《機械設(shè)計基礎(chǔ)》齒輪傳動

1、齒輪傳動,第1節(jié) 齒輪機構(gòu)的特點和類型,一、類型 1、平面齒輪機構(gòu) 2、空間齒輪機構(gòu),平面直齒輪,內(nèi)嚙合齒輪傳動 兩齒輪的轉(zhuǎn)動方向相同,齒輪齒條傳動,外嚙合齒輪傳動 兩齒輪的轉(zhuǎn)動方向相反,平面平行軸斜齒圓柱齒輪傳動,輪齒與其軸線傾斜一個角度,平面人字齒輪傳動,由兩個螺旋角方向相反的斜齒輪組成,空間（圓）錐齒輪傳動,用于兩相交軸之間的傳動,空間交錯軸斜齒輪傳動,用于傳遞兩交錯軸之間的運動,空間蝸桿傳動,用于傳遞兩交錯軸之間的運動，其兩軸的交錯角一般為90,二、優(yōu)缺點 優(yōu)點：用來傳遞空間任意兩軸間的運動和動力，傳動平穩(wěn)，應(yīng) 用范圍廣。 缺點：成本較高；不適宜作遠(yuǎn)距離傳動。 （1）直接接觸的嚙合傳動

2、；可傳遞空間任意兩軸之間的運動和動力； （2）功率范圍大，速比范圍大，效率高，精度高； （3）傳動比穩(wěn)定，工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊； （4）改變運動方向； （5）制造安裝精度要求高，不適于大中心距，成本較高，且高速運轉(zhuǎn)時噪聲較大,三、齒輪傳動機構(gòu)的應(yīng)用 現(xiàn)代機械中應(yīng)用最為廣泛的一種傳動機構(gòu) 例1：機械手,例2：汽車變速箱,例3：攝像機,例4：大型游樂設(shè)施,第2節(jié) 齒廓嚙合的基本定律,一、齒輪傳動的基本要求 1 、傳動平穩(wěn)，即瞬時傳動比i12常數(shù) 2 、承載能力強 二、齒廓嚙合基本定律,c點：嚙合節(jié)點，簡稱節(jié)點,c點：相對速度瞬心(三心定理,證明：由圖可知，c點就是齒輪1 、 2的速度瞬心，所以有,齒

3、廓嚙合基本定律：互相嚙合傳動的一對齒輪，在任一位置時的傳動比，都與其連心線o1o2被其嚙合齒廓在接觸點處的公法線所分成的兩段成反比。(注意：有的書上將齒廓嚙合基本定律曲解為定傳動比法則了,據(jù)上述，齒廓曲線滿足定傳動比的條件：嚙合點的公法線與連心線交于一定點。 節(jié)點和節(jié)圓 節(jié)點：圖中c點 節(jié)圓：分別以為圓心，以為半徑的圓（節(jié)圓只在成對傳動的齒輪中才討論注意與后面的基圓的區(qū)別）。 共軛齒廓:滿足齒廓嚙合基本定律而相互嚙合的一對齒廓（只要給定一對齒廓中的一條，就可以根據(jù)齒廓嚙合定律求出其共軛齒廓,兩頭牛背上的架子稱為軛，軛使兩頭牛同步行走。共軛即為按一定規(guī)律相配的一對,軛,三、齒廓曲線的選擇 1.理

4、論上滿足基本定律的共軛齒廓曲線很多； 2.考慮因素：設(shè)計、制造、安裝和使用； 3.常用齒廓曲線：漸開線，擺線，變態(tài)擺線，圓弧曲線和拋物線等。 本章重點研究漸開線齒廓的齒輪,一、漸開線的形成,直線bk沿半徑為rb的圓作純滾動時,直線上任意一點k的軌跡稱為該圓的漸開線。該圓稱為漸開線的基圓,rb基圓半徑； bk漸開線發(fā)生線 k漸開線上k點的展角,第3節(jié) 漸開線齒廓,二、漸開線的性質(zhì) 1.漸開線的發(fā)生線展直前后長度不變,2. b 是漸開線k點處的曲率中心，bk 是曲率半徑； a 處的曲率半徑為0 kb 為漸開線在k點的法線，并與基圓相切,k,3.漸開線的形狀取決于基圓的大小 rb,漸開線直線,4.

