直齿锥齿轮传动齿轮的结构设计.ppt

1 1第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动§7-1 §7-1 直齿锥齿轮传动直齿锥齿轮传动 §7-2 §7-2 齿轮的结构设计齿轮的结构设计 第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动2 2第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动⑶ ⑶ 齿形由大端至小端逐渐变化齿形由大端至小端逐渐变化⑵ ⑵ 轮齿分布在一个截锥体上轮齿分布在一个截锥体上ΣΣ————两轴的交角，多数两轴的交角，多数Σ=90Σ=90°°齿轮大端参数为标准值齿轮大端参数为标准值∴∴有齿顶圆锥、分度圆锥、齿根圆锥有齿顶圆锥、分度圆锥、齿根圆锥1.1.特点：特点：⑴ ⑴ 用于传递两相交轴之间的运动和动力用于传递两相交轴之间的运动和动力一、圆锥齿轮的特点和分类：一、圆锥齿轮的特点和分类：第一节第一节 直齿锥齿轮传动直齿锥齿轮传动3 3第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动 其中曲齿圆锥齿轮传动平稳、承载能力较高，应其中曲齿圆锥齿轮传动平稳、承载能力较高，应用于高速重载传动如：差速齿轮机构用于高速重载传动如：差速齿轮机构。

箭头相对或相背箭头相对或相背3.3.转向：转向：⑵ ⑵ 按齿形分：按齿形分：⑴ ⑴ 按传动形式分：按传动形式分：外啮合、内啮合、平面啮合外啮合、内啮合、平面啮合直齿、斜齿、曲齿（圆弧齿、螺旋齿）等直齿、斜齿、曲齿（圆弧齿、螺旋齿）等 多种形式多种形式设计、制造、安装均较为简便，故应用广泛设计、制造、安装均较为简便，故应用广泛2.2.分类：分类：4 4第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动球面渐开线球面渐开线 纯滚动纯滚动扇形发生面扇形发生面基圆锥基圆锥 发生面上过锥顶发生面上过锥顶O O的由线段的由线段KKKK´ ´所形成的轨迹曲面所形成的轨迹曲面AAAA´ ´KKKK´——´——直齿圆锥齿轮的理论齿廓曲面直齿圆锥齿轮的理论齿廓曲面 ●●一对圆锥齿轮的锥顶相交于一对圆锥齿轮的锥顶相交于O O点，在两轮的工作齿廓上，只有点，在两轮的工作齿廓上，只有与锥顶等距离的对应点才能相互啮合故共轭齿廓为球面曲线与锥顶等距离的对应点才能相互啮合故共轭齿廓为球面曲线 4 4、圆锥齿轮的形成：、圆锥齿轮的形成：5 5第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动ΔoaaΔoaa————齿根圆锥齿根圆锥ΔOΔO1 1ABAB————背锥（与球面相切于圆锥齿轮大端的分度圆）背锥（与球面相切于圆锥齿轮大端的分度圆）ΔobbΔobb————齿顶圆锥齿顶圆锥ΔOABΔOAB————分度圆锥分度圆锥故用背锥齿形代替圆锥齿故用背锥齿形代替圆锥齿轮大端的球面齿形轮大端的球面齿形abab a a´ ´b b´ ´投影投影abab与与a a´ ´b b´ ´之差之差R/R/m m二、背锥与当量齿数二、背锥与当量齿数6 6第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动δδ———— 分度圆锥角分度圆锥角r rv———— 背锥的分度圆半径背锥的分度圆半径（背锥距）（背锥距）r r ———— 锥齿轮大端分度圆半径锥齿轮大端分度圆半径背锥展开背锥展开————扇形齿轮（半径扇形齿轮（半径r rv v ) )背锥背锥齿数齿数= =圆锥齿轮实际齿数圆锥齿轮实际齿数Z Z7 7第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动补足：扇形齿轮就得到一个直齿圆柱齿轮。

补足：扇形齿轮就得到一个直齿圆柱齿轮齿数齿数Z Zv（（圆锥齿轮的当量齿数）圆锥齿轮的当量齿数） 这个直齿圆柱齿轮就称为圆锥齿轮的当量齿轮，这个直齿圆柱齿轮就称为圆锥齿轮的当量齿轮， 半径为半径为rv，，又又∵∵由于由于8 8第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动 当量齿轮是齿形与直齿圆锥齿轮大端齿形十分当量齿轮是齿形与直齿圆锥齿轮大端齿形十分近似的一个虚拟的直齿圆柱齿轮，其齿数近似的一个虚拟的直齿圆柱齿轮，其齿数Z Zv v称为直称为直齿圆锥齿轮的当量齿数齿圆锥齿轮的当量齿数同理有：同理有：∴∴结论：结论：9 9第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动4.4.对圆锥齿轮进行齿根弯曲疲劳强度计算时，可按当量对圆锥齿轮进行齿根弯曲疲劳强度计算时，可按当量 齿数查取齿形系数齿数查取齿形系数Z Z Z Zminminminmin＜＜＜＜Z Z Z Zv v v v minminminmin3.3.按当量齿轮计算圆锥齿轮的重合度按当量齿轮计算圆锥齿轮的重合度。

