§ 7. Особенности геометрии конических колес

Конические колеса (см. рис. 20.3, а) используют для образования передач с пересекающимися осями (рис. 20.18). Межосевой угол , однако наиболее часто= 90°(ортогональные передачи). Для нарезания этих колес требуются специальные станки и инструменты, кроме того, конические колеса сложнее в монтаже по сравнению с цилиндрическими.

Конические колеса используют, как правило, в качестве быстроходной ступени, имеющей меньшую осевую нагрузку. Их размещают в жестких корпусах (закрытые передачи), в которых возможна точная регулировка зацепления.

По ГОСТ 19326 — 73 зубчатые колеса могут изготовляться с тремя разновидностями осевой формы зуба. Ниже рассмотрены лишь колеса с пропорционально понижающейся формой зуба, у которых вершина делительного конуса и конуса впадин сходятся в общей точке.

Профиль зубьев конических колес эвольвентным получается лишь приближенно.

Для определения размеров конических колес вводят в рассмотрение средние дополнительные конусы (см. рис. 20.18). При этом принимают условно, что профиль зуба на таком конусе близок к эвольвентному профилю зуба цилиндрического колеса с радиусом начальной окружности, равным длине образующей дополнительного конуса.

Используя такой переход от конического к эквивалентному цилиндрическому колесу, находят параметры зацепления.

Рис. 20.18. К геометрическому расчету комических передач

Диаметры средних конусов колес d_m1 и d_m2 связаны с диаметрами начальных окружностей эквивалентных колес соотношениями

отсюда числа зубьев эквивалентных колес

где z₁ и z₂ — числа зубьев конических колес. Минимальное число зубьев шестерни z_1min и сопряженного колеса z_2min ортогональной передачи с прямыми зубьями:

z_{1min .......................12 13 14 15 16 17}

z_{2min .......................30 26 20 19 18 17}

Остальные размеры конических колес (см. рис. 20.18) — углы головок и ножек зубьев и другие определяют по формулам, приведенным в ГОСТ 19624 — 74.

Передаточное отношение

при .

§ 8. Передачи с зацеплением новикова

М. Л. Новиковым разработано зубчатое зацепление с круговыми профилями зубьев (рис. 20.19), которое стандартизовано и благодаря повышенной нагрузочной способности получает все большее применение в машиностроении.

Профили зацепляющихся зубьев (выпуклый и вогнутый) очерчены дугами окружностей (рис. 20.20), радиусы которых p₁ и р₂ близки между собой. Поэтому теоретические про­фили зубьев будут касаться (контактировать) лишь в одной точке К на линии зацепления.

Особенность описанных профилей состоит в том, что они в торцовом сечении оказываются несопряженными, т. е. зацепление может существовать только в одной точке ().Для сохранения непрерывности зацепления передачи Новикова выполняют только косозубыми (круговинтовыми) при осевом коэффициенте перекрытия> 1.

Рис. 20.19. Передача с зацеплением Новикова

Рис. 20.20. Зацепление Новикова с одной линией контакта

Рис. 20.21. Площадка контакта в передаче с зацеплением Новикова

Рис. 20.22. Исходный контур зубчатых колес по ГОСТ 15023—76 ()

Линией зацепления зубьев будет линия касания делитель­ных цилиндров, вдоль которой перемещается точка контакта (рис. 20.21). Однако в действительности из-за упругой кон­тактной деформации зубьев под нагрузкой их взаимодействие происходит через площадку, размеры которой быстро увели­чиваются в результате приработки (см. рис. 20.21, пятно контакта зубьев после приработки заштриховано). Поэтому передача Новикова имеет высокую нагрузочную способность (в 1,5 раза больше эвольвентной передачи при твердости зубьев НВ < 320 и окружной скорости 12 м/с).

Получили распространение передачи Новикова, у кото­рых головки зубьев обоих колес выпуклые, а ножки - вогнутые. В результате начальный контакт зубьев происходит в двух точках К₁ и К₂, смещенных одна относительно другой. Передача будет иметь две линии зацепления и более высокую несущую способность. Исходный контур и параметры такой передачи (рис. 20.22) стандартизованы (ГОСТ 15023-76).