齿轮结构设计和校核.pdf

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1、直齿锥齿轮传动是以大端参数为标准值的。在强度计算时，则以齿宽中点处的当量齿轮作为计算的依据。对轴交角三=90=90。的直齿锥齿轮传动，其齿数比u u、锥距R R 图直齿锥齿轮传动的几何参数）、分度圆直d di,d d2、平均分度圆直径d dm,d,dm当量齿轮的分度圆u二勾工会=cotSjcotSj=tanSjtanSjd di i（尹+苧 J%丁的RRRR令（|）R=b/R,=b/R,称为锥齿轮传动的齿宽系数，通常取JrJr+1+16)氢二必=R_05b=0 0心(c)(c)小R=0.25-0.35,最常用的值为于是钎配-0%0%）(|)R=1/3由右图可找出当量直齿圆柱齿轮得分度圆半径r

2、rv与平均分度圆直径 d dm的关系式为2cos62cos6数（简称平均模数），则当量齿数 Z Zv为直径 d dvi,d,dv2之间的关系分别为：-(e)-(e)现以 m mm表示当量直齿圆柱齿轮的模数，亦即锥齿轮平均分度圆上轮齿的模_ _d.d._z z-邛一-c c-(f)(f)mm皿cosScosSZ Z.-ji.-jiZqiCOSZqiCOSUVUV=-=u u里中工z zj jcosBcosB上显然，为使锥齿轮不至发生根切，应使当量齿数不小于直齿圆柱齿轮的根切齿数。另外，由式（d d）极易得出平均模数也口大端模数 m m 的关系为8)一、直齿圆锥齿轮的背锥及当量齿数为了便于设计和加

3、工，需要用平面曲线来近似球面曲线，如下图OABOAB 为分度圆锥，力和用为轮齿在球面上的齿顶高和齿根高，过点A A 作直线AO11AO11AOAO 与圆锥齿轮轴线交于点 O,O,设想以 OOOO 为轴线，OAOA为母线作一圆锥 OAB,OAB,称为直齿圆锥齿轮的背锥。由图可见ABAB附近背锥面与球面非常接近。因此，可以用背锥上的齿形近似地代替直齿圆锥齿轮大端球面上的齿形。从而实现了平面近似球面。将背锥展成扇形齿轮，它的参数等于圆锥齿轮大端的参数，齿数就是圆锥齿轮的实际齿数 2 2。将扇形齿轮补足，则齿数增加为才。这个补足后的直齿圆柱齿轮称为当量齿轮，齿数称为当量齿数。其中当量齿数的用途：1 1

4、.仿形法加工直齿圆锥齿轮时，选择铳刀的号码。2 2.计算圆锥齿轮的齿根弯曲疲劳强度时查取齿形系数。标准直齿圆锥齿轮不发生根切的最少齿数Z Z而与当量齿轮不发生根切的最少齿数2 的关系：、直齿圆锥齿轮的几何尺寸标准直齿圆锥齿轮机构的几何尺寸计算公式代计算公式称号小齿轮大凶轻度圆锥角5=就七cotcot A=90*90*-同%双陨顶高垢=%=依+/）潮根高度圆直径顶圆直径处&+弛 co:co:以色=&=&+2+24g*4g*劣1根圆直径.d d-2%2%ccsccs金必吊 1 1-24gE24gE 心距R=JKR=JKAinAin5 52 27 71 13 31顶角（收缩顶隙传动）tan%tan%

5、tan/tan/=队/我h1根角tantan8 8flfl三 tantan 生三国1 1R R度圆齿厚=2页隙u=/阴1当=/COS&/COS&量齿数,旬=/5$为收缩顶隙传动锥/,戋十%九用十%角%,司十%等顶隙传动九=2 2十%:锥艮角昂认刊鼻%量齿轮分4 4d2d21 12g82g8不2 2coscos居度圆半径b量齿轮齿顶圆半径1111，十%=%+比1量齿轮齿顶压力角-arccosarccosCOSLt_,1_飞=缸t合4 4=.=.(tan(tan4 4-tantan&)&)十%式tan4tan4g g一tartar2rr2rr度取整数)宽3三、直齿圆锥齿轮传动的受力分析和强度计算1

6、 1、受力分析在齿宽中点节线处的法向平面内，法向力可分解为三个分力：圆周力、径向力和轴向力。(1)(1)力的大小2方p-2%(I(I如6161I即=尸“cos科=弓陀氏cos吊I%=%sin讣=Fttgasin自(2)(2)力的方向:主动轮上的与转向相反，从动轮上的与转向相同;圆周力:分别指向各自轮心；径向力：分别由各轮的小端指向大端。轴向力(3)(3)力的对应关系月1=&/=-%/=一42422 2、计算载荷凡二空二阴痛洛眼式中：*4*4 按表查取；人二口4.&=14.&=1一1“3.1“3.幻三、齿面接触疲劳强度条件齿面接触疲劳强度按齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮进行计算。因直齿圆锥齿轮一般

7、制造精度较低，可忽略重合度的影响，并取有效齿宽，将当量齿轮的有ergerg=Z ZH HZ ZS S2K马。+1)关参量代入直齿圆柱齿轮的强度计算公式，得(MPa)(MPa)，北1 1二号把度计算的142cos85318531 代入上式，得到直齿锥齿轮的接触强校核式：(185啊4-05弧JJ占(MPa)(MPa)(mm)(mm)4K7四、轮齿弯曲疲劳强度条件与接触疲劳强度的计算相同，忽略重合度系数，按齿宽中点的当量直齿圆柱齿轮进行计算，将当量齿轮的参数代入，得：口.2-Q2-Q口/一Qpp式中：2 2 月、%、股与直齿圆柱齿轮相同二 1(MPa)1(MPa)再将 1111、4141、等代入上式，得锥齿轮的齿根弯曲疲劳强度条件0r4跖%材或(1-0,加加力；,1 1+?+?校核式:(MPa)(MPa)设计式:装4及3 311歹(1 05啊点?；0户+以m)m)注意:(m(m1 1、？曲、丁按当量齿数-coscos3 3 分别查图；2 2、与直齿圆柱齿轮的相同；3 3、采用弯曲强度的设计式时，用大的仃片值代入；、按当量齿数分别查