Что такое конусное расстояние
Детали машин
Конические зубчатые передачи
Общие сведения о конических зубчатых передачах
Конические передачи подразделяются не только по углу пересечения валов и осей зубчатых колес. Они бывают с прямыми и круговыми (спиралевидными) зубьями. Встречаются и конические передачи, у которых колеса выполнены с шевронными зубьями, но из-за сложности изготовления такие передачи широкого практического применения не нашли.
Прямозубые конические передачи имеют начальный линейный контакт в зацеплении, а передачи с круговыми зубьями – точечный контакт.
Основными преимуществами зубчатых колес с круговыми зубьями являются бόльшая несущая способность, относительная бесшумность и плавность работы. Недостаток – они сложнее в изготовлении, а, следовательно, дороже.
Нарезание кругового зуба производят резцовыми головками по методу обкатки (рис. 1). Угол наклона зуба βn в середине ширины зубчатого венца выбирают, учитывая плавность зацепления. Рекомендуется принимать βn = 35˚.
Сопряженные колеса с круговым зубом имеют противоположное направление линий зубьев – правое и левое, если смотреть со стороны вершины конуса. Шестерни выполняют с правым зубом, колеса – с левым (рис. 1 ).
В конических передачах шестерню, как правило, располагают консольно (рис. 2), при этом вследствие меньшей жесткости консольного вала и деформаций опор увеличивается неравномерность распределения нагрузки пол длине контактных линий в зацеплении. По этой причине конические колеса по сравнению с цилиндрическими работают с большим шумом.
С целью снижения деформаций зубьев вал устанавливают на конических роликовых подшипниках, выдерживая соотношение l/l1 = 2,5 (рис. 2). Подшипники располагают в стакане для обеспечения возможности осевого перемещения узла конической шестерни при регулировании зацепления.
Передаточное число конической зубчатой передачи может быть определено из соотношений:
Для конической прямозубой передачи рекомендуемые значения передаточного числа u = 2…3, при колесах с круговыми зубьями – до 6,3.
Геометрия зацепления колес
Эвольвентные зубья конического колеса профилируют на развертке дополнительного конуса, образующая которого перпендикулярна образующей делительного конуса. Дополнительные конусы можно построить для внешнего, среднего и внутреннего сечений зуба конического колеса.
Ширина b венца зубчатого колеса ограничена двумя дополнительными конусами – внешним и внутренним.
Зубья конических колес в зависимости от изменения размеров их нормальных сечений по длине выполняют трех осевых форм (рис. 4).
Осевая форма I – нормально понижающиеся зубья.
Вершины делительного конуса и конуса впадин совпадают. Применяют для прямых зубьев, а также для круговых зубьев при m ≥ 2 мм и √(z1 2 + z2 2 ) = 20…100.
Осевая форма II – нормально сужающиеся зубья.
Вершина конуса впадин располагается так, что ширина дна впадины колеса постоянна, а толщина зуба по делительному конусу растет с увеличением расстояния от вершины. По этой форме одним инструментом можно обработать сразу обе поверхности зубьев колеса, что повышает производительность при нарезании зубчатых колес. Осевая форма II является основной для колес с круговыми зубьями. Применяют в массовом производстве.
Осевая форма III – равновысокие зубья.
Образующие конусов делительного, впадин и вершин параллельны. Высота зубьев постоянна по всей длине. Применяют для круговых зубьев при √(z1 2 + z2 2 ) ≥ 60 и для неортогональных передач с углом Σ me – для прямозубых колес, и mte – для колес с круговыми зубьями.
Внешний окружной модуль me или mte можно не округлять до стандартного, так как одним и тем же режущим инструментом можно нарезать колес с различными значениями модуля, лежащими в некотором непрерывном интервале.
Для повышения износостойкости и сопротивления зубьев заеданию конические зубчатые колеса выполняют с высотной модификацией., выравнивающей удельные скольжения зубьев шестерни и колеса. Коэффициенты смещения режущего инструмента хe1 для прямозубой шестерни и хn1 для шестерни с круговым зубом принимают по справочным таблицам.
Коэффициенты смещения для колес соответственно равны:
Для передач, у которых число зубьев z и передаточное число u отличаются от табличных значений, коэффициенты смещения хe1 и хn1 принимают с округлением в бόльшую сторону.
Основные геометрические соотношения конических зубчатых передач в соответствии с рисунком 4 приведены в таблице 1.
Таблица 1. Геометрические соотношения конических зубчатых передач.
