Расчеты конических зубчатых колес на прочность

Расчеты строят как расчеты эквивалентных цилиндрических колес. Расчетная нагрузка принимается равной силе, отнесенной к средней по ширине венца делительной окружности конических колес:

Диаметры эквивалентных цилиндрических колес:

Числа зубьев эквивалентных цилиндрических прямозубых колес:

Эквивалентное передаточное число (только для распространения расчетов на контактную прочность цилиндрических передач иа конические):

Модуль принимается равным нормальному модулю на середине ширины венца. Для расчета на контактную прочность в формулу для контактных напряжений цилиндрических колес, выраженную через окружную силу , подставляем:

, вместо , подставляем , а u заменяем на и производим приближенную замену на .

Кроме того, вводим установленный опытом коэффициент понижения несущей способности конических передач по сравнению с эквивалентными цилиндрическими (обычно принимают =0,85). После преобразований получаем:

где, как и в цилиндрических передачах ; .

В отечественной практике большее применение сохранила традиционная форма расчета

где коэффициент, назначаемый для прямозубых передач равным 0,85, а для передач с круговым зубом, определяемый по формулам:

при твердости рабочих поверхностей зубьев шестерни Н₁, и колеса Н₂ 350 НВ:

при твердости и

при твердости и

Наружный диаметр шестерни с круговыми зубьями при конструкторском расчете для рекомендуемого отношения можно найти из формулы:

Допускаемое напряжение обычно определяют по менее твердому колесу пары.

Формулы проверочного расчета на изгиб конических зубчатых колес (также с учетом пониженной до несущей способности по сравнению с цилиндрическими):

где — для прямозубых передач; для передач с круговым зубом с учетом данных АGМА (США) определяется в зависимости от твердости шестерни Н₁ и колеса Н₂ по следующим формулам:

при и

при и

при

Расчетная формула для проектного расчета конических зубчатых колес, если

основным критерием является прочность на изгиб, а числа зубьев заданы заранее, имеет вид:

Коэффициент формы зубьев следует выбирать в зависимости от эквивалентных чисел зубьев по таблице, увеличенными на 20 %. Круговые зубья с точки зрения прочности отличаются от прямых и косых зубьев дуговой формой и начальным касанием в точке.