直齿锥齿轮计算课件.ppt

1、1 设计参数设计参数2 轮齿受力分析轮齿受力分析3 齿根弯曲疲劳强度计算齿根弯曲疲劳强度计算4 齿面接触疲劳强度计算齿面接触疲劳强度计算10-8 标准锥齿轮传动的强度计算标准锥齿轮传动的强度计算dm1d1d2R121 设计参数设计参数轴交角轴交角，齿数比，齿数比u，齿，齿数数z1、z2，锥距，锥距R，分，分度圆锥角度圆锥角1、2，分度，分度圆直径圆直径d1、d2，当量齿轮当量齿轮齿数齿数zv1、zv2，当量齿轮，当量齿轮的分度圆直径的分度圆直径dv1、dv2，直齿锥齿轮传动是以大端参数为标准值，直齿锥齿轮传动是以大端参数为标准值，强度计算时，强度计算时，是以锥齿轮齿宽中点处的当量齿轮作为计算时

2、的依据。是以锥齿轮齿宽中点处的当量齿轮作为计算时的依据。dm1d1d2R12锥距锥距R221211ZductgtgZd2221212121(/)112222ddddddRu分度圆锥角分度圆锥角1、2uddtg1211uddtg12212/cos221uuRd12/cos212uRddm1d1d2R12若引入齿宽系数若引入齿宽系数R=b/R，其，其取值为取值为0.250.35，最常用，最常用值为值为1/3110.51 0.51 0.5mRdRbbdRR 齿宽中点处即平均分度圆齿宽中点处即平均分度圆的直径为的直径为dm1、dm2)5.01()5.01(2211RmRmdddddm1d1d2R12m

3、1m11v1v1d/2dcosd/2d2m1v11R1du1dd 1 0.5cosu2m2v22R2du1dd1 0.5cosu当量齿轮的模数当量齿轮的模数mv(mm)1Rm1vmR11d 1 0.5dmmm 1 0.5zz当量齿轮分度圆直径当量齿轮分度圆直径dv1、dv2dm1d1d2R12v11v1m1dzzmcosv22v2m2dzzmcos2v2vv1zuuz当量齿轮齿数当量齿轮齿数zv1、zv2当量齿轮齿数比当量齿轮齿数比uv2 轮齿受力分析轮齿受力分析artnFFFF圆周力圆周力方向：主动轮：与方向：主动轮：与n1反向反向 从动轮：与从动轮：与n2同向同向 径向力径向力轴向力轴向力

4、 2111costgatrFFF 2111sintgrtaFFF 22211122tmmtFdTdTF方向方向:指向轮心指向轮心方向方向:指向大端指向大端各分力计算公式：各分力计算公式：2a11m111costan2cosFdTFFr2r11m111sintan2sinFdTFFa1m1t2dTF cos2cos1m1tndTFFtan2tan1m1tdTFF轴向力轴向力Fa的方向总是由锥齿轮的小端指向大端的方向总是由锥齿轮的小端指向大端 锥锥齿轮传动受力图齿轮传动受力图3 齿根弯曲疲劳强度计算齿根弯曲疲劳强度计算其中，载荷为其中，载荷为并引入各参数的关系得到：并引入各参数的关系得到：校核式：

5、校核式：设计式：设计式：mRmm 1 0.5直齿锥齿轮的弯曲疲劳强度可近似地按齿宽中点处的当量圆柱齿轮进行计直齿锥齿轮的弯曲疲劳强度可近似地按齿宽中点处的当量圆柱齿轮进行计算。采用直齿圆柱齿轮强度计算公式，并代入当量齿轮的相应参数算。采用直齿圆柱齿轮强度计算公式，并代入当量齿轮的相应参数:注意：注意：（1）齿形系数和应力校正系数按当量齿数查取，）齿形系数和应力校正系数按当量齿数查取，（2）载荷系数）载荷系数K 齿间载荷分布系数可取齿间载荷分布系数可取1，K=1，齿向载荷分布系数可取轴承系数的齿向载荷分布系数可取轴承系数的1.5倍，倍，K=1.5KHbeKKKKKvAKHbe为轴承系数为轴承系数

