Конические зубчатые колеса

Конические зубчатые колеса выполняют коваными, литыми и значительно реже бандажированными. По размерам наружного диаметра конические зубчатые колеса могут выполняться от нескольких десятков миллиметров до 2...3 м. Из-за большого диапазона значений размеров нельзя принять одну конструкцию зубчатого колеса. Технологический процесс изготовления и силовое воздействие на элементы зубчатого колеса в процессе работы конической передачи также требуют разных конструкций. Наиболее распространенные конструкции конических зубчатых колес рассмотрены ниже.

Выбор конструкций конических зубчатых колес. Конструкции конических зубчатых колес выбирают по табл. 10.

Здесь, как и в цилиндрических зубчатых колесах, вводятся понятия наименьший (drp) и наибольший D гр граничный диаметр конического зубчатого колеса. Граничные диаметры определяют конструкцию зубчатого колеса.

Для зубчатых колес с диском при определении граничного диаметра учитывают, что в диске необходимо выполнить отверстия диаметром не менее 30 мм. Для этого между ступицей и ободом требуется расстояние в 50 мм. Наименьший граничный диаметр должен быть: drp = 100 + dcm + 2bsinφ. Таким образом, при dд > dгp кованые конические зубчатые колеса должны иметь конструкцию, показанную на листе 9, рис. 3, при dд ≤ dгp зубчатое колесо выполняют без диска (лист 9, рис. 2).

Для крупных литых зубчатых колес вводится понятие наибольшего граничного диаметра Dгp = dгp + 0,4L, которое определяет конструкцию литых конических зубчатых колес с четырьмя и шестью ребрами.

В табл. 10 указаны пределы угла φ, который определяет форму зубчатых колес различных конструкций.

Определение размеров элементов конических кованых зубчатых колес. Формулы, по которым определяют размеры элементов кованых и литых конических зубчатых колес, приведены в табл. 11.

За основную конструкцию принято зубчатое колесо с вертикальным диском без поперечных ребер. Такая конструкция обеспечивает прочность и технологичность изготовления.

Таблица 10

Выбор конструкции конических зубчатых колес

Конические зубчатые колеса

Конические зубчатые колеса

Таблица 11

Формулы для определения размеров элементов кованых и литых конических зубчатых колес

Конические зубчатые колеса

Продолжение табл. 11

Конические зубчатые колеса

Конические зубчатые колеса

Кованые зубчатые колеса малых диаметров выполняют без дисков.

Если по конструктивным требованиям или условиям прочности вала диаметр d выбран так, что имеет место неравенство

Конические зубчатые колеса

то шестерня выполняется заодно с валом (лист 9, рис. 4, 5) и называется валом-шестерней.

Если по конструктивным требованиям диск кованого конического зубчатого колеса необходимо разместить на некотором расстоянии от торцов ступицы (лист 10, рис. 1), то ступица не должна выступать за пределы конуса впадин, что определяется условием нарезания зубьев на станке.

В конических зубчатых колесах, изготовленных без отверстий в диске и с короткой выступающей частью ступицы, для удобства крепления заготовки на станке при токарной обработке со стороны торца большого конуса выполняют срез вершин зубьев по диаметру Dcp при следующих соотношениях между массой заготовки и длиной выступающей цилиндрической части ступицы:

Конические зубчатые колеса

 

При выполнении среза вершин зубьев (лист 9, рис. 1,2) подсчитывают диаметр Dcp при bср = т. Затем полученное значение Dcp округляют в меньшую сторону и ширину среза вершин зубьев bср определяют по формуле

Конические зубчатые колеса

 

При выполнении среза вершин зубьев зубчатого колеса (лист 9, рис. 3) с углом φ ≥ 45° (лист 9, рис. 2) ширину среза bср определяют по этой же формуле при Dcp = dд.

Определение размеров элементов литых конических зубчатых колес. Размеры элементов литых зубчатых колес зависят не только от прочности, но и от необходимых соотношений между ними, определяемых технологическим процессом отливки. В зависимости от размеров изготовляются однодисковые зубчатые колеса с четырьмя, шестью и восьмью ребрами. Выбор четного числа ребер объясняется наиболее выгодным расположением прибылей и устранением дефектов в виде раковин и т. п. Формулы для определения размеров элементов литых конических зубчатых колес приведены в табл. 11. Для подсчета толщины обода δ0 литых и кованых конических зубчатых колес принята формула, как и для подсчета толщины обода литых цилиндрических зубчатых колес, с учетом влияния коэффициента ширины зуба ψba и суммарного числа зубь- ев z∑. В конических зубчатых колесах при уменьшении угла φ возрастает величина радиальной нагрузки и увеличивается расстояние от точки приложения этой нагрузки до оси симметрии диска. Для уменьшения влияния моментов от радиальной и осевой нагрузок расстояние lХ от торца окружности выступов на малом конусе до диска определяют в зависимости от угла φ. В табл. 11 приведены формулы для предварительного определения отверстия в ступице колеса под вал. Учитывая технологию отливки в местах, указанных буквой N (лист 10, рис. 2, 3, 4), допускается утолщение обода до высоты ребер. При изготовлении кованых и литых конических зубчатых колес используют те же стали, что и для цилиндрических зубчатых колес.

Смотрите также