第10章 直齿圆锥齿轮传动.ppt

《第10章 直齿圆锥齿轮传动.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第10章 直齿圆锥齿轮传动.ppt（15页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第十章第十章 直齿圆锥齿轮传动直齿圆锥齿轮传动第一节第一节 锥齿轮概述锥齿轮概述第二节第二节 直齿锥齿轮的齿廓曲面、背锥和当量直齿锥齿轮的齿廓曲面、背锥和当量齿数齿数第三节第三节 直齿锥齿轮的几何尺寸计算和正确啮直齿锥齿轮的几何尺寸计算和正确啮合条件合条件第四节第四节 直齿圆锥齿轮强度计算直齿圆锥齿轮强度计算第一节第一节 锥齿轮概述锥齿轮概述 锥齿轮机构属于空间齿轮机构锥齿轮机构属于空间齿轮机构.用于传递两相交轴之间的运动用于传递两相交轴之间的运动和动力和动力.且轴交角最常用的是且轴交角最常用的是90。其轮齿分布在一个圆锥体。其轮齿分布在一个圆锥体上上.齿形从大端到小端逐渐变小齿形从大端到小端

2、逐渐变小.由于这个特点由于这个特点.相对应于圆相对应于圆柱齿轮的各有关柱齿轮的各有关“圆柱圆柱”.在这里就都变为在这里就都变为“圆锥圆锥”了了.故有故有节圆锥、分度圆锥、基圆锥、齿顶圆锥和齿根圆锥等。显然节圆锥、分度圆锥、基圆锥、齿顶圆锥和齿根圆锥等。显然.锥齿轮大端和小端的参数是不同的。为了计算和测量方便锥齿轮大端和小端的参数是不同的。为了计算和测量方便.规规定大端上的参数为标准值。定大端上的参数为标准值。下一页返回第一节第一节 锥齿轮概述锥齿轮概述 一对锥齿轮两轴线间的夹角厂可根据传动的需要任意选择一对锥齿轮两轴线间的夹角厂可根据传动的需要任意选择.在在一般机械中多采用一般机械中多采用90

3、的传动。一对标准直齿锥齿轮啮合传的传动。一对标准直齿锥齿轮啮合传动动.标准安装时其节圆锥与分度圆锥重合。标准安装时其节圆锥与分度圆锥重合。按照分度圆锥上轮齿的方向按照分度圆锥上轮齿的方向.锥齿轮可分为直齿、斜齿和曲线锥齿轮可分为直齿、斜齿和曲线齿齿3种。直齿锥齿轮的设计、制造和安装相对比较简单种。直齿锥齿轮的设计、制造和安装相对比较简单.应用应用较广。曲线齿锥齿轮传动平稳、承载能力强较广。曲线齿锥齿轮传动平稳、承载能力强.常用于高速、重常用于高速、重载的传动载的传动.但其设计和制造比较复杂斜齿锥齿轮则很少应用本但其设计和制造比较复杂斜齿锥齿轮则很少应用本章只讨论直齿圆锥齿轮。章只讨论直齿圆锥齿

4、轮。上一页 返回第二节第二节 直齿锥齿轮的齿廓曲面、背直齿锥齿轮的齿廓曲面、背锥和当量齿数锥和当量齿数 1.直齿锥齿轮的齿廓曲面直齿锥齿轮的齿廓曲面 直齿锥齿轮齿廓的形成如直齿锥齿轮齿廓的形成如图图10一一1所示所示.设一个发生面设一个发生面S与一与一个基圆锥相切个基圆锥相切.该发生面在基圆锥上做纯滚动时该发生面在基圆锥上做纯滚动时.其上任一点其上任一点K将在空间展出一条渐开线将在空间展出一条渐开线AK.它上面任一点到锥顶它上面任一点到锥顶O的距离的距离都是相等的都是相等的.故是球面渐开线。在发生面上线段故是球面渐开线。在发生面上线段KK的轨迹即的轨迹即是直齿圆锥齿轮齿廓曲面是直齿圆锥齿轮齿廓

5、曲面球面渐开面齿廓。球面渐开面齿廓。返回下一页第二节第二节 直齿锥齿轮的齿廓曲面、背直齿锥齿轮的齿廓曲面、背锥和当量齿数锥和当量齿数 2.背锥背锥 如上所述一对直齿锥齿轮传动时如上所述一对直齿锥齿轮传动时.其锥顶相交于一点其锥顶相交于一点O.其共其共扼齿廓为球面渐开线。但由于球面无法展开成平面扼齿廓为球面渐开线。但由于球面无法展开成平面.使得锥齿使得锥齿轮的设计和制造遇到许多困难轮的设计和制造遇到许多困难.所以需采用近似方法进行研究所以需采用近似方法进行研究.如如图图10一一2所示所示,OO以为轴线、以为轴线、OA为母线作一圆锥为母线作一圆锥OAB.这个圆锥称为锥齿轮的背锥。背锥与球面相切于锥

6、齿这个圆锥称为锥齿轮的背锥。背锥与球面相切于锥齿轮大端的分度圆上。大端齿形与投影到背锥上的齿形非常接轮大端的分度圆上。大端齿形与投影到背锥上的齿形非常接近近.故近似地用背锥齿形代替球面齿形故近似地用背锥齿形代替球面齿形.上一页返回下一页第二节第二节 直齿锥齿轮的齿廓曲面、背直齿锥齿轮的齿廓曲面、背锥和当量齿数锥和当量齿数 3.当量齿数当量齿数 如如图图10一一3所示所示.将两锥齿轮的背锥分别展开将两锥齿轮的背锥分别展开.则成为两个扇则成为两个扇形平面。两个扇形的半径就是这两个背锥的锥距。此时扇形形平面。两个扇形的半径就是这两个背锥的锥距。此时扇形齿轮上的齿数是锥齿轮的实际齿数齿轮上的齿数是锥齿

