Коническая зубчатая передача. Общие характеристики, преимущества и недостатки

Конической называется зубчатая передача, предназначенная для передачи и преобразования вращательного движения между звеньями, оси вращения которых пересекаются.

Схема конической передачи представлена на рис. 14.2. Оси колес зубчатой передачи пересекаются в точке 0. Угол Е между осями колес (или между векторами угловых скоростей звеньев w1 и w2) называется межосевым углом. Этот угол может изменяться в пределах 0° < Е < 180°. При Е= 0° передача превращается в цилиндрическую с внешним зацеплением, а при E= 180° - в цилиндрическую с внутренним зацеплением. Таким образом, коническая передача является общим случаем зубчатой передачи, нежели цилиндрические. Начальные или аксоидные поверхности в конической передаче имеют форму конусов. Аксоидными называются поверхности, которые образуются осями мгновенного относительного вращения колес, в системах координат связанных с колесами (звеньями передачи). Если колеса передачи обработаны без смещения исходного контура, то аксоидные поверхности совпадают с делительными. При относительном движении аксоиды перекатываются друг по другу, при этом скольжение возможно только в направлении оси относительного вращения.

Как и в цилиндрических, так и в конических зубчатых передачах наиболее часто применяют эвольвентное зацепление. Эвольвентная поверхность зуба конического колеса образуется при перекатывании производящей плоскости по основному конусу. Эвольвентные кривые формируются на соосных сферических поверхностях с центром в вершине основного конуса. Поэтому для расчета геометрии эвольвентной конической передачи необходимо применять сферическую геометрию. Так как это сложно, то используют приближенный метод расчета геометрии - метод дополнительных конусов [2], предложенный английским столяром Томасом Тредгольдом. При этом методе расчет геометрии проводится для эквивалентного цилиндрического зацепления двух секторов.

Преимущества и недостатки кинических зубчатых передач.

Преимущества:

· обеспечение возможности передачи и преобразования вращательного движения между звеньями с пересекающимися осями вращения;

· возможность передачи движения между звеньями с переменным межосевым углом при широком диапазоне его изменения;

· расширение компоновочных возможностей при разработке сложных зубчатых и комбинированных механизмов.

Недостатки:

· более сложная технология изготовления и сборки конических зубчатых колес;

· большие осевые и изгибные нагрузки на валы, особенно в связи с консольным расположением зубчатых колес.