2.2.2.2.标准直齿圆锥齿轮不发生根切的最小齿数标准直齿圆锥齿轮不发生根切的最小齿数标准直齿圆锥齿轮不发生根切的最小齿数标准直齿圆锥齿轮不发生根切的最小齿数1.1.如果如果用仿形法加工直齿圆锥齿轮时，可按当量齿数用仿形法加工直齿圆锥齿轮时，可按当量齿数 选择铣刀号码选择铣刀号码当量齿轮的用途：当量齿轮的用途：1010第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动三、直齿锥齿轮的啮合传动三、直齿锥齿轮的啮合传动1、基本参数的标准值：、基本参数的标准值：规定锥齿轮大端模数规定锥齿轮大端模数m与压力角与压力角α为标准值为标准值m的值的值见表见表7-1当当m≤1mm时，时，ha*=1,c*=0.25;当当m＞＞1mm时，时，ha*=1, c*=0.21111第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动当当Σ=90Σ=90°°时：时：3、传动比：、传动比：1 1））两轮大端模数和压力角应分别相等两轮大端模数和压力角应分别相等 即：即：m m1 1=m=m2 2=m; =m; αα1 1= =αα2 2= =αα。

2、正确啮合条件：、正确啮合条件：2 2））保证两轮外锥距保证两轮外锥距R R相等，锥顶重合相等，锥顶重合1212第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动4、直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算（不等顶隙）、直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算（不等顶隙）:α α=20=20°°δδ1 1=arctan(Z1/Z2); =arctan(Z1/Z2); δδ2 2=90=900 0- -δδ1 1 ha= ha=haha*m*m ; h ; ha a =(ha*+c*) m =(ha*+c*) md=d=m mZi i1212==tanδ2=cotδ1=Z2/Z1==tanδ2=cotδ1=Z2/Z1 (δ(δ1 1+δ+δ2 2=90=90°°) )C=0.2C=0.2m mδδa a= =δ+θδ+θa ad df f=d-2h=d-2hf fcosδcosδb≤R/3b≤R/3d da a=d+2h=d+2ha acosδcosδδδf f= =δ-θδ-θf f1313第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动四、直齿圆锥齿轮传动的强度计算四、直齿圆锥齿轮传动的强度计算 3.3.存在当量齿轮、当量齿数存在当量齿轮、当量齿数 1.1.分大端、小端。

大端参数：分大端、小端大端参数：m m、、αα———— 标准值标准值2. 2. 4.4.转向转向 复习复习 箭头相对或相背箭头相对或相背1414第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动1、直齿锥齿轮的受力分析：、直齿锥齿轮的受力分析： 力作用于齿宽中点，忽略摩擦力作用于齿宽中点，忽略摩擦 1 1））受力特点受力特点3 3）各）各力的大小力的大小：： 轮齿沿齿宽受力不均匀轮齿沿齿宽受力不均匀————力往大端偏力往大端偏 2 2））简化简化 FX1F´r11515第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动式中参数的含义：式中参数的含义：T1T1为主动齿轮传递的转矩（为主动齿轮传递的转矩（N.mN.m) )dm1dm1为平均直径（为平均直径（mmmm），其值如下：），其值如下：1616第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动4 4）力的方向：）力的方向： 2 2、直齿锥齿轮的强度计算、直齿锥齿轮的强度计算: : Ft1Ft1与其转动方向相反，与其转动方向相反，Ft2Ft2与其转动方向相同；与其转动方向相同；Fr1;Fr2Fr1;Fr2指向各自的轮心；指向各自的轮心；FaFa1 1；；F Fa2a2指向各自指向各自的的大端大端 。

1)1)齿面接触疲劳强度：齿面接触疲劳强度：圆锥齿轮的强度近似等于齿宽中点处当量齿轮的强度圆锥齿轮的强度近似等于齿宽中点处当量齿轮的强度 1717第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动 ΨΨR R大，大，b b大，受力不均匀一般大，受力不均匀一般ΨΨR R= 0.25= 0.25～～0.30.3 以上两式中，以上两式中，K K为载荷系数，见表为载荷系数，见表6-106-10；；Z ZE E为材为材料系数，查表料系数，查表6-116-11；；Z ZH H为节点系数，查图为节点系数，查图6-366-36；；[ [σσH H] ]为许用应力确定方法与直齿轮同为许用应力确定方法与直齿轮同 1818第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动 m m圆整成标准值圆整成标准值 Y YFSFS ：为复合齿形因数，：为复合齿形因数，应根据当量齿数应根据当量齿数z zV V查图查图6-406-40，，[ [σbbσbb] ]为许用弯曲应力为许用弯曲应力确定方法与直齿轮同确定方法与直齿轮同2 2、齿根弯曲疲劳强度：、齿根弯曲疲劳强度：1919第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动与直齿圆柱齿轮不同的地方：与直齿圆柱齿轮不同的地方： 3.3.讨论讨论 ⑵ ⑵ u = 1u = 1～～5 5 （大锥齿轮加工困难）（大锥齿轮加工困难）⑴ ⑴ b b1 1 = b= b2 2 ( (位置可调）位置可调） ⑶⑶在多级传动中锥齿轮应放在高速级在多级传动中锥齿轮应放在高速级 n T n T 载荷小载荷小 尺寸小尺寸小 2020第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动一、锻造齿轮一、锻造齿轮 第二节第二节 齿齿 轮轮 结结 构设构设计计当当da≤500da≤500mm 3 3、辐板式结构、辐板式结构 2 2、实体式结构、实体式结构1 1、齿轮轴、齿轮轴 当当da≤160da≤160～～200200mm 当当dada＞＞160160～～200200mm 2121第七章第七章第七章第七章 锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动二、铸造齿轮二、铸造齿轮 当当dada＞＞500500mm 或形状复杂或形状复杂4 4、轮辐式齿轮、轮辐式齿轮 。