直齿锥齿轮传动齿轮的结构设计

1第七章锥齿轮传动§7-1直齿锥齿轮传动§7-2齿轮的结构设计第七章锥齿轮传动2第七章锥齿轮传动⑶齿形由大端至小端逐渐变化⑵轮齿分布在一个截锥体上Σ——两轴的交角，多数Σ=90°。齿轮大端参数为标准值∴有齿顶圆锥、分度圆锥、齿根圆锥1.特点：⑴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：第一节直齿锥齿轮传动3第七章锥齿轮传动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。箭头相对或相背。3.转向：⑵按齿形分：⑴按传动形式分：外啮合、内啮合、平面啮合。直齿、斜齿、曲齿（圆弧齿、螺旋齿）等多种形式。设计、制造、安装均较为简便，故应用广泛。2.分类：4第七章锥齿轮传动球面渐开线纯滚动扇形发生面基圆锥发生面上过锥顶O的由线段KK´所形成的轨迹曲面AA´KK´——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O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。4、圆锥齿轮的形成：5第七章锥齿轮传动Δoaa——齿根圆锥ΔO1AB——背锥（与球面相切于圆锥齿轮大端的分度圆）Δobb——齿顶圆锥ΔOAB——分度圆锥故用背锥齿形代替圆锥齿轮大端的球面齿形aba´b´投影ab与a´b´之差R/m二、背锥与当量齿数6第七章锥齿轮传动cosvrrδ——分度圆锥角rv——背锥的分度圆半径（背锥距）r——锥齿轮大端分度圆半径背锥展开——扇形齿轮（半径rv)背锥齿数=圆锥齿轮实际齿数Z7第七章锥齿轮传动补足：扇形齿轮就得到一个直齿圆柱齿轮。齿数Zv（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，半径为rv，111112δδcoscosmZrrv==211vvmZr=又∵由于8第七章锥齿轮传动111δcosZZv=222δcosZZv=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Zv称为直齿圆锥齿轮的当量齿数同理有：∴结论：9第七章锥齿轮传动4.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。Zmin＜Zvmin3.按当量齿轮计算圆锥齿轮的重合度。2.标准直齿圆锥齿轮不发生根切的最小齿数。1.如果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。当量齿轮的用途：δcosminminvZZ=10第七章锥齿轮传动三、直齿锥齿轮的啮合传动1、基本参数的标准值：规定锥齿轮大端模数m与压力角α为标准值。m的值见表7-1当m≤1mm时，ha*=1,c*=0.25;当m＞1mm时，ha*=1,c*=0.2。11第七章锥齿轮传动当Σ=90°时：3、传动比：1）两轮大端模数和压力角应分别相等。即：m1=m2=m;α1=α2=α。2、正确啮合条件：1212122112δδωωsinsin====rrZZi2112122112tanotcrrZZi2）保证两轮外锥距R相等，锥顶重合。12第七章锥齿轮传动4、直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算（不等顶隙）:α=20°δ1=arctan(Z1/Z2);δ2=900-δ1ha=ha*m;ha=(ha*+c*)md=mZi12==tanδ2=cotδ1=Z2/Z1(δ1+δ2=90°)C=0.2mδa=δ+θadf=d-2hfcosδb≤R/3da=d+2hacosδδf=δ-θfRhaaarctan=θ222122ZZmmZR+==δsinRhffarctan13第七章锥齿轮传动四、直齿圆锥齿轮传动的强度计算3.存在当量齿轮、当量齿数1.分大端、小端。大端参数：m、α——标准值2.4.转向复习121212δδδδctgZZi====tansinsinδcosZZv=箭头相对或相背14第七章锥齿轮传动1、直齿锥齿轮的受力分析：力作用于齿宽中点，忽略摩擦1）受力特点3）各力的大小：轮齿沿齿宽受力不均匀——力往大端偏2）简化FX1F´r1t2111F2mtdTFa21111rFcostancostFFFr21111aFsintansintFFFααcoscos1112mtndTFF==15第七章锥齿轮传动式中参数的含义：T1为主动齿轮传递的转矩（N.m)dm1为平均直径（mm），其值如下：1m10.5d0.5dR5b.0R1R1m1)d5.01(dR5b.0Rd16第七章锥齿轮传动4）力的方向：2、直齿锥齿轮的强度计算:Ft1与其转动方向相反，Ft2与其转动方向相同；Fr1;Fr2指向各自的轮心；Fa1；Fa2指向各自的大端。1)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HHHkT][≤ud)5.01(7.4ZZ312RR1E－32][ZZ2RR11)(u)5.01(4.7KTdHHE17第七章锥齿轮传动ΨR大，b大，受力不均匀。一般ΨR=0.25～0.3以上两式中，K为载荷系数，见表6-10；ZE为材料系数，查表6-11；ZH为节点系数，查图6-36；[σH]为许用应力确定方法与直齿轮同。18第七章锥齿轮传动m圆整成标准值][1umZ)5.01(7.4bbFS2321RR1bbYkT3bb22121][1)0.51(7K.4≥FSRRYuZTm－YFS：为复合齿形因数，应根据当量齿数zV查图6-40，[σbb]为许用弯曲应力。确定方法与直齿轮同。2、齿根弯曲疲劳强度：19第七章锥齿轮传动与直齿圆柱齿轮不同的地方：3.讨论⑵u=1～5（大锥齿轮加工困难）⑴b1=b2(位置可调）⑶在多级传动中锥齿轮应放在高速级nT载荷小尺寸小20第七章锥齿轮传动一、锻造齿轮第二节齿轮结构设计当da≤500mm3、辐板式结构2、实体式结构1、齿轮轴当da≤160～200mm当da＞160～200mm21第七章锥齿轮传动二、铸造齿轮当da＞500mm或形状复杂4、轮辐式齿轮