8.4. Расчет конических зубчатых колес

Рисунок 7

Расчет конических зубчатых колес целесообразно выполнять, ориентируясь на зависимости, приведенные в разделе 7 для цилиндрических колес. Расчет контактных напряжений допускается выполнять по упрощенной формуле:

где R – среднее конусное расстояние R=R_e-0,5b. R_e – внешнее конусное расстояние. Коэффициент нагрузки К_Н принимается таким же, как и для цилиндрических прямозубых передач, при условии, что степень точности конических колес на единицу выше, чем цилиндрических. Т₂ – вращающий момент на колесе (Н_мм); b – ширина зубчатого венца.

Проектировочный расчет начинают с определения внешнего делительного диаметра колеса:

Для прямозубых передач K_d = 99, для колес с круговыми зубьями K_d = 86.

Таблица 15

Формулы расчета геометрии прямозубых конических колес

Параметры	Обозначение	Формула
Внешний длительный диаметр		(3,29)
Внешнее конусное расстояние	Re
Ширина зубчатого венца	b
Среднее конусное расстояние	R
Средний окружной модуль	m
Средний делительный диаметр	d
Угол делительного конуса		;
Внешняя высота зуба	he
Внешняя высота головки зуба	hae
Внешняя высота ножки зуба	hfe
Угол головки зуба
Угол ножки зуба
Внешний диаметр вершин зубьев	dae

Полученные по формуле (8.2) значения d_e2 округляют (в мм) по ГОСТ 12289-76: 50; (56); 63; (71); 80; (90); 100; (112); 125; (140); 160; (180); 200; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400; 1600.

Предпочтительными являются значения без скобок.

Номинальные значения передаточных чисел U желательно округлить по ГОСТ 12289-76: 1; (1,12); 1,25; (1,40); 1,6; (1,8); 2; (2,24); 2,5; (2,8); 3,15; (3,55); 4,0; (4,5); 5,0; (5,6); 6,3.

Предпочтительными являются значения без скобок. Фактическое отклонение не должны превышать 3%.

Коэффициент ширины зубчатого венца при проектировании редукторов рекомендуется принимать .

Коэффициент К_Нβ принимают предварительно для колес с твердостью поверхности зубьев НВ менее 350 от 1,2 до 1,35; при твердости НВ более 350 от 1,25 до 1,45 (см. раздел 7).

Далее при проверочном расчете значение коэффициента нагрузки уточняют:

число зубьев шестерни рекомендуется выбирать Z₁ = 18-32;

число зубьев колеса Z₂ = Z₁U.

Так как найденные значения числа зубьев округляют до целого, то необходимо затем уточнить передаточное число U = Z₂/Z₁ и угол δ₂ = arc tg u.

Внешний окружной модуль m_e округлять не обязательно.

Проверку зубьев конических прямозубых колес на выносливость по напряжениям изгиба выполняют по формуле:

где К_F – коэффициент нагрузки при расчете на изгиб, выбираемый так же, как и для цилиндрических колес. F_t – окружная сила, которую считают приложенной по касательной к средней делительной окружности F_t=2T₂/d₂;

Y_F – коэффициент формы зуба (см. раздел 7), выбираемый в зависимости от эквивалентного числа зубьев (для косозубых передач); ξ_F ≈ 0,85 – коэффициент понижения несущей способности конических передач по сравнению с цилиндрическими; m – средний расчетный модуль зацепления. Допускаемое напряжение выбирают так же, как и для цилиндрических передач (см. раздел 7).

Расчет ведут, как и для цилиндрических передач, по тому колесу, для которого отношение меньше.