5、基圓內(nèi)無漸開線,4）基圓內(nèi)無漸開線,漸開線的性質(zhì),1）發(fā)生線沿基圓滾過的長度，等于基圓上被滾過的 圓弧長度,2）nk為漸開線在k點的法線，nk為曲半半徑，漸開線上任一點的法線與基圓相切,3）漸開線的形狀決定于基圓的大小。 k相同時，rb越大，曲半半徑越大 rb，漸開線n3k的直線,三、漸開線方程 1.漸開線的壓力角 2.漸開線方程,討論： a:漸開線齒廓上各點的壓力角不相等嗎？ b:基圓上的壓力角為多少,1、滿足定傳動比條件 法線與基圓相切； 齒輪固定，基圓唯一； 法線交于定點c,四、漸開線齒廓的嚙合特性,2、漸開線齒廓嚙合的嚙合線是直線n1n2 嚙合點的軌跡 嚙合線、公法線、兩基圓的內(nèi)公切線

6、正壓力作用線四線重合,3、漸開線齒廓嚙合的嚙合角不變 ：n1n2與節(jié)圓公切線之間的夾角 =漸開線在節(jié)點處嚙合的壓力角,4、中心距的可分離性,中心距變化后，c點隨之變化，但 rb1、rb2 不變，即中心距不變。有利于加工、安裝和使用,右式表明：i12決定于基圓大小,第4節(jié) 齒輪各部分名稱及漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪尺寸,齒數(shù)z，齒槽 1、齒頂圓ra 2、齒根圓rf 3、在任意圓上rk 齒槽寬ek 齒厚sk 齒距pk=ek+sk,定義,模數(shù),一、齒輪各部分名稱和基本參數(shù),4、分度圓，r，d，s，e，p,5、齒頂高h(yuǎn)a：d與da之間,6、基節(jié),d=mz m為標(biāo)準(zhǔn)值,p=s+e,齒全高h(yuǎn)：h=ha+hf,齒根高h(yuǎn)

7、f：d與df之間,基節(jié)基圓上的周節(jié)（齒距）pb,二、標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù),定義模數(shù),或,d=mz 單位：mm,2、分度圓壓力角,是決定漸開線齒廓形狀的一個基本參數(shù),gb1356-88規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值=20 某些場合：=14.5、15、22.5、25,分度圓就是齒輪上具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓,分度圓和節(jié)圓區(qū)別 與聯(lián)系,1、模數(shù)m,3、齒數(shù)z,表明：齒輪的大小和漸開線齒輪形狀都與齒數(shù)有關(guān),4、齒頂高系數(shù) 和頂隙系數(shù),標(biāo)準(zhǔn)值： =1， =0.25 標(biāo)準(zhǔn)短齒： =0.8， =0.3,漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸計算式,一、正確嚙合條件 條件：齒對交替過程中不發(fā)生沖擊,第5節(jié) 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動

8、,二、正確安裝條件,1、齒側(cè)間隙（側(cè)隙,進行運動設(shè)計時，需按無側(cè)隙嚙合,2、標(biāo)準(zhǔn)齒輪的安裝,標(biāo)準(zhǔn)安裝,能實現(xiàn)無側(cè)隙嚙合,標(biāo)準(zhǔn)中心距,頂隙,標(biāo)準(zhǔn)值,3、非標(biāo)準(zhǔn)安裝,a只有增大,由圖可知,有側(cè)隙,三、漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件,或,重合度（重疊系數(shù),齒輪傳動的連續(xù)性條件,重合度的定義還有其他形式,漸開線性質(zhì),一對齒從開始嚙合到終止嚙合在基圓上轉(zhuǎn)過的弧長,在節(jié)圓上轉(zhuǎn)過的弧長）作用弧,1.重合度的定義,2作用角,顯然： 所對的中心角也為2,2、重合度的意義,重合度不僅是齒輪傳動的連續(xù)性條件，而且是衡量齒輪承載能力和傳動平穩(wěn)性的重要指標(biāo),大意味著什么(物理意義)？ 表示同時參加嚙合的齒對數(shù)多或多對齒嚙合所