Что такое конусное расстояние
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ПЕРЕДАЧИ ЗУБЧАТЫЕ КОНИЧЕСКИЕ С ПРЯМЫМИ ЗУБЬЯМИ
Straight bevel gear pairs.
Calculation of geometry
Дата введения 1975-01-01
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 28 марта 1974 г. N 718 срок действия установлен с 01.01.75
ПЕРЕИЗДАНИЕ. Май 1990 г.
Настоящий стандарт распространяется на зубчатые конические передачи с прямыми пропорционально понижающимися зубьями внешнего зацепления с внешним окружным модулем более 1 мм, с межосевыми углами от 10 до 170° и с прямолинейным профилем исходного контура, зубчатые колеса которых нарезаются методом обкатки зубострогальными резцами и парными зуборезными головками, а также методом копирования по шаблону.
Стандарт устанавливает метод расчета геометрических параметров зубчатой передачи, а также геометрических параметров зубчатых колес, приводимых на рабочих чертежах.
Стандарт не распространяется на конические зубчатые передачи с прямыми зубьями кругового профиля.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Принципиальная схема расчета геометрии приведена на чертеже.
1.2. Термины и обозначения, примененные в настоящем стандарте, соответствуют ГОСТ 16530-83 и ГОСТ 19325-73.
1.3. Наименования параметров, приводимых на рабочих чертежах зубчатых колес, выделены в таблицах настоящего стандарта полужирным шрифтом.
1.4. При отсутствии в обозначениях параметров индексов «1» и «2», относящихся соответственно к шестерне и колесу, имеется в виду любое зубчатое колесо передачи.
1.5. При отсутствии дополнительных указаний везде, где упоминается профиль зуба, имеется в виду внешний торцовый профиль.
1.6. Расчетом определяются номинальные размеры зубчатой передачи и зубчатых колес.
1.7. Вычисления по формулам стандарта и приложений к нему, за исключением случаев специально отмеченных, должны производиться со следующей точностью:
1.8. Пример расчета приведен в справочном приложении 4.
Что такое конусное расстояние
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ПЕРЕДАЧИ ЗУБЧАТЫЕ КОНИЧЕСКИЕ С КРУГОВЫМИ ЗУБЬЯМИ
Spiral bevel gear pairs. Calculation of geometry
Дата введения 1975-01-01
Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 27.12.1973 N 2816.
Разработан Центральным научно-исследовательским институтом технологии машиностроения (ЦНИИТМАШ)
Настоящий стандарт распространяется на передачи зубчатые конические обкатные с круговыми зубьями внешнего зацепления с межосевыми углами от 10 до 150°, углом наклона зуба от 0 до 45° с прямолинейным профилем исходного контура.
Стандарт устанавливает метод расчета геометрических параметров зубчатой передачи, а также геометрических параметров зубчатых колес, приводимых на рабочих чертежах.
Стандарт не распространяется на передачи специального назначения (ведущих мостов автомобилей и тракторов и др.).
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Принципиальная схема расчета геометрии приведена на чертеже.
1.2. Термины и обозначения, примененные в настоящем стандарте, соответствуют ГОСТ 16530-70 и ГОСТ 19325-73.
1.3. Наименования параметров, приводимые на рабочих чертежах зубчатых колес, выделены в таблицах настоящего стандарта полужирным шрифтом.
1.4. При отсутствии в обозначениях параметров индексов «1» и «2», относящихся соответственно к шестерне и колесу, имеется в виду любое зубчатое колесо передачи.
1.5. При отсутствии дополнительных указаний везде, где упоминается профиль зуба, имеется в виду профиль в нормальном расчетном сечении.
1.6. Расчетом определяются номинальные размеры зубчатой передачи и зубчатых колес.
1.7. Вычисления по формулам стандарта и приложений к нему, за исключением случаев специально отмеченных, должны производиться со следующей точностью:
1.8. Примеры расчета приведены в приложении 7.
Принципиальная схема расчета геометрии
2. РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
Исходные данные для расчета
средний нормальный (расчетный)
Угол наклона зуба средний (расчетный)
Направление линии зуба
Средний нормальный исходный контур
Коэффициент высоты головки зуба
Коэффициент радиального зазора
Коэффициент радиуса кривизны переходной кривой в граничной точке профиля зуба
1. Рекомендации по выбору исходных данных приведены в приложении 1.
Расчет основных геометрических параметров
Расчетные формулы и указания
Выбор осевой формы зуба
1. Число зубьев плоского колеса
.
При 
.