7、轮的实际齿数.扇形上的齿形就是锥齿轮扇形上的齿形就是锥齿轮大端的齿形现将扇形齿轮按原来的齿形补足为完整的圆柱齿大端的齿形现将扇形齿轮按原来的齿形补足为完整的圆柱齿轮轮.则两圆柱齿轮的齿数将增加，该圆柱齿轮称为该锥齿轮的则两圆柱齿轮的齿数将增加，该圆柱齿轮称为该锥齿轮的当量齿轮当量齿轮.其增加后的齿数称为其增加后的齿数称为“当量齿数当量齿数”。上一页返回下一页第二节第二节 直齿锥齿轮的齿廓曲面、背直齿锥齿轮的齿廓曲面、背锥和当量齿数锥和当量齿数 4.锥齿轮不发生根切的最少齿数锥齿轮不发生根切的最少齿数 与直齿圆柱齿轮一样与直齿圆柱齿轮一样.在用展成法加工锥齿轮时在用展成法加工锥齿轮时.也会发生根

8、也会发生根切现象。切现象。通过当量齿数的计算公式通过当量齿数的计算公式.可以知道锥齿轮的当量齿数大于其可以知道锥齿轮的当量齿数大于其实际齿数实际齿数.而锥齿轮的当量齿轮是圆柱齿轮而锥齿轮的当量齿轮是圆柱齿轮.所以锥齿轮不发所以锥齿轮不发生根切的最少齿数要小于直齿圆柱齿轮生根切的最少齿数要小于直齿圆柱齿轮(当量齿轮当量齿轮)的最少齿的最少齿数。数。上一页 返回第三节第三节 直齿锥齿轮的几何尺寸计算直齿锥齿轮的几何尺寸计算和正确啮合条件和正确啮合条件 1.直齿锥齿轮的正确啮合条件直齿锥齿轮的正确啮合条件 直齿锥齿轮的正确啮合条件是直齿锥齿轮的正确啮合条件是:两互相啮合的锥齿轮的大端模两互相啮合的锥

9、齿轮的大端模数和压力角分别相等数和压力角分别相等.且为标准值。且为标准值。2.直齿锥齿轮的基本参数和几何尺寸直齿锥齿轮的基本参数和几何尺寸 显然显然.锥齿轮大端和小端的参数是不同的。为了计算和测量方锥齿轮大端和小端的参数是不同的。为了计算和测量方便便.规定大端上的参数为标准值规定大端上的参数为标准值;锥齿轮的几何尺寸计算以大锥齿轮的几何尺寸计算以大端几何尺寸为准。端几何尺寸为准。返回第四节第四节 直齿圆锥齿轮强度计算直齿圆锥齿轮强度计算一、直齿圆锥齿轮受力分析一、直齿圆锥齿轮受力分析 图图10一一4所示为直齿圆锥齿轮主动轮轮齿受力情况。为简化所示为直齿圆锥齿轮主动轮轮齿受力情况。为简化起见起见

10、.忽略摩擦力的影响忽略摩擦力的影响.并假定载荷集中作用在齿宽中部的并假定载荷集中作用在齿宽中部的节点上。法向力可以分解为节点上。法向力可以分解为3个互相垂直的分力个互相垂直的分力.即圆周力、即圆周力、径向力和轴向力。径向力和轴向力。各力的方向是各力的方向是:圆周力和径向力的方向的确定方法与直齿圆柱圆周力和径向力的方向的确定方法与直齿圆柱齿轮相同齿轮相同.两齿轮轴向力的方向都是沿着各自的轴线方向并指两齿轮轴向力的方向都是沿着各自的轴线方向并指向轮齿的大端。向轮齿的大端。返回下一页第四节第四节 直齿圆锥齿轮强度计算直齿圆锥齿轮强度计算二、齿面接触疲劳强度二、齿面接触疲劳强度 直齿锥齿轮的失效形式及

11、强度计算的依据与直齿圆柱齿轮基直齿锥齿轮的失效形式及强度计算的依据与直齿圆柱齿轮基本相同本相同.可近似地按齿宽中点的一对当量直齿圆柱齿轮传动可近似地按齿宽中点的一对当量直齿圆柱齿轮传动来考虑。将当量齿轮的有关参数代人直齿圆柱齿轮的强度校来考虑。将当量齿轮的有关参数代人直齿圆柱齿轮的强度校核及设计计算公式核及设计计算公式.得直齿锥齿轮的齿面接触疲劳强度校核得直齿锥齿轮的齿面接触疲劳强度校核和设计计算公式如下：和设计计算公式如下：上一页返回下一页第四节第四节 直齿圆锥齿轮强度计算直齿圆锥齿轮强度计算三、齿根弯曲疲劳强度三、齿根弯曲疲劳强度 齿根弯曲疲劳强度的校核公式和设计公式如下：齿根弯曲疲劳强度的校核公式和设计公式如下：上一页 返回图图10一一1 球面渐开线的形成球面渐开线的形成返回图图10一一2 锥齿轮的背锥锥齿轮的背锥返回图图10一一3 锥齿轮的当量齿轮锥齿轮的当量齿轮返回图图10一一4 直街圆锥齿轮主动轮轮街直街圆锥齿轮主动轮轮街受力分析受力分析返回