Конические зубчатые передачи

Конические колеса характеризуются следующими геометрическими параметрами: диаметрами d_m , d_ae, d_e, углом , равным половине угла при вершине конуса колеса и конусным расстоянием R_e (рис.4.4).

Рис.4.4

При расчетах конических колес округлять величину модуля до стандартного значения необязательно. Диаметры поверхностей выступов и впадин рабочего венца конического колеса –

Передаточное отношение –

Тангенциальная сила -

Радиальная сила

Осевая сила

Червячные передачи

К преимуществам таких передач следует отнести возможность получения большого передаточного числа (до 80) на одной ступени, а также плавность и бесшумность работы. Существенными недостатками червячных передач являются сравнительно низкий КПД ( = 0,65…0,91).

Рис.4.5

Венцы червячных колес изготавливают из обладающих антифрикционными свойствами латуней и бронз. Число заходов червяка обычно принимают z₁ = 1,2,4. В зависимости от формы внешней образующей червяка различают цилиндрические и глобоидные червячные передачи (см. рис.4.5). По форме зуба наибольшее распространение получили архимедовы червяки, в основе осевого профиля которых лежит равнобедренная трапеция с углом  = 20⁰. В торцевом сечении их витки ограничены архимедовой спиралью (рис.4.6).

Геометрические размеры элементов червячной передачи (рис.4.7):

- делительный диаметр червяка-

,

где q – коэффициент диаметра червяка (величина стандартная);

m - модуль передачи.

-делительный диаметр колеса ,

где z₂ – число зубьев колеса;

-диаметр вершин витков червяка ;

Рис.4.6

Рис.4.7

-диаметр вершин зубьев колеса ;

-диаметр впадин червяка ;

-диаметр впадин колеса ;

-межосевое расстояние

Передаточное число червячных пар

,

где z₁ – число заходов червяка.

Силы в зацеплении. Окружная сила на червяке F_f1 и осевая сила на червячном колесе:

где Т₁ - вращающий момент на червяке; d₁- делительный диаметр червяка.

Радиальная сила на червяке F_r1 и на колесе F_r2:

F_r1= F_r2= F_r1tg

Осевая сила на червяке F_{a1 и} окружная сила F_t2 на червячном колесе:

где Т₂ – вращающий момент на червяке; d₂ – длительный диаметр колеса.

4.3. Валы и оси

Валы и оси предназначены для установки на них вращающихся элементов машин. Оси воспринимают только изгибающие нагрузки, а валы работают на кручение и изгиб.

Условие прочности осей ,

где М_и – изгибающий момент, действующий в опасном сечении;

W_и – момент сопротивления сечения изгибу.

Проектирование валов включает следующие этапы:

• ориентировочный расчет (на кручение)

• эскизная проработка конструкции;

• проверочный расчет на выносливость (циклическую прочность).

Суть ориентировочного расчета состоит в определении диаметра вала из условия прочности на кручение

,

где Т - крутящий момент на валу;

- допускаемое напряжение на кручение.

На этапе предварительного проектирования диаметр выходного конца вала определяют по крутящему моменту, диаметры других участков вала принимают большего размера из соображений удобства сборки: обеспечивается свободное продвижение детали до места ее посадки, уступы предохраняют детали от осевого смещения.