2. Среднее конусное расстояние (при заданном )
3. Внешнее конусное расстояние (при заданном )
4. Выбор осевой формы зуба
Рекомендации по выбору осевой формы зуба и диаметра приведены в приложении 2
5. Номинальный диаметр зуборезной головки (шлифовального круга)
Расчет параметров зубчатой передачи
6. Угол делительного конуса
; 
.
При 
, 
.
При 
углы определяются с точностью до 2″.
Углы должны находиться в пределах 5-85°.
7. Ширина зубчатого венца
2. Для передач с параметрами по ГОСТ 12289-66 ширину зубчатого венца принимать по указанному стандарту
8. Передаточное число
9. Передаточное число эквивалентной конической передачи
Определяется для передач с 
10. Число зубьев эквивалентной конической шестерни
Определяется для передач с 
11. Коэффициент смещения у шестерни
Рекомендации по выбору величин и приведены в приложении 3
12. Коэффициент изменения расчетной толщины зуба шестерни
Расчет при заданном среднем нормальном (расчетном) модуле
13. Развод резцов зуборезной головки для чистовой двухсторонней обработки колеса
Если и приняты по табл.2 приложения 1, то принимается по этой же таблице.
.
Вычисленное значение рекомендуется округлить до ближайшего значения по табл.2 приложения 1 или до имеющегося в производстве, соблюдая следующие условия:
а) при 
и 
мм
;
при 
и 
мм
,
кроме того, вычисляется поправка на высоту ножки зуба
;
б) при 
и 
мм
,
кроме того, уточняется принятое в п.12 значение по формуле:
.
Если приведенные в подпунктах а и б неравенства не соблюдаются, то вычисляют новое значение по формуле
.
По полученному значению уточняется значение (п.2) и проводится последующий расчет
14. Расстояние от внешнего торца до расчетного сечения
.
; 
.
При этом величина должна быть в пределах 
.
Если это условие не соблюдается, то следует изменить исходные данные для расчета, например
15. Внешнее конусное расстояние
16. Внешний окружной модуль
Расчет при заданном внешнем окружном модуле
17. Развод резцов зуборезной головки для чистовой двухсторонней обработки колеса
Первоначальный расчет производят при =1, что соответствует расположению расчетного сечения по середине ширины зубчатого венца. Вычисленное значение округляется до значения по ГОСТ 11902-66 или до имеющегося в производстве.
Весь последующий расчет выполняют с учетом новых значений и принятого
18. Расчетный модуль
19. Среднее конусное расстояние
20. Расстояние от внешнего торца до расчетного сечения
Расчет параметров зубчатых колес
Осевая форма зуба I
Осевая форма зуба II
Осевая форма зуба III
21. Высота ножки зуба в расчетном сечении
;
.
Поправка вводится только при 
и двухсторонней обработке колеса и принимается по табл.2 приложения 1 или вычисляется по п.13 настоящей таблицы
22. Нормальная толщина зуба в расчетном сечении
;
23. Сумма углов ножек зубьев шестерни и колеса
Осевая форма зуба I
Осевая форма зуба II
Осевая форма зуба III
При 
(в минутах).
Угол не должен быть больше 900′.
При 
(в минутах),
где 
Значение должно находиться в пределах 0-500 (см. приложение 4).
Значение при 
мм рекомендуется округлять кратно 20
24. Угол ножки зуба
Осевая форма зуба I
Осевая форма зуба II
Осевая форма зуба III
;
;
25. Угол головки зуба
;
;
.
Коэффициенты и при исходном контуре по ГОСТ 16202-70 рекомендуется определять по табл.2 приложения 4.
Если необходимо иметь постоянное значение радиального зазора вдоль ширины венца, то =1.
При этом необходимо проверить степень сужения толщины зуба на поверхности вершин (см. табл.4)
26. Увеличение высоты головки зуба при переходе от расчетного сечения на внешний торец
Осевая форма зуба I
Осевая форма зуба II
Осевая форма зуба III
27. Увеличение высоты ножки зуба при переходе от расчетного сечения на внешний торец
28. Уменьшение высоты головки зуба в расчетном сечении
29. Высота головки зуба в расчетном сечении
; 
30. Внешняя высота головки зуба
31. Внешняя высота ножки зуба
Осевая форма зуба I
Осевая форма зуба II
Осевая форма зуба III
32. Внешняя высота зуба
33. Угол конуса вершин
34. Угол конуса впадин
35. Средний делительный диаметр
36. Внешний делительный диаметр
37. Внешний диаметр вершин зубьев
38. Расстояние от вершины до плоскости внешней
Осевая форма зуба I
Осевая форма зуба II
Осевая форма зуба III
окружности вершин зубьев
При 
.
;
.
Значение принимается с точностью не ниже 0,000001