Силы в конических зубчатых передачах

Окружная составляющая сил, отнесенная к средней по ширине венца делительной окружности

Прямозубые конические колеса (рисунок 3.19 а). В связи с тем, что в конических колесах с прямыми и непрямыми зубьями не применяют угловую коррекцию, угол зацепления равен углу профиля инструмента. Сила, раздвигающая зубья , действует в плоскости yz. По аналогии с цилиндрическими колесами

Рисунок 3.19 - Схемы для определения сил в зубчатых передачах

Составляющие сил вдоль осей у и z ( — угол начального конуса) соответственно равны:

Суммарная, нормальная к оси вала сила (в плоскости xу)

Конические колеса с тангенциальными и криволинейными зубьями. Удобно рассматривать два расчетных случая, различающихся направлением отдельных составляющих сил на зубьях.

Случай 1 (рисунок 3.19 б). Сила , нормальная к линии зуба (лежащая в плоскости, касательной к делительному конусу), имеет проекцию на образующую делительного конуса, направленную от его вершины. Сила .

Сила, раздвигающая зубья, нормальная к образующей делительного конуса (по аналогии с цилиндрическими колесами):

Составляющая силы направленная вдоль образующей делительного конуса:

.

Составляющие силы по осям координат у и z определяются как алгебраическая сумма проекций сил и на эти оси:

Случай 2. Сила F_N, нормальная к линии зуба, имеет проекцию на образующую начального конуса, направленную к его вершине. В связи с этим в предыдущих формулах вторые члены меняют знаки на обратные.

Направление осевой силы к вершине конуса нежелательно в связи с возможностью заклинивания передачи при значительных осевых зазорах в подшипниках. Нетрудно себе представить, что при радиальная сила на шестерне по абсолютной величине равна осевой силе на колесе, а осевая сила на шестерне равна радиальной силе на колесе. При определении сил, действующих на валы и оси, с учетом сил трения исходным является положение о том, что суммарная сила взаимодействия между зубьями наклонена в плоскости скольжения под углом трения относительно общей нормали к поверхности зубьев. Можно использовать формулы с увеличенными на углы трения углами зацепления. При этом для прямозубых колес получают точные зависимости, а для не прямозубых — приближенные, но близкие к точным.