9、占的時間比例大。 結(jié)論 基本定律解決瞬時傳動比恒定的必要條件； m,相等，解決連續(xù)傳動的必要條件； 1，解決連續(xù)傳動的充分條件。 標(biāo)準(zhǔn)齒輪、標(biāo)準(zhǔn)中心距，恒大于1,3、重合度的計算,由左圖看出,一、漸開線齒輪的加工方法 1. 成形法,第6節(jié) 漸開線圓柱齒輪輪齒切削原理和齒輪精度選擇,銑削法 拉削法,成形銑刀刀號和加工齒數(shù)范圍,成型法加工齒輪的特點 不需要專用機床； 齒型誤差較大； 分齒誤差較大。 用于9級以下精度的齒輪加工 2、范成法(展成法) （1）、基本原理：一對齒輪作無側(cè)隙嚙合時，其共軛齒廓互為包絡(luò)線包絡(luò)法,2)、加工方法 插齒加工,齒輪插刀 齒條插刀,優(yōu)點：用一把插刀可以加工出 m、相同

10、而齒數(shù)不同的各種齒輪(包括內(nèi)齒輪)。缺點：切削不連續(xù)，生產(chǎn)效率較低,滾齒加工,優(yōu)點：用一把滾刀可以加工出 m、相同而齒數(shù)不同的各種齒輪，切削連續(xù)，生產(chǎn)效率高。缺點：不能加工內(nèi)齒輪,三、用標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具加工齒輪 1.標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具 頂部比普通齒條多出一段c*m，用于在被加工齒輪的齒根部分切出齒頂間隙,2. 用標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具加工齒輪,被加工齒輪的齒數(shù)取決于 v刀 和 輪 的比值,第7節(jié) 漸開線齒廓的根切 一、 根切,根切位置,1、根切現(xiàn)象 （1）、根切的危害 危害：切掉部分齒廓； 削弱了齒根強度； 嚴(yán)重時，切掉部分漸開線齒廓，降低重合度,2）、根切的原因 標(biāo)準(zhǔn)齒輪： 刀具的齒頂線超過了極限嚙合點n,3）

11、、齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù),考慮變位,2、避免根切的措施 1. z17（對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪） 2. 變位 正變位 刀具遠(yuǎn)離工件中心,變位后,1、類型 零傳動 x1+x2 =0（包括標(biāo)準(zhǔn)齒輪） 通常： 小輪x1 0，大輪x2 0 中心距a，嚙合角不變 （高度變位,二、變位齒輪及其應(yīng)用,正傳動 x1+x2 0 中心距a，嚙合角,負(fù)傳動 x1+x2 0 中心距a，嚙合角,2、應(yīng)用 湊中心距 修復(fù)舊齒輪； 減小齒輪尺寸； 提高齒輪彎曲疲勞強度,一、失效形式 目的：找出齒輪設(shè)計的依據(jù)，保證齒輪在使用的時間內(nèi)不發(fā)生失效 部位：輪齒 1、輪齒折斷 1）折斷部位：齒根； 2）折斷類型：過載折斷疲勞折斷,第8節(jié) 齒輪

12、傳動的失效形式與設(shè)計準(zhǔn)則,2、齒面點蝕 1）原因：齒面接觸應(yīng)力：脈動循環(huán) 2）發(fā)生的位置：首先發(fā)生在齒根表面靠近節(jié)點處。然后向其他擴展。 3）開式齒輪：不發(fā)生點蝕,齒面疲勞點蝕,3、齒面膠合 1）原因：齒面嚙合區(qū)的溫升過高，使齒面金屬產(chǎn)生了相互粘結(jié)，當(dāng)兩輪齒相對滑動時，較軟的齒面被撕下一塊的現(xiàn)象。 2）發(fā)生的場合 a.高速重載時：瞬時溫升高。 b.低速重載時：齒面瞬時溫度,齒面膠合,4、齒面磨損： 1）類型 磨粒磨損： 跑合磨損：新齒輪副，開始運轉(zhuǎn)期間 ，為正常磨損創(chuàng)造條件。 2）齒面磨損是開式齒輪傳動的主要失效形式,5、塑性變形 過大應(yīng)力作用下，輪齒出現(xiàn) 倒牙或局部金屬片出現(xiàn)流動的 現(xiàn)象,齒

