第9章錐齒輪齒輪機(jī)構(gòu)

1、第,9,章,圓錐齒輪傳動,9.1,直齒圓錐齒輪應(yīng)用、特點及齒廓的形成,9.2,直齒圓錐齒輪的背錐及當(dāng)量齒數(shù),9.3,直齒圓錐齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸計算,9.4,直齒圓錐齒輪傳動的強(qiáng)度計算,實訓(xùn),9,設(shè)計直齒圓錐齒輪減速器中的齒輪傳動,知識梳理與總結(jié),9.1,直齒圓錐齒輪應(yīng)用、特點及齒廓的形成,一、圓錐齒輪機(jī)構(gòu)的特點及應(yīng)用,特點,傳遞兩相交軸之間,多為,90,的運動和動力,輪齒分布在截,圓錐,上，齒形由大端到小端逐漸減小,類型,直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu),曲齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu),應(yīng)用,直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計、制造和安裝簡單，應(yīng)用廣泛,曲齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)傳動平穩(wěn)，承載能力高，常用于高速重,載傳動，如汽車、拖拉機(jī)、飛

2、機(jī)的圓錐齒輪機(jī)構(gòu)中,直齒圓錐齒輪應(yīng)用、特點及齒廓的形成,二齒廓的形成,如下圖所示，一半徑等于基圓錐母線長度（錐距）的圓平面,S,與,基圓錐相切于,ON,當(dāng)圓平面,S,在基圓錐上作純滾動時，該平面上,任一過錐頂?shù)木€段,OK,在空間展成的曲面即為直齒圓錐齒輪的齒廓,曲面。該曲面是由一系列復(fù)雜的漸開線所組成。例如,K,點所展成的,漸開線，它不同于圓柱齒輪的漸開線（平面漸開線），因為發(fā)生,面在作純滾動的過程中,K,點到錐頂,O,點的距離始終不變，所以齒,廓曲面上的漸開線,AK,必在以,ON,為半徑的球面上，故這種漸開線,稱為球面漸開線。由此可知，直齒圓錐齒輪大端的齒廓曲線，理,論上應(yīng)在以錐頂,O,為中

3、心、錐距,ON,為半徑的球面上,直齒圓錐齒輪齒廓的形成,9.2,直齒圓錐齒輪的背錐及當(dāng)量齒數(shù),大端齒廓曲線,球面漸開線,為便于設(shè)計和加工，需要用平面曲線來近似表達(dá)球面曲線,背錐,與大端球面相切于分度圓處的圓錐,直齒圓錐齒輪的背錐及當(dāng)量齒數(shù),當(dāng)量齒輪、當(dāng)量齒數(shù),與錐齒輪大端齒形（球面漸開線,相當(dāng)?shù)臐u開線直齒圓柱齒輪。其齒數(shù),z,v,稱為當(dāng)量齒數(shù),錐齒輪,當(dāng)量齒輪,m,m,z,h,a,h,a,c,c,cos,d,z,v,z,直齒圓錐齒輪的背錐及當(dāng)量齒數(shù),當(dāng)量齒輪的意義,1,用仿形法加,工直齒圓錐齒輪時,按當(dāng)量齒數(shù)選擇銑刀,的號碼,2,按當(dāng)量直齒,輪確定標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒,輪不發(fā)生根切的最少,齒數(shù),z,v

4、min,z,min,cos,17cos,3,按當(dāng)量直齒,輪計算圓錐齒輪的強(qiáng),度,直齒圓錐齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸計算,一、直齒圓錐齒輪的名稱和基本參數(shù),名稱,錐頂,o,錐軸、小端、大端,齒頂圓錐、頂錐角,齒根圓錐、根錐角,a,分度圓錐、分度圓錐角,f,齒頂角,齒根角,a,錐距,R,f,齒寬,b,e,齒頂圓直徑,d,d,a,基本參數(shù),齒根圓直徑,分度圓直徑,d,f,規(guī)定大端參,數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值,齒頂高,h,m,z,齒根高,h,a,f,h,a,c,圓錐齒輪機(jī)構(gòu),二、幾何尺寸計算,1,收縮頂隙錐齒輪機(jī)構(gòu),從大端到小端頂隙逐漸縮小。小端輪齒強(qiáng)度低，不利潤滑,2,等頂隙錐齒輪機(jī)構(gòu),頂隙沿齒寬方向不變。有利于存

5、儲潤滑油和改善潤滑；小,端齒高降低，強(qiáng)度提高；是國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的傳動型式,名稱,大端模數(shù),傳動比,分度圓錐角,符號,m,i,計算公式及參數(shù)選擇,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,齒頂高,齒根高,全齒高,頂隙,齒頂圓直徑,齒根圓直徑,外錐距,齒寬,齒頂角,齒根角,根錐角,頂錐角,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,收縮頂隙,a,f,等頂隙,f,arctan,h,f,R,f1,1,f,f2,2,f,f2,f1,a1,a2,a1,1,a,a2,2,a,9.3,直齒圓錐齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸計算,三）正確嚙合條件,一對直齒圓錐齒輪的嚙合相當(dāng)于一對當(dāng)量,直,齒輪的嚙合，所以一對直齒圓錐齒輪正確嚙合的條,件為：兩輪大端的模數(shù)和壓力角分別相等,即,m,

7、1,m,2,m,1,2,9.4,直齒圓錐齒輪傳動的強(qiáng)度計算,一、輪齒受力分析,如圖所示為直齒圓錐齒輪的受力情況，略去摩擦力，法向,力可視為集中作用于分度圓錐齒寬中點處的法向截面內(nèi)，則法向,力可分解為三個分力,作用力大小,2,T,1,圓周力,F,t,1,F,t,2,d,m,1,徑向力,F,r1,F,t,1,tg,cos,d,1,F,a,2,軸向力,F,a,1,F,t1,tg,sin,d,1,F,r,2,直齒圓錐齒輪傳動的強(qiáng)度計算,作用力方向,主動輪,F,t1,與,v,1,反向,從動輪,F,t2,與,v,2,同向,r,指向各自輪心,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,直齒圓錐齒輪傳動的強(qiáng)度計算,二、強(qiáng)度計算,圓錐齒輪強(qiáng)度計算，一般以齒寬中點處的當(dāng)量直齒圓柱齒,輪作為計算基礎(chǔ),一）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算（=90，鋼,校核公式,KT,2,670,1,u,1,H,1,0,5,2,2,R,bd,1,u,H,取齒寬系數(shù),R,b,R,e,2,設(shè)計公式,d,670,2,KT,1,1,3,1,0,5,H,R,R,u,直齒圓錐齒輪傳動的強(qiáng)度計算,二）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算,校核公式,2,KT,1,F,bd,m,1,0,5,2,Y,FS,F,1,R,設(shè)計公式,m,3,4,KT,1,R,1,0,5,2,R,z,2,1,u,2,1,Y,FS,F,Y,FS,式中,為輪,1,的,Y,和輪,2,的,F,FS1,Y,FS2,F,1,F,2,兩值之大者,m,大端模數(shù),Y,FS,齒形系數(shù),按當(dāng)量齒數(shù),Z,V,查,直齒圓錐齒輪傳動的強(qiáng)度計算,三）主要參數(shù)選擇,1,模數(shù),m,e,大端模數(shù),m,e,為標(biāo)準(zhǔn)值，模數(shù)過小加工、檢驗都