《机械设计》-第十章 锥齿轮传动

第一节概述锥齿轮传动广泛应用于传递相交轴或交错轴之间的运动和动力。锥齿轮类型很多，也有很多分类方法。按齿面节线可分为直齿、斜齿、圆弧齿、摆线齿;按两轴线位置可分为正交、斜交、偏置;按齿高收缩方式可分为标准收缩、等顶隙收缩、双重收缩、等高齿。表10-1列出了目前常用的几种锥齿轮传动及特点。本章主要介绍两轴正交的标准直齿锥齿轮传动的设计，其主要几何尺寸的计算公式见表10-2。返回第二节直齿锥齿轮受力分析如图10一1所示，两齿轮在节点啮合，忽略摩擦力，将沿齿宽分布的载荷等效变换为集中作用在齿宽中点的法向力Fbn(N)，通常将法向力Fbn分解为相互垂直的三个分力:切向力F1(N)、径向力Fr(N)、轴向力Fa(N)。各个分力方向的确定:对于主动齿轮，切向力方向与节点运动方向相反;对于从动齿轮，切向力方向与节点运动方向相同;径向力方向均由节点垂直指向各自的轴线;轴向力方向均平行于各自轴线且由节点背离锥顶指向大端。返回第三节直齿锥齿轮传动的强度计算直齿锥齿轮传动的强度计算是在齿宽中点的当量齿轮上进行，并且考虑锥齿轮传动的特点进行修正。一、计算载荷考虑各种影响因素后，锥齿轮传动的计算载荷为式中的系数1.18是考虑锥齿轮的基准齿形与圆柱齿轮的差异对载荷的影响。

锥齿轮传动当量齿轮的圆周速度vm(m/s)和齿宽系数φdm,、为下一页返回第三节直齿锥齿轮传动的强度计算二、齿面接触疲劳强度将锥齿轮传动的当量齿轮参数和计算载荷代入圆柱齿轮强度计算公式，并考虑锥齿轮的特点进行修正，可得直齿锥齿轮传动的齿面接触疲劳强度的校核公式和设计公式。1.校核公式式中，ZK为锥齿轮系数，考虑配对齿轮的齿根和齿顶的修缘对强度的影响。如果进行了齿根和齿顶的修缘，ZK=0.85;如果没有进行齿根和齿顶的修缘，ZK=1.00。其余系数可根据当量齿轮参数，按直齿圆柱齿轮的方法确定。上一页下一页返回第三节直齿锥齿轮传动的强度计算2.设计公式对一般钢制标准锥齿轮传动，有进行齿根和齿顶的修缘，ZK=1.00，令齿宽系数ΦR=b/R，考虑各个参数之间的关系式，可得钢制标准直齿锥齿轮齿面接触疲劳强度简化设计公式三、齿根弯曲疲劳强度将锥齿轮传动的当量齿轮参数和计算载荷代入圆柱齿轮强度计算公式，可得直齿锥齿轮传动的齿根弯曲疲劳强度的校核公式和设计公式。1.校核公式

上一页下一页返回第三节直齿锥齿轮传动的强度计算式中，各个系数可根据当量齿轮参数，按直齿圆柱齿轮的方法确定。2.设计公式对于一般钢制标准直齿圆柱齿轮，取Yε=1，考虑当量齿轮参数之间的关系，可得钢制标准直齿锥齿轮齿根弯曲疲劳强度简化设计公式式中，K为载荷系数，可取1.2~2.0。上一页返回第四节结构设计锥齿轮的结构可分为齿轮轴(图10-2

(a))、整体式((图10-2

(b))、腹板式(图10一3)、组合式(图10一4)几种。齿轮直径较小时，应该选择整体式结构;若轮体最小厚度δ<1.6m时，必须选择齿轮轴结构。齿顶圆直径小于500mm时，可采用锻造齿轮;齿顶圆直径大于500mm时，可采用铸造齿轮。对于组合式结构，要考虑锥齿轮的轴向力方向。返回表10一1常用锥齿轮传动类型和特点返回表10一2标准直齿锥齿轮传动几何参数(正交，轴交角Ʃ=900)返回图10一1锥齿轮传动受力分析返回图10