Конические зубчатые пары
Конические пары относятся к классу пространственных зубчатых передач, у которых аксоидные начальные и делительные поверхности конические.
Устройства способны обеспечивать изменение направления вращения в широком диапазоне углов, изменять частоту оборотов и мощность, осуществлять передачи между валами с пересекающимися осями, а также выполнять другие функции:
- преобразование и последующая передача вращательного движения между звеньями с осями, расположенными в пересекающихся плоскостях;
- расширяют перспективы и возможности разработки и внедрения зубчатых систем;
- передают усилие между осями;
- позволяют варьировать осевой угол в широком диапазоне.
Устройства существенно расширяют и оптимизируют потенциал современной техники.
Используются во многих отраслях машиностроения и разных агрегатах и оборудовании: в автомобильных дифференциалах, редукторах кранов, сушильных барабанах, дробилках, приводах транспортеров и многих других промышленных механизмов.
Особенности конструкции
Классическая схема конических передач имеет в своем составе два вала. Один является ведущим, второй — ведомым. На каждом из них закреплены зубчатые колеса, выточенные в форме конуса. Такая пара состоит из скрепленных колес с зубьями, обработанными под заданным углом. В результате обработки получаются зубчатые колеса с изменяемыми диаметрами от основания к вершине.
Конические зубчатые пары
На боковых поверхностях колес вырезаны зубья, выполненные в разрезе в форме конуса. Коническая пара (передача) состоит из шестерни, имеющей меньшее число зубьев и колеса с большим числом зубьев. Их относительное движение можно представить как качение без скольжения друг по другу начальных конусов (аксоидов). Линии пересечения конусов и боковых поверхностей зубьев называются линиями зубьев.
Конические передачи конструктивно сложнее цилиндрических и требуют периодической регулировки. В сравнении с цилиндрическими, конические передачи имеют большую массу и габаритные размеры, сложнее в монтаже. Кроме того, одно из конических колес, как правило шестерня, располагается консольно. При этом, вследствие повышенной деформации консольного вала, увеличиваются неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца с возникновением шума.
Коническое зубчатое колесо или шестерня является основной комплектующей деталью (конической) зубчатой передачи. Выполняется в виде диска с зубьями на конической поверхности, входящими в зацепление с зубьями другого конического зубчатого колеса, вал-шестерни, зубчатого венца и пр.
Производство конических колес отличается рядом сложностей, связанных с формой зубцов. Для нарезания зубьев необходим специальный инструмент. Поперечное сечение зубцов плавно увеличивается от вершины конуса к его основанию, что выдвигает особые требования к методам изготовления.
Конические зубчатые колеса производятся по нескольким технологиям. Выбор технологии зависит от требуемой формы зубцов и областью применения.
Классификация
По конструктивному исполнению формы зубцов конические колеса разделяются на следующие основные виды:
Прямозубые. Применяются при невысоких окружных скоростях до 2 — 3 м/с. Есть модели, которые можно использовать при скорости вращения до 8 м/с. Обеспечивают передаточное отношение до 3. Оси конических колес прямозубой зубчатой передачи составляют прямой угол, и их зубья обычно нарезаются по радиусам.
Виды конструктивных исполнений конических зубчатых колес
Тангенциальные. Следствие корригирования, модификации передаточной пары. Зубы шестерни утолщаются, зуб же колеса делается более тонким. Тангенциальные зубья делаются с небольшими углами наклона. В ответственных передачах используются колеса, имеющие криволинейные (круговые) зубья со значительными углами наклона в среднем сечении (Р = 30 — 40 градусов).
Круговые. Разработаны для эксплуатации на высоких скоростях. Обеспечивают максимально плавное зацепление и отличаются малым уровнем производимого шума. Отличаются большой несущей способностью и технологичностью производства. Передачи с круговым зубом являются более прочными, износоустойчивыми, плавными и бесшумными по сравнению с прямозубыми исполнениями. При использовании конической передачи с круговым зубом в зацеплении находится одновременно не менее двух зубьев, создавая условия почти постоянного контакта посредством определенной формы зуба. При этом демонстрируемые мощности на 30% выше, нежели чем у прямозубых конических передач.
Круговые зубчатые передачи служат для сообщения вращательного движения между скрещивающимися валами, которые в значительном большинстве машин и агрегатов имеют расположение в пространстве ортогонально друг относительно друга.
В зависимости от вида, размеров и сечений, зубья конических колес разделяются на следующие основные формы:
- Нормально сужающиеся зубья — вершина конуса впадин имеет расположение таким образом, что ширина дна впадины шестерни, есть величина постоянная, а толщина зуба по длине делительного конуса меняется пропорционально длине конусного расстояния.
- Пропорционально понижающиеся конусные вершины делительного угла и впадин совпадают и пересекаются с образующей конуса вершин за пределами детали; измеряемая высота ножки зуба является пропорциональной величиной конусному расстоянию.
- Равновысокие зубья — впадины и вершины являются параллельными, высота всех зубьев неизменна по всей его протяженности.
- Двояковыпуклые вогнутые зубья — характеризуются значительной нагрузочной способностью и более высокой работоспособностью по сравнению с другими типами конических передач; в большинстве своем используются в редукторах приводов горных машин.
Ассортимент товаров
В ассортименте имеются зубчатые конические пары от мирового итальянского производителя Sati. Это высококачественные изделия, проверенные в реальных условиях работы. Компания зарекомендовала себя лидером производства данной техники.
В ассортименте товаров компании зубчатые пары серии ZP-S с модулем зубчатого зацепления — 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5 и рядом передаточных чисел — 1:1; 1:2; 1:3; 1:4. Устройства отличаются внутренними и наружными диаметрами, углом профиля зуба, количеством зубьев на колесах, др. техническими характеристиками.
Преимущества конических зубчатых передач:
- обеспечение 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;
- отличные ходовые качества;
- бесшумность работы;
- большая нагрузочная способность по зацеплению;
- высокая плавность хода.
Недостатки конических зубчатых передач:
- сложная технология изготовления и сборки конических зубчатых пар;
- значительные осевые и изгибные нагрузки на валы;
- большие массогабаритные характеристики.
