловленная скольжением вдоль линий контакта зубьев. Это явление сопровождается снижением несущей способности масляного клина. Опасность заедания устраняется применением противозадирной смазки (гипоидного масла) и термической обработкой зубьев, обеспечивающей высокую твёрдость их поверхности.

Часто используется как главная передача в приводах ведущих колёс автомобилей, сельскохозяйственной техники, локомотивах, а также в качестве привода в станках и прочих индустриальных машинах для обеспечения высокой точности при большом передаточном числе, в текстильных машинах для передачи вращения от одного вала многим десяткам веретён, в прецизионных станках вместо червячных передач.

Изготовление конических пар

Технология изготовления конических колес и валов-шестерен теснейшим образом связана с геометрией боковых поверхностей и профилей зубьев.

Способ копирования фасонного профиля инструмента для образования профиля на коническом колесе не может быть использован, так как размеры впадины конического колеса изменяются по мере приближения к вершине конуса.

В связи с этим такие инструменты, как модульная дисковая фреза, пальцевая фреза, фасонный шлифовальный круг, можно использовать только для черновой прорезки впадин или для образования впадин колёс не выше восьмой степени точности.

Для нарезания более точных конических колёс используют способ обкатки в станочном зацеплении нарезаемой заготовки с воображаемым производящим колесом. Боковые поверхности производящего колеса образуются за счёт движения режущих кромок инструмента в процессе главного движения резания, обеспечивающего срезание припуска.

Преимущественное распространение получили инструменты с прямолинейным лезвием. При прямолинейном главном движении прямолинейное лезвие образует плоскую производящую поверхность. Такая поверхность не может образовать эвольвентную коническую поверхность со сферическими эвольвентными профилями.

Получаемые сопряжённые конические поверхности, отличающиеся от эвольвентных поверхностей, называют квазиэвольвентными.

Конические зубчатые передачи, пары

Конические зубчатые передачи представляют собой механизм, который состоит из скрепленных колес с зубьями. Их применяют для преобразования крутящих моментов и угловых скоростей для передачи вращательного движения. Конические пары необходимы, когда пересекаются приводные валы и нужно передать вращательное движение.

Функции конических зубчатых передач

Конические зубчатые передачи выполняют следующие функции:

1. передают и преобразуют вращательное движение между звеньями, у которых пересекаются оси вращения;
2. расширяют компоновочные возможности при проектировании сложных комбинированных и зубчатых механизмов;
3. позволяют передать движение между звеньями с переменным углом между осями при широком диапазоне его изменения.

Применение конических пар

Конические пары, в том числе и зубчатые, используются в специальных редукторах в металлургии, конусных дробилках, колесных парах монорельсовых конвейеров и других механизмах.

Чтобы заказать конические зубчатые пары, обращайтесь к нам по телефонам, указанным на сайте.

Коническая передача и конические шестерни

Вращательное движение лежит в основе действия множества машин и механизмов, с которыми мы ежедневно сталкиваемся в жизни — от автомобилей и вертолетов до часов и детских игрушек.

Довольно часто для того, чтобы нужный элемент конструкции начал вращаться, это движение необходимо не просто передать, а передать, изменив первоначальное направление оси вращения под определенным углом. Эту задачу позволяют решать конические зубчатые передачи.

Они, как правило, применяются в комбинированных сложных механизмах, где используется вращательное движение с переменными углами и нагрузками. Например, в ведущих мостах автомобильной техники, в сельскохозяйственных машинах, в конструкции конвейеров и приводах промышленных станков.

Коническая зубчатая передача представляет собой пару конических шестерен — зубчатых колес, прошедших обработку под заданным углом. После обработки обе шестерни получают изменяемый от основания к вершине диаметр, форму, напоминающую конус, благодаря чему и получили свое название.

Зубья шестерен вырезаются на боковой поверхности, при работе конические шестерни сопрягаются боковыми плоскостями. Конические пары в силу особенностей своей конструкции считаются наиболее сложными в изготовлении и сборке. К тому же они имеют не самую высокую несущую способность (например, у конической передачи при прочих равных параметрах она на 15% ниже).

Тем не менее в узлах и механизмах, где необходима передача крутящего момента с угловым смещением, альтернативы им нет.

Элемент пары, передающий крутящий момент, называют ведущим (шестерней), а тот, что принимает крутящий момент — зубчатым колесом (ведомым). Результирующий угол изменения направления вращения равен сумме углов обеих конических шестерен.

Наиболее часто в машинах и механизмах встречается ортогоническая коническая пара, изменяющая направление вращающего момента под углом 90 градусов (2 х45). Возможности конической передачи не исчерпываются способностью изменять направление оси вращения в широком диапазоне углов.

С помощью такой конструкции можно также изменить частоту вращения (число оборотов в минуту) и мощность.

Классификация и параметры конических передач

Параметры, по которым классифицируются конические передачи, делятся на геометрические и механические. К геометрическим относятся линейные размеры и значения углов отдельных элементов деталей, образующих зубчатую пару.

К механическим параметрам конической зубчатой пары относятся следующие:

• форма передачи (чисто конические, конические линейные, цилиндрические конические);
• форма зубьев применяемых шестерен;
• количество ступеней (определяется числом фактически работающих на передачу крутящего момента пар);
• скорость вращения (количество оборотов в единицу времени)*;
• направление пересечения осей (относится к параметрам, заданным проектом);
• нагрузочная способность (рассчитывается при проектировании зубчатой передачи);
• значение передаточного числа (определяется числом зубьев в шестернях и позволяет рассчитать обороты для пары зацепления);
• прочность при изгибе (относится, преимущественно, к валам);
• величина усилия в зацеплении и передаваемая мощность (физические параметры, закладываемые в ТЗ и учитываемые при проектировании зубчатой пары).

