Силы в зацеплении конических зубчатых передач.

В конической передаче за расчетное принимают сечение на середине ширины зубчатого венца.

Окружная сила F_t, кH на шестерне и колесе:

где Т₁, Т₂ – вращающие моменты на ведущем и ведомом, Н∙м;

d_m1 и d_m2 – средний делительный диаметр, мм.

В прямозубой передаче:

радиальные, кН

осевые, кН

где δ₁, δ₂ – половины углов при вершинах делительных конусов шестерни и колеса (обычно δ₁+δ₂=90⁰);

α – угол зацепления в нормальном сечении: α = 20⁰.

Радиальная сила на шестерне равна осевой силе на колесе - F_r21=F_a12, а осевая сила на шестерне равна радиальной силе на колесе - F_a21=F_r12. Окружные силы F_t21=F_t12.

В конической прямозубой передаче осевые силы направлены всегда от вершин к основаниям конусов.

В передаче с круговыми зубьями во избежание возможного заклинивания при значительных осевых зазорах в подшипниках необходимо обеспечить направ­ление вектора осевой силы F_al на ведущей шестерне к основанию делительного конуса. Для этого направление вращения ведущей шестерни (если смотреть со стороны вершины делительного конуса) и направление наклона зубьев должны совпадать:

- при левом направлении линии зуба шестерня должна вращаться против хода часовой стрелки, т.е. влево;

- при правом направлении линии зуба шестерня должна вращаться по ходу часовой стрелки, т.е. вправо. При соблюдении этого условия:

радиальная сила на шестерне, кН:

осевая сила на шестерне, кН

где а_п = 20° - угол главного профиля исходного контура;

β_n - угол наклона линии зуба в среднем сечении по ширине зубчатого венца.

Если условие не соблюдается (при левом направле­нии зуба ведущая шестерня вращается по ходу часовой стрелки, или при правом направлении линии зуба шестерня вращается против хода часовой стрелки), то в формулах для вычисления F_rl и F_al знаки перед вторыми членами в скобках необходимо заменить на обратные.

Силы на колесе соответственно равны: F_r12 = F_a2l; F_a12 = F_r21.