6、coszzvcoszzv4 齿面接触疲劳强度计算齿面接触疲劳强度计算同样以平均齿宽处的当量齿轮进行计算，综合曲率应为：同样以平均齿宽处的当量齿轮进行计算，综合曲率应为：21111vv很显然，当两齿轮平均齿宽处两当量齿轮在节点上的啮很显然，当两齿轮平均齿宽处两当量齿轮在节点上的啮合曲率半径为：合曲率半径为：从而可得到：从而可得到：若将上式（综合曲率表达式）及若将上式（综合曲率表达式）及uv=u2、等式代入赫兹公式，并令接触线长度等式代入赫兹公式，并令接触线长度L=b，得到：，得到：1cos21uu若若=20，则得到：，则得到：校核式校核式设计式设计式10-10 齿轮的结构设计齿轮的结构设计 通过

7、强度计算确定出了齿轮的齿数通过强度计算确定出了齿轮的齿数z z、模数、模数m、齿宽、齿宽B、螺、螺旋角旋角、分度圆直径、分度圆直径d d 等主要尺寸。等主要尺寸。齿轮的结构设计主要是确定轮缘，轮辐，轮毂等结构形式齿轮的结构设计主要是确定轮缘，轮辐，轮毂等结构形式及尺寸大小。及尺寸大小。在综合考虑齿轮几何尺寸，毛坯，材料，加工方法，使用在综合考虑齿轮几何尺寸，毛坯，材料，加工方法，使用要求及经济性等各方面因素的基础上，按齿轮的直径大小，选要求及经济性等各方面因素的基础上，按齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，再根据推荐的经验数据进行结构尺寸计算。定合适的结构形式，再根据推荐的经验数据进行结构尺寸

8、计算。常见齿轮结构形式常见齿轮结构形式 齿轮轴齿轮轴 实心式结构实心式结构 腹板式结构腹板式结构 轮辐式结构轮辐式结构 常见齿轮结构形式常见齿轮结构形式齿轮轴齿轮轴 直径较小的钢质齿轮，当齿根圆直径与轴径直径较小的钢质齿轮，当齿根圆直径与轴径接近时，可以将齿轮与轴做成一体，称为齿轮轴接近时，可以将齿轮与轴做成一体，称为齿轮轴圆柱齿轮轴圆柱齿轮轴 圆锥齿轮轴圆锥齿轮轴 圆柱齿轮轴圆柱齿轮轴 圆柱齿轮圆柱齿轮e2mt圆锥齿轮轴圆锥齿轮轴me6.1（对锥齿轮指小端）（对锥齿轮指小端）e圆锥齿轮轴圆锥齿轮轴 实心式结构实心式结构实心式圆柱齿轮实心式圆柱齿轮实心式圆锥齿轮实心式圆锥齿轮但航空齿轮为减轻重

9、量，但航空齿轮为减轻重量，时，有时也设计为时，有时也设计为腹板式结构。腹板式结构。32Dda 160mm32Dda 160mm腹板式结构腹板式结构32Dda 500mm160200的齿轮可采用腹板式结构的齿轮可采用腹板式结构腹板式锥齿轮腹板式锥齿轮轮辐式结构轮辐式结构此种结构一般用于此种结构一般用于 的大尺寸齿轮，常用铸造方法制作的大尺寸齿轮，常用铸造方法制作毛坯，故将其设计为轮辐式结构。毛坯，故将其设计为轮辐式结构。400ad1000mmH1CH1H1 H1/5H1/5椭圆轮辐用于轻载椭圆轮辐用于轻载工字轮辐用于重载工字轮辐用于重载十字轮辐用于中载十字轮辐用于中载潘存云教授研制 技术要求1.

10、调质处理220260HBS；2.未注圆角R3；3.未注倒角245。技术要求1.调质处理217255HBS；2.未注圆角R1.5；3.未注倒角245；4.两端中心孔 B3.15/10 GB145-85。技术要求1.调质处理220260HBS；2.未注圆角R3；3.未注倒角245。技术要求1.调质处理220260HBS；2.未注圆角R3；3.未注倒角1.545。技术要求1.调质处理217255HBS；2.未注圆角R1.5；3.未注倒角245；4.两端中心孔 B3.15/10 GB145-85。10-11 齿轮传动的润滑齿轮传动的润滑1 齿轮传动润滑方式齿轮传动润滑方式2 润滑剂的选择润滑剂的选择1 齿轮传动润滑方式齿轮传动润滑方式人工定期润滑人工定期润滑开式、半开式、闭式低速开式、半开式、闭式低速 浸油润滑浸油润滑smv/12齿轮传动中润滑的作用：减摩、降磨、散热、防锈齿轮传动中润滑的作用：减摩、降磨、散热、防锈