机械设计.能动1301吴志健课件

,水运人眼中的两会热点,关注,请在此处填写作品信息（此页非设计模板）,班级：能动1301姓名：吴志健,武汉理工大学-能源与动力工程学院,贵州省航务管理局副调研员韦世荣：精准扶贫补齐水运短板,东海救助局党组书记肖跃华：提升海上安全供给能力和服务品质,日照港集团党委工作部部长锁旭升：打造“绿色智慧型”港口,河北海事局局长翟久刚：将五大理念贯穿海事工作全过程,概述,锥齿轮是圆锥齿轮的简称，它用来实现两相交轴之间的传动,两轴交角S称为轴角，其值可根据传动需要确定，一般多采用90。锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体上，轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小，如下图所示。由于这一特点，对应于圆柱齿轮中的各有关圆柱在锥齿轮中就变成了圆锥，如分度锥、节锥、基锥、齿顶锥等。锥齿轮的轮齿有直齿、斜齿和曲线齿等形式。直齿和斜齿锥齿轮设计、制造及安装均较简单，但噪声较大，用于低速传动（5m/s）；曲线齿锥齿轮具有传动平稳、噪声小及承载能力大等特点，用于高速重载的场合。本节只讨论S=90的标准直齿锥齿轮传动。,！,几何尺寸,直齿锥齿轮的几何尺寸计算,将直齿锥齿轮按齿宽中点处的背锥展开，可得宽度为b、中心距为av、直径分别为dv1和dv2的两个当量直齿圆柱齿轮。其分度圆的半径为齿宽中点处背锥的母线长度，模数为齿宽中点的模数，齿宽与锥齿轮的齿宽相等。由图可得：,当量分度圆直径为：,尺寸计算,！,公式表格,计算准则,1、对于闭式齿轮传动，当一对齿轮或一轮齿为软齿面时，轮齿的主要损伤形式是齿面疲劳点蚀，也可能发生轮齿折断及其他失效形式，故应按接触疲劳强度的设计公式确定主要尺寸，然后校核弯曲疲劳强度。2、若一对齿轮均为硬齿面时，轮齿的主要失效形式可能是轮齿折断，也可能发生点蚀、胶合等失效，则应按弯曲疲劳强度的设计公式确定模数，然后校核接触疲劳强度。3、对于开式齿轮传动，其主要失效形式是齿面磨损，但往往又因轮齿磨薄后而发生折断，故仍按轮齿齿根弯曲疲劳强度设计，但适当降低（20%）许用应力以考虑磨损的影响。,直齿圆锥齿轮,！,直齿锥齿轮受力分析,径向力：,圆周力：,轴向力：,锥齿轮的轮齿剖面是从大端到小端逐渐缩小的，各部分受力的情况也是如此。为简化计算，通常假设载荷集中作用于齿宽中点处，并近视认为锥齿轮的强度相当于当量直齿圆柱齿轮的强度，该当量齿轮的半径为齿宽中点处背锥母线的长度，模数为齿宽中点处的模数Mm。作用在主动轮齿上的法向力Fn可分解为三个分力：,法向力：,式中:T1-小齿轮传递的转矩，N*Mdm1-主动轮1的平均节圆直径，mmdm1=d1（1-0.5b/R）=d1（10.5R)R-齿宽系数R=b/R且式中各力的单位都为N,方向,方向判断,总结为：径向心，周相切-主反从同，轴向力恒向大端！,1.圆周力Ft：在主动轮上是阻力，它与力作用点线速度的方向相反，在从动轮上是驱动力，它与力作用点线速度的方向相同。2.径向力Fr：分别指向各自的轮心。3.轴向力Fa：分别指向该轮的大端。,对于=12=90的直齿锥齿轮传动，因为，故两轮上所受各分力的相互关系为：Ft1=-Ft2，Fr1=-Fa2，Fa1=-Fr2,！,疲劳计算,计算载荷,式中：K载荷系数Ka使用系数Kv动载系数K齿向载荷分布系数K-齿间载荷分配系数,分析公式中法向Fn，圆周力Ft，径向力Fr，轴向力Fa均是作用于轮齿上的名义载荷。实际工作时还应考虑原动机与工作机的性能，轮齿啮合过程中产生的动载荷，由于制造安装误差和受载后轮齿产生的弹性形变，而使得载荷沿齿宽方向分布不均，或同时啮合的各齿轮间载荷分布不均等因素的影响。综上考虑，将名义载荷进行修正得计算载荷Fnc（N）,1.使用系数KaKa是考虑齿轮啮合时外部因素引起的动力过载的影响系数。它与原动机及工作机的工作特性有关。2.动载系数KvKv是考虑齿轮副本身的啮合误差引起齿轮在运转中产生角速度的变化，导致动载荷与啮合冲击而产生内部附加载荷的影响因系数。3.齿向载荷分布系数KK是考虑齿轮的制造与安装误差，以及轴，轴承及箱体的变形引起载荷在同一齿面上沿齿宽方向分布不均匀的影响系数。4.齿间配合系数KK是考虑同时啮合的齿对之间载荷分配不均匀的影响系数。,直齿锥齿轮的强度计算特点,锥齿轮传动的主要失效形式与圆柱齿轮一样，因此强度计算也相似。其计算圆周力为Ftc=KFt1一般取K=1.31.6,计算直齿锥齿轮的弯曲疲劳强度时认为锥齿轮的强度与其当量直齿圆柱齿轮相当的。但实际中，当量齿轮的齿根承载能力比相同条件的直齿圆柱齿轮约低15%.由此得到锥齿轮齿根弯曲疲劳强度的校核公式式中：mm锥齿轮齿宽中点模数dv1当量齿轮的分度圆直径,1.直齿锥齿轮的弯曲疲劳强度计算,TV1当量名义转矩（Tv1=T1/COS1）YFS根据当量齿数ZV(ZV=Z/COS)从图2-19查取,将、与代入上式得到锥齿轮齿根弯曲疲劳强度设计公式：,或,m为大端模数,2.直齿锥齿轮的齿面接触疲劳,直齿锥齿轮的齿面接触疲劳强度校核公式：,式中：系数0.85，dv1（dv1=dm1/cos1），Tv1（Tv1=Tm1/cos1）,当量齿数比uv（uv=u2），HP的确定方法与圆柱齿轮相同。,将代入上式得小齿轮大端分度圆直径d1的设计公式：,注意：当一对齿轮均为钢制时，上式中171ZE改为32460。,1、对于单级直齿锥齿轮传动，一般取u=1-5；2、YFS按当量齿数zv=z/cos，由图2-19可查得；3、许用应力FP和HP的确定与圆柱齿轮相