13、面塑性變形,二、設(shè)計準(zhǔn)則： 齒輪的設(shè)計準(zhǔn)則由其主要的失效形式來確定。 1、閉式軟齒面齒輪傳動 主要失效形式：齒面點蝕 設(shè)計準(zhǔn)則：按齒面接觸強度設(shè)計，驗算輪齒彎曲強度。 2、閉式硬齒面齒輪傳動 主要失效形式：齒根彎曲折斷 設(shè)計準(zhǔn)則：按齒根彎曲強度設(shè)計，驗算齒面接觸強度。 3、開式齒輪傳動度 主要失效形式：磨損 設(shè)計準(zhǔn)則：一般只進行彎曲強度計算，適當(dāng)增大m考慮磨損的影響,一、對材料的要求： 齒面要硬，齒芯要韌，工藝性能要好，經(jīng)濟性好。 二、常用的齒輪材料 1、鋼 （1）鍛鋼：軟齒面齒輪（hbs350）硬齒面齒輪（hbs350） （2）鑄鋼 2、鑄鐵 3、非金屬材料,第9節(jié) 齒輪材料及許用應(yīng)力,三、

14、熱處理 常用有：表面淬火、滲碳調(diào)質(zhì)、正火（常用）、滲氮。 注意：熱處理后齒面硬度小于或等于350hbs的軟齒面，此時大小齒面應(yīng)存在一個硬度差，一般hbs1-hbs2=30-50。 原因：1）、小齒輪齒根強度較低 2）、小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)較多 3）、當(dāng)大小齒輪有較大硬度差時，較硬的小齒輪會對較軟的大齒輪齒面產(chǎn)生冷作硬化的作用，可提高大齒輪的接觸疲勞強度。 四、材料的選擇的原則： 工作條件要求 尺寸與毛坯、熱處理、加工工藝適應(yīng) 正火鋼用于平穩(wěn)載荷（輕沖擊），調(diào)質(zhì)鋼中度沖擊，合金鋼高速重載并可有沖擊。 可行性要求,一、受力分析1、目的：找出作用在齒輪上的力，為齒輪、軸、軸承等的設(shè)計作準(zhǔn)備。 2、受

15、力分析的計算條件：略去齒面間的摩擦力。3、力的作用點：齒寬中點處的節(jié)圓上。4、力的方向圓周力的方向：主動輪與轉(zhuǎn)向相反， 從動輪與轉(zhuǎn)向相同。徑向力的方向：外嚙合：由嚙合點指向圓心 內(nèi)嚙合：內(nèi)齒輪由嚙合點背離圓心5、力的大小,第10節(jié) 直齒圓柱齒輪傳動的強度計算,圓周力： 徑向力： 法向力,1,2,二、計算載荷 1、單位長度上的計算載荷 （1）、單位長度上的名義載荷（公稱載荷） 為了便于分析計算，常取沿齒面接觸線單位長度上所受載荷進行計算。 （2）、單位長度上的計算載荷 2、載荷系數(shù),1、使用系數(shù)ka 表征原動機和工作機的性能等外部因素對齒輪實際所受載荷大小的影響 2、動載荷系數(shù)kv 3、齒間載荷

16、分配系數(shù) 4、齒向載荷分布系數(shù) 齒輪對軸承做不對稱布置， 軸扭轉(zhuǎn)變形，軸承、支座變形、制造安裝誤差。 改善載荷分布不均的方法： 增大軸、軸承及支座剛度。對稱地配置軸承。適當(dāng)限制齒輪寬度。盡可能避免齒輪做懸臂布置。把一個齒輪的輪齒做成鼓形。斜齒輪和人字齒輪可進行螺旋角修形,三、齒根彎曲疲勞強度計算 1、目的 保證齒輪在使用時間內(nèi)不發(fā)生輪齒的疲勞折斷。 2、計算假設(shè) 1）齒頂受載時全部載荷作用在一對輪齒上。 2）強度計算時輪齒看作懸臂梁。 3）略去徑向分力 3、強度計算 1）輪齒的危險截面：危險截面用30切線法確定 2）強度計算 以單位寬度的輪齒計算，輪齒作懸臂梁時的彎曲強度條件,校核式,設(shè)計式,

