Конические зубчатые передачи

Общие сведения

Рис. 7.1.

Назначение конических зубчатых колес состоит в передаче движения в зубчатых передачах, в которых оси ведущего и ведомого валов пересекаются в пространстве под некоторым углом I. Наиболее часто встречаются ортогональные передачи с углом пересечения осей L = 90° (рис. 7.1). Они широко используются в общем машиностроении, а на ЛА получили распространение конические зубчатые колеса с прямыми и круговыми зубьями. В прямозубых колесах (рис. 7.2, а) линии зубьев совпадают с образующими делительного конуса; круговой зуб (рис. 7.2, б) располагается по дуге окружности. С увеличением угла наклона зуба (З_т передача работает более плавно, рекомендуется выбирать (З_т = 35°. Колеса с круговыми зубьями при одинаковых габаритных размерах передачи имеют в 1,5 раза большую несущую способность по сравнению с прямозубыми; передача с такими зубьями работает плавно и бесшумно даже при повышенных окружных скоростях (до 100 м/с). Это объясняется многопарностью зацепления, постепенным входом зубьев в зацепление, начиная с контакта в точке, что делает их малочувствительными к динамическим нагрузкам. Это обусловило применение конических передач с круговыми зубьями, например в приводе винтов вертолетов.

Рис. 7.3.

Рис. 7.2.

К недостаткам конических передач следует отнести снижение несущей способности в сравнении с цилиндрическими примерно на 15%. Это объясняется, в частности, сложностью изготовления, монтажа и обеспечения требуемой точности, наличием осевых сил в зацеплении, неравномерностью распределения нагрузки по длине зуба, необходимостью обеспечения совпадения вершин конусов. Они имеют большую массу и габариты по сравнению с цилиндрическими передачами.

Одновинтовая схема вертолета с тремя двигателями приведена на рис. 7.3. При этом возможна передача мощности от каждого двигателя.

через двухпоточный зубчатый редуктор, состоящий в каждом потоке из конической пары z_x — г₂ и цилиндрической г₂> — 2₃.

Общий вид хвостового редуктора вертолета включает ортогональную коническую передачу. Он представлен на рис. 7.4, где 1 — картер; 2 — уплотнительная гильза; 3 — стакан подшипников ведущего зубчатого колеса; 4 — ведущий вал; 5 — крышка картера; 6 — ведомый вал; 7 — ведомое зубчатое колесо; 8 — суфлер; 9 — механизм управления хвостовым винтом; 10 — ведущее зубчатое колесо.

Конические передачи широко используются также в системах управления рулевыми поверхностями ЛА, в различных механизмах ЛА, по условиям компоновки которых требуется передавать движение между валами, пересекающимися в пространстве.

На рис. 7.5 представлен общий вид редуктора привода крыла. Редуктор предназначен для передачи крутящего момента от гидропривода к винтовым преобразователям с помощью конических зубчатых колес. Корпус 2 является основной несущей деталью редуктора. Входной вал 4 смонтирован на радиально-упорных шарикоподшипниках 3 с помощью крышек 7, 8у 12 в литом корпусе 2. Вал 4 приводится во вращение от выходного вала гидропривода. Это движение передается через промежуточный вал 1 на два выходных вала 6, приводящих в движение винтовые преобразователи. Входной и два выходных вала выполнены за одно целое с коническими шестернями, пе;

Рис. 7.5.

редающими крутящий момент на конические шестерни 9, 10, находящиеся на валу 1. Соединение с карданными шарнирами происходит через втулки 5, закрепленные на шлицах входного и выходного валов. Армированные манжеты 11 и резиновые уплотнительные кольца обеспечивают герметичность валов. Предусмотрено осевое регулирование взаимного положения колес вдоль осей валов при сборке. Конические передачи в вертолетных редукторах чаще используются на быстроходной ступени, что приводит к упрощению конструкции опорных узлов.