* По показателю круговой скорости вращения конические зубчатые передачи подразделяются на три основные группы: тихоходные (вращаются с низкой скоростью, не превышающей 3м/с), среднескоростные (скорость вращения до 15м/с) и высокоскоростные (скорость вращения выше 15м/с).

Если число оборотов в единицу времени у ведущего зубчатого колеса больше, чем у ведомого, передача считается понижающей; если большое число оборотов делает шестерня коническая ведомая, пара признается повышающей. Определить класс зубчатой передачи позволяет также передаточное отношение. У понижающих передач (редукторов) оно меньше единицы, у повышающих (мультипликаторов) — больше единицы.

Классификация по форме линий зубьев: коническая передача может состоять из пары конических шестерен, которые по форме линий зубьев могут быть следующими:

• А. Шестерни конические прямозубые (линия зуба обязательно проходит через вершину делительного конуса);
• Б. Шестерни с криволинейными зубьями;
• В. Шестерни с тангенциальными зубьями;
• Г. Шестерни конические с круговыми зубьями (угол наклона зубьев острый, измеряется между линией самого зуба и касательной к выбранной точке, второе название — линия конуса).

Для решения сложных технических задач применяются также прямозубые конические зубчатые колеса с нарезкой в форме спирали и радиальной нарезкой, шестерни с криволинейными эвольвентными зубьями (поверхность ведущего зуба перекатывается по образующей плоскости ведомого колеса), а также с зубьями циклоидной формы.

Преимущества и недостатки конических зубчатых передач

Конические зубчатые пары позволяют эффективно решать проблему изменения угла передачи крутящего момента. Среди преимуществ данного конструкционного решения выделяют:

• Возможность изменения направления передаваемого движения;
• Широкая сфера применения;
• Угол передачи крутящего момента от ведущего колеса к ведомому может быть задан в широком диапазоне;
• Эффективная реализация передачи, преобразования и увеличения мощности вращательного движения между расположенными под углом друг к другу осями передачи;
• Большой выбор вариантов технического решения при компоновке комбинированных зубчатых систем;
• Высокая передаваемая мощность (до 5000 кВт);
• Нетребовательность в обслуживании, отсутствие проблем при эксплуатации;
• Высокий коэффициент полезного действия (КПД).

Среди недостатков, свойственных коническим передачам, выделяют сложность изготовления зубчатых колес с нужными параметрами, в частности, из-за повышенных требований к точности нарезания зубьев.

Отмечают также повышенные осевые нагрузки и нагрузки на изгиб на валы, на которых закреплены зубчатые колеса. Особенно сильно это проявляется в механизмах, где валы расположены консольно.

К недостаткам относят также большую, по сравнению с другими типами зубчатых передач, массу, большие затраты на изготовление.

При проектировании и производстве систем с изменяемым передаточным числом могут возникнуть трудно разрешимые проблемы, процесс передачи вращения требует регулировки, общая жесткость конструкции повышенная. И, наконец, в числе недостатков отмечают, что несущая способность у пары конических шестерен ниже на 15%, чем у цилиндрической зубчатой передачи, а нагрузочная на 20%.

Изготовление конических зубчатых колес

Главными элементами конической передачи являются зубчатые колеса — ведущее и ведомое. Они изготавливаются, преимущественно, из стали на специализированных станках с использованием нескольких технологических процессов.

Материалы и технологии

Ведущая шестерня должна иметь более высокую прочность, поэтому при изготовлении конических пар для зубчатых колес могут использоваться различные марки стали и разные методы химико-термической и термической обработки.

Если для изготовления шестерни используется легированная сталь, она может быть подвергнута поверхностному уплотнению методами цианирования, цементации или азотирования.

Зубчатые колеса из углеродистой стали подвергаются поверхностной закалке.

Расчеты и степени точности

В конической паре шестерен зубчатое колесо изначально характеризуется модулем (длина делительной окружности, приходящаяся на один зуб) и числом зубьев. Диаметры впадин и выступов определяют по таблице.

Расчету подлежат параметры зуба (толщина, высота и длина) и его элементов — ножки и головки, а также делительный диаметр. Используется коэффициент ширины зубчатого венца, определяется угол наклона косых зубьев.

В расчет также принимаются угол профиля, коэффициенты перекрытия и смещения, линии зацепления.

Для конических зубчатых колес приняты четыре степени точности из 12-ти существующих, каждая из которых определяется скоростью передаваемого вращения. Значения разрешенных круговых скоростей следующие:

• не более 3 м/с для девятой степени;
• от 3 до 7 м/с для восьмой степени;
• 7-10 м/с для седьмой;
• до 20 м/с до 6 степени включительно.

Методы изготовления

Операции фрезерования и прорезки зубьев не позволяют достичь требуемой точности, поэтому их обычно дополняют обкаткой.

Обкатка представляет собой способ обработки зубчатого колеса, при котором припуск на его боковых поверхностях срезается режущими кромками инструмента непосредственно в процессе главного движения резания заготовки.

После обкатки пара помещается на специальный стенд, где производится притирка конических зубчатых колес. И, наконец, финальным этапом является процесс закалки зубьев.

В настоящее время оснащение современных металлообрабатывающих предприятий позволяет изготавливать конические пары любых размеров, видов и технологических профилей. Качество готовой продукции проверяется как визуально, так и в лабораторных условиях с применением передовых методов диагностики и сканирования.