17、說明： 1）齒形系數(shù)yfa。其物理意義是：反映載荷作用于齒頂時，輪齒形狀對彎曲應(yīng)力的影響。 只與齒廓的形狀有關(guān)，而與齒廓的大小（即模數(shù)）無關(guān);標(biāo)準(zhǔn)齒輪只與齒數(shù)有關(guān),2)當(dāng)其他條件不變時,3)兩齒輪的彎曲強度應(yīng)分別校核,4)在設(shè)計式中, 取兩輪中的大者,5）用設(shè)計式計算出的m值應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，對于動力傳動一般不宜小于1.52.0。 6）校核式如果校核強度不夠，可以采取以下措施 a.使 m:d一定,z, z一定，d b.改變材料和熱處理,四、齒面接觸強度計算 1、目的： 保證齒輪的齒面在使用時間內(nèi)不發(fā)生疲勞點蝕。 2、計算（假設(shè)）特點： a. 按節(jié)點處計算 b.兩齒面的接觸看成是以接觸點處的兩齒廓

18、曲率半徑為半徑的兩圓柱體的接觸。 c.計算時以節(jié)圓（點）曲率半徑計算 3、接觸強度的計算,校核式,設(shè)計式,注意： 1、兩齒輪齒面的接觸應(yīng)力h1和h2大小相同。 2、兩齒輪的許用接觸應(yīng)力h1與h2一般是不同的，進行強度計算時應(yīng)選用較小值。 3、齒輪的齒面接觸疲勞強度與齒輪的直徑或中心距的大小有關(guān)，即與m與z的乘積有關(guān)，而與模數(shù)m的大小無關(guān),五、齒輪傳動的主要參數(shù)選擇及說明 （一）、壓力角 ,s和，彎曲強度，接觸強度 。 （二）、齒數(shù)選擇 中心距不變，z 時:重疊系數(shù) ,平穩(wěn)性 m,h減少金屬切削量，降低制造成本 , h,相對滑動速度 ,磨損和膠合可能性 m,齒厚，輪齒彎曲強度 齒數(shù)選擇原則： 1

19、、軟齒面閉式齒輪傳動，其承載能力主要由齒面接觸強度決定，在彎曲強度滿足的條件下，為了提高傳動平穩(wěn)性，減小沖擊振動，齒數(shù)選擇多一些 ： 2、閉式硬齒面?zhèn)鲃踊蜷_式傳動，應(yīng)保證足夠的彎曲強度，這些齒數(shù)選擇不宜過多 ，標(biāo)準(zhǔn)直齒輪可取,三)、齒數(shù)比u與傳動比i (四)、齒寬及齒寬系數(shù) 1、齒寬： 圓整為0，5（雙數(shù)）結(jié)尾，取,因為： 為了便于安裝和補償軸向尺寸的變動，防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位而導(dǎo)致嚙合齒寬減小。 小齒輪直徑小，可節(jié)約部分材料。 軟齒面齒輪，大齒輪齒面硬度hb一般比小齒輪低，小齒輪取寬一些，不容易在其齒面上磨其溝痕，以便于下一次維修時安裝后，大小齒輪在整個齒寬嚙合，避免載荷集中,

20、強度的計算中，齒寬仍按大齒輪齒寬計算，即取 2、齒寬系數(shù) 齒輪承載能力,第11 節(jié)平行軸斜齒圓柱齒輪機構(gòu),一、斜齒輪齒廓曲面的形成和嚙合特點 1、斜齒輪齒廓曲面的形成,法面（n）上的模數(shù)和壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值 。 端面（ t ）上的漸開線為精確漸開線,2、漸開線螺旋面齒廓的特點： 1、接觸線是斜直線 2、逐漸接觸，逐漸脫開， 3、傳動平穩(wěn)，沖擊和噪聲小 4、產(chǎn)生軸向力 角軸向力，對軸承不利 角太小，斜齒輪的優(yōu)點不易發(fā)揮 一般：= 820 5重合度加大(后面分析,二、斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)1、螺旋角,螺旋線的導(dǎo)程 pz,螺旋線繞同一周時它沿軸線方向前進的距離,上式表明，不同圓柱面的螺旋角不等,2、斜齒

