第9章锥齿轮齿轮机构

1、第,9,章,圆锥齿轮传动,9.1,直齿圆锥齿轮应用、特点及齿廓的形成,9.2,直齿圆锥齿轮的背锥及当量齿数,9.3,直齿圆锥齿轮的主要参数及几何尺寸计算,9.4,直齿圆锥齿轮传动的强度计算,实训,9,设计直齿圆锥齿轮减速器中的齿轮传动,知识梳理与总结,9.1,直齿圆锥齿轮应用、特点及齿廓的形成,一、圆锥齿轮机构的特点及应用,特点,传递两相交轴之间,多为,90,的运动和动力,轮齿分布在截,圆锥,上，齿形由大端到小端逐渐减小,类型,直齿圆锥齿轮机构,曲齿圆锥齿轮机构,应用,直齿圆锥齿轮机构设计、制造和安装简单，应用广泛,曲齿圆锥齿轮机构传动平稳，承载能力高，常用于高速重,载传动，如汽车、拖拉机、飞

2、机的圆锥齿轮机构中,直齿圆锥齿轮应用、特点及齿廓的形成,二齿廓的形成,如下图所示，一半径等于基圆锥母线长度（锥距）的圆平面,S,与,基圆锥相切于,ON,当圆平面,S,在基圆锥上作纯滚动时，该平面上,任一过锥顶的线段,OK,在空间展成的曲面即为直齿圆锥齿轮的齿廓,曲面。该曲面是由一系列复杂的渐开线所组成。例如,K,点所展成的,渐开线，它不同于圆柱齿轮的渐开线（平面渐开线），因为发生,面在作纯滚动的过程中,K,点到锥顶,O,点的距离始终不变，所以齿,廓曲面上的渐开线,AK,必在以,ON,为半径的球面上，故这种渐开线,称为球面渐开线。由此可知，直齿圆锥齿轮大端的齿廓曲线，理,论上应在以锥顶,O,为中

3、心、锥距,ON,为半径的球面上,直齿圆锥齿轮齿廓的形成,9.2,直齿圆锥齿轮的背锥及当量齿数,大端齿廓曲线,球面渐开线,为便于设计和加工，需要用平面曲线来近似表达球面曲线,背锥,与大端球面相切于分度圆处的圆锥,直齿圆锥齿轮的背锥及当量齿数,当量齿轮、当量齿数,与锥齿轮大端齿形（球面渐开线,相当的渐开线直齿圆柱齿轮。其齿数,z,v,称为当量齿数,锥齿轮,当量齿轮,m,m,z,h,a,h,a,c,c,cos,d,z,v,z,直齿圆锥齿轮的背锥及当量齿数,当量齿轮的意义,1,用仿形法加,工直齿圆锥齿轮时,按当量齿数选择铣刀,的号码,2,按当量直齿,轮确定标准直齿锥齿,轮不发生根切的最少,齿数,z,v

4、min,z,min,cos,17cos,3,按当量直齿,轮计算圆锥齿轮的强,度,直齿圆锥齿轮的主要参数及几何尺寸计算,一、直齿圆锥齿轮的名称和基本参数,名称,锥顶,o,锥轴、小端、大端,齿顶圆锥、顶锥角,齿根圆锥、根锥角,a,分度圆锥、分度圆锥角,f,齿顶角,齿根角,a,锥距,R,f,齿宽,b,e,齿顶圆直径,d,d,a,基本参数,齿根圆直径,分度圆直径,d,f,规定大端参,数为标准值,齿顶高,h,m,z,齿根高,h,a,f,h,a,c,圆锥齿轮机构,二、几何尺寸计算,1,收缩顶隙锥齿轮机构,从大端到小端顶隙逐渐缩小。小端轮齿强度低，不利润滑,2,等顶隙锥齿轮机构,顶隙沿齿宽方向不变。有利于存

5、储润滑油和改善润滑；小,端齿高降低，强度提高；是国家标准规定的传动型式,名称,大端模数,传动比,分度圆锥角,符号,m,i,计算公式及参数选择,按,GB12368-90,取值,cot,d,1,i,z,2,z,1,tan,d,2,d,2,d,2,arctan,d,1,90,z,2,z,1,1,2,h,a,h,f,h,c,d,a1,d,a2,d,f1,d,f2,R,b,齿顶高,齿根高,全齿高,顶隙,齿顶圆直径,齿根圆直径,外锥距,齿宽,齿顶角,齿根角,根锥角,顶锥角,h,a,m,h,f,1.2,m,h,2.2,m,c,0.2,m,d,a1,d,1,2,m,cos,1,d,a,d,2,2,m,cos,

6、2,d,f1,d,1,2.4,m,cos,1,d,f,d,2,2.4,m,cos,2,2,2,2,2,2,sin,d,1,d,2,R,r,r,m,z,z,2,sin,d,2,1,2,1,2,2,d,1,b,R,3,b,10,m,a,f,a,arctan,h,a,R,收缩顶隙,a,f,等顶隙,f,arctan,h,f,R,f1,1,f,f2,2,f,f2,f1,a1,a2,a1,1,a,a2,2,a,9.3,直齿圆锥齿轮的主要参数及几何尺寸计算,三）正确啮合条件,一对直齿圆锥齿轮的啮合相当于一对当量,直,齿轮的啮合，所以一对直齿圆锥齿轮正确啮合的条,件为：两轮大端的模数和压力角分别相等,即,m,

7、1,m,2,m,1,2,9.4,直齿圆锥齿轮传动的强度计算,一、轮齿受力分析,如图所示为直齿圆锥齿轮的受力情况，略去摩擦力，法向,力可视为集中作用于分度圆锥齿宽中点处的法向截面内，则法向,力可分解为三个分力,作用力大小,2,T,1,圆周力,F,t,1,F,t,2,d,m,1,径向力,F,r1,F,t,1,tg,cos,d,1,F,a,2,轴向力,F,a,1,F,t1,tg,sin,d,1,F,r,2,直齿圆锥齿轮传动的强度计算,作用力方向,主动轮,F,t1,与,v,1,反向,从动轮,F,t2,与,v,2,同向,r,指向各自轮心,a,由小端指向大端,F,t,1,F,t,2,F,a,1,F,r,2

8、,F,r,1,F,a,2,直齿圆锥齿轮传动的强度计算,二、强度计算,圆锥齿轮强度计算，一般以齿宽中点处的当量直齿圆柱齿,轮作为计算基础,一）齿面接触疲劳强度计算（=90，钢,校核公式,KT,2,670,1,u,1,H,1,0,5,2,2,R,bd,1,u,H,取齿宽系数,R,b,R,e,2,设计公式,d,670,2,KT,1,1,3,1,0,5,H,R,R,u,直齿圆锥齿轮传动的强度计算,二）齿根弯曲疲劳强度计算,校核公式,2,KT,1,F,bd,m,1,0,5,2,Y,FS,F,1,R,设计公式,m,3,4,KT,1,R,1,0,5,2,R,z,2,1,u,2,1,Y,FS,F,Y,FS,式中,为轮,1,的,Y,和轮,2,的,F,FS1,Y,FS2,F,1,F,2,两值之大者,m,大端模数,Y,FS,齿形系数,按当量齿数,Z,V,查,直齿圆锥齿轮传动的强度计算,三）主要参数选择,1,模数,m,e,大端模数,m,e,为标准值，模数过小加工、检验都