Конические зубчатые колеса

Коническая зубчатая передача служит для передачи вращения между валами, оси которых пересекаются. Зубья конических колес располагаются на конической поверхности. Если зуб направлен вдоль образующей конической поверхности, он называется прямым. В дальнейшем рассматриваются прямозубые некорригированные зубчатые колеса, у которых высота головки зуба равна модулю.

Геометрия конических колес значительно сложнее цилиндрических. Окружной шаг, высота зуба, диаметр делительной окружности у них переменные и увеличиваются в направлении от вершины делительного конуса к его основанию. В связи с этим, введено понятие «внешний дополнительный конус», образующие которого перпендикулярны образующим делительного (рис. 4.22).

За основную (расчетную) делительную окружность принимают окружность de, лежащую в воображаемой плоскости общего «основания» конусов – делительного и внешнего дополнительного. По этой окружности измеряют окружной шаг pt, кратный, как и в цилиндрической передаче, p. Величину me=pt / p называют внешним окружным модулем.

Его значение выбирают по ГОСТ 9563–60.

Диаметр делительной окружности: de =mez. Высоту зуба, головки и ножки измеряют по образующей внешнего дополнительного конуса, поэтому их полные названия: внешняя высота зуба, внешняя высота головки зуба и т. д.

Соосные конические поверхности пересекают внешний дополнительный конус по внешней делительной окружности с диаметром de, внешней окружности вершин зубьев с диаметром dаeи внешней окружности впадин зубьев с диаметром dfe.

Внешняя высота головки зуба – расстояние между делительным конусом и конусом вершин, измеренное по образующей внешнего дополнительного конуса, hаe=me.

Внешняя высота ножки зуба – расстояние между делительным конусом и конусом впадин, измеренное по образующей внешнего дополнительного конуса, hfe=1,2me.

Внешняя высота зуба – расстояние от окружности вершин до окружности впадин, измеренное по образующей внешнего дополнительного конуса, he=hаe+ hfe= 2,2me.

Внешнее конусное расстояние – длина образующей делительного конуса до пересечения с образующей внешнего дополнительного конуса:

Рассмотрим дополнительно некоторые понятия и определения, о которых необходимо иметь представления при изучении конструкции конического зубчатого колеса.

Делительный конус – делительная поверхность конического зубчатого колеса.

Угол делительного конуса (δ) – угол между осью колеса и образующей его делительного конуса.

Дополнительный конус – соосная коническая поверхность, образующая которой перпендикулярна образующей делительного конуса колеса. Различают внешний, внутренний и средний дополнительные конусы, определяемые их положением относительно вер- шины колеса: первый наиболее удален от нее, второй наименее удален, третий находится на равном расстоянии от внешнего и внутреннего дополнительных конусов.

Внешний торец венца – торец венца конического зубчатого ко- леса, наиболее удаленный от его вершины.

Внутренний торец венца – торец венца наименее удаленный от вершины колеса.

Ширина венца (b) – расстояние между внешним и внутренним торцами венца, измеренное вдоль образующей делительного конуса.

Базовое расстояние (А) – расстояние от вершины колеса до его базовой плоскости.

Угол конуса вершин (δа) – угол между осью и образующей конуса вершин конического зубчатого колеса.

Угол конуса впадин (δf) – угол между осью и образующей конуса впадин конического зубчатого колеса.

Правила изображения конических зубчатых колес. Условныеизображения конических зубчатых колес на чертежах выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 2.402–68:

– на видах конических зубчатых колес (рис. 4.23) изображения зубьев полностью не вычерчивают, ограничиваясь образующими поверхностей конусов вершин (сплошная толстая линия) и делительного конуса (штрихпунктирная тонкая линия);

– в осевых разрезах и сечениях зубья условно совмещают с плоскостью чертежа и показывают нерассеченными независимо от угла наклона зуба, образующие поверхности конуса впадин изображают сплошной толстой линией и штриховку проводят до линии образующей поверхности впадин (рис. 4.23).

Правила выполнения рабочих чертежей конических зубчатых колес устанавливает ГОСТ 2.405–75, в соответствии с которым часть размеров проставляют на изображении, а часть – в таблице параметров, как и для других типов зубчатых колес.

Гипоидная передача. Передачу с коническими колесами для передачи вращающего момента между валами со скрещивающимися осями называют гипоидной (рис. 4.24).

Гипоидная передача (сокращенно от гиперболоидная) – вид винтовой зубчатой передачи, осуществляемой коническими колесами со скрещивающимися осями. Гипоидная передача имеет смещение по оси между большим и малым зубчатыми колесами. Колеса гипоидной передачи могут иметь косые или криволинейные зубья; угол скрещивания осей обычно равен 90°. Что касается гипоидной передачи, схема которой показана на рис. 4.24 (где: 1 – ведомая шестерня, 2 – ведущая шестерня, Е – гипоидное смещение), то хотя она и была создана сравнительно недавно – в 1925 г., но благодаря удачному сочетанию целого комплекса полезных свойств нашла широчайшее применение.

Часто используется как главная передача в приводах ведущих колес 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 веретен, в прецизионных станках вместо червячных передач.