21、輪端面參數(shù)與尺寸,齒距,在dfe中,模數(shù),3、壓力角,bd=ce,4、齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù),外嚙合1=-2 內(nèi)嚙合1=2,5、 正確嚙合條件 兩輪嚙合處的輪齒傾斜方向必須一致,端面內(nèi)的嚙合相當(dāng)于之齒輪嚙合,6、連續(xù)傳動條件,端面重合度,軸向重合度,斜齒輪傳動的重合度比直齒輪大,三、 斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒輪 1、定義 與斜齒輪法面齒形相當(dāng)?shù)闹饼X圓柱齒輪稱為斜齒輪的當(dāng)量齒輪，當(dāng)量齒輪的齒數(shù)稱為斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù),將c點的曲率半徑作為當(dāng)量齒輪的分度圓半徑,標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù),2、當(dāng)量齒輪的用途 仿形法加工直齒圓錐齒輪時，選擇銑刀； 彎曲疲勞強度計算。 選擇變位系數(shù)及測量齒厚,四、斜齒

22、輪傳動的受力分析 1、作用點：節(jié)點 2、力的方向： 1）徑向力 2）圓周力 3）軸向力 ： 主動輪由左、右手定則確定： 左旋左手，右旋右手，四指 表示齒輪旋轉(zhuǎn)方向，伸直的 大拇指則表示主動輪的軸向 力方向。從動輪的軸向力的 方向與主動輪相反,注意：從動輪的軸向力方向不能用左、右手定則確定。（如果 用左右手法則判斷則大拇指方向剛好為軸向力的反方向,3）力的大小,n1,1,2,五、斜齒輪強度計算 1、斜齒圓柱齒輪強度計算的特點： 1）用當(dāng)量齒輪進行強度計算。 2）斜齒輪之輪齒有一螺旋角，接觸線為斜線，同時嚙合齒對數(shù)比直齒輪多。嚙合過程中，嚙合線的長度不再等于齒寬，而等于接觸區(qū)內(nèi)幾條接觸線長度的總和

23、。在嚙合過程中，這嚙合線的總長一般是變動的，設(shè)計中，取嚙合線總長為,2、彎曲疲勞強度計算： 斜齒輪輪齒的折斷為局部折斷； 其彎曲強度按局部折斷分析比較 繁瑣,校核式,設(shè)計式,yfa-斜齒輪齒形系數(shù)，按當(dāng)量齒數(shù) 查 ysa-斜齒輪應(yīng)力校正系數(shù)，按當(dāng)量齒數(shù) y-螺旋角影響系數(shù),按查下圖,說明： ）用設(shè)計式時，式中取二者中比值大的代入； ）彎曲強度應(yīng)分別校核 ）載荷系數(shù)同直齒輪 ）確定同直齒輪 ）按彎曲強度設(shè)計時 ，先要確定z1、z2，然后初選一螺旋角，由設(shè)計式計算出模數(shù)后，要取為標(biāo)準(zhǔn)值，按下式計算中心距,將中心距取整為0，5結(jié)尾，（或者雙數(shù)結(jié)尾），再根據(jù)取整 的中心距反算螺旋角，試比較其與初選值的

24、差異（5%）， 若差異太大，應(yīng)對螺旋角變化產(chǎn)生的影響進行修正 ）軸承裝置結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，但其平穩(wěn)性高，傳遞載荷大，所以在要求平穩(wěn)性好且 傳遞較大載荷條件下，值選較大值,接觸疲勞強度計算,嚙合平面內(nèi)，節(jié)點處法面曲率半徑與端面曲率半徑之間,說明： ）取值如下,校核時，取 ）用設(shè)計式按接觸強度進行設(shè)計時，在計算出d1t，應(yīng)據(jù)初選的和z1，由 計算mn，并圓整成標(biāo)準(zhǔn)值，再由mn標(biāo)和z1、z2及；由公式 計算中心距，其圓整為以0，5（或雙數(shù)）結(jié)尾的整數(shù)。按上式反算螺旋角，并比較與初選值的差異，最后以調(diào)整后的計算齒輪其他幾何尺寸。 ）其它同直齒輪,一、圓錐齒輪機構(gòu)的特點及應(yīng)用,第12節(jié) 圓錐齒輪機構(gòu),1.特點

25、,圓錐齒輪機構(gòu)是用來傳遞空間兩相交軸之間運動和動力的一種齒輪機構(gòu)，其輪齒分布在截圓錐體上，齒形從大端到小端逐漸變小。圓柱齒輪中的有關(guān)圓柱均變成了圓錐。為計算和測量方便，通常取大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值,一對圓錐齒輪兩軸線間的夾角稱為軸角。其值可根據(jù)傳動需要任意選取，在一般機械中，多取90,2.應(yīng)用,圓錐齒輪,直齒圓錐齒輪,斜齒圓錐齒輪,曲齒圓錐齒輪,由于設(shè)計、制造、安裝方便，應(yīng)用最廣,介于兩者之間，傳動較平穩(wěn)，設(shè)計較簡單,傳動平穩(wěn)、承載能力強，用于高速，重載傳動,二、直齒圓錐齒輪齒廓的形成 1. 理論齒廓的形成,基圓錐球面漸開線 球面由于不能展開成平面， 給設(shè)計和制造帶來很大困難，工程上采用近似,用背錐

26、齒形代替圓錐齒輪大端的球面齒型 大端模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值 2. 背錐和當(dāng)量齒數(shù),將背錐展平(參數(shù)與圓錐齒輪大端相同) 將扇形齒輪補足成完整的直齒圓柱齒輪，其齒數(shù)將增至zv圓錐齒輪的當(dāng)量齒輪 zv當(dāng)量齒數(shù),標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)： 3. 當(dāng)量齒輪的用途 仿形法加工直齒圓錐齒輪時，選擇銑刀； 彎曲疲勞強度計算,三、直齒圓錐齒輪嚙合傳動 1. 正確嚙合條件 2. 連續(xù)傳動條件 重合度1 按照當(dāng)量齒輪進行分析和計算,傳動比,3、直齒圓錐齒輪的幾何尺寸,一）、受力分析 1、設(shè)計參數(shù) 為了計算簡便，作如下假設(shè)： 1）輪齒上的分布載荷是集中 作用在齒寬中點處（平均分 度圓上）。 2）近似認(rèn)為圓錐齒輪的

27、強度 與過分度圓錐上齒寬中點出所 得的寬度相同的當(dāng)量直齒圓柱 齒輪的強度等效。 該當(dāng)量齒輪稱為平均當(dāng)量齒 輪，由齒寬中點處之背錐展開 即得,四、標(biāo)準(zhǔn)圓錐齒輪傳動的強度計算,2、受力分析 1）力的作用點： 法向力視為集中載荷作用在平均分度圓上，即齒寬中點處的法向平面內(nèi)。 2）力的方向,a.圓周力： 同直齒輪，主動輪與轉(zhuǎn)向相反，從動輪與轉(zhuǎn)向相同。 b.徑向力： 同直齒輪，指向各自軸心線。 c.軸向力： 沿軸向方向指向齒輪大端,n1,3）力的大小,二）、強度計算 1、彎曲疲勞強度計算 平均當(dāng)量齒輪的彎曲強度條件為,校核式,設(shè)計式,說明： 1）大、小齒輪的彎曲強度的校核計算應(yīng)分別進行,2)設(shè)計計算時，

28、應(yīng)將 與 中的較大值代入設(shè)計 公式. 3)載荷系數(shù)k中的動載系數(shù)kv按低一級精度且按dm處的圓周速度 查,而 與 按當(dāng)量齒數(shù)查取 其它同直齒輪,2、接觸疲勞強度計算,設(shè)計式,校核式,說明： 1）用設(shè)計式計算時，試選 得 后選計算并圓整為標(biāo)準(zhǔn) 值，動力傳動 一般不小于1.52,2） 取兩者中較小者。其它同彎曲強度。 3、主要參數(shù)選擇 1）齒數(shù)及齒數(shù)比 平穩(wěn)載荷，u取簡單數(shù)值 ，沖擊振動載荷，使z1、z2互質(zhì) 為了不致使大錐齒輪尺寸過大，u不宜取過大，一般u5 2)齒寬系數(shù) 取0.250.35,常取1/3。 過大，會使齒輪小端齒形太小，造成加工困難，齒根圓 角半徑太小應(yīng)力集中過大。 3）齒寬,第13節(jié) 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計及潤滑 一、結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟： 按直徑大小選定合適的結(jié)構(gòu)形式。 用推薦的經(jīng)驗公式和數(shù)據(jù)進行設(shè)計。 二、齒輪的結(jié)構(gòu)形式： 1、齒輪軸 當(dāng)齒輪直徑較小時，齒輪與軸常做成一體，叫做齒輪軸,1）圓柱齒輪 鋼制齒輪： 鑄鐵齒輪： 2）圓錐齒輪，按小端尺寸計算