《錐齒輪設(shè)計建議gbz+43147-2023》詳細解讀

《錐齒輪設(shè)計建議gb/z43147-2023》詳細解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義4符號、描述和單位5應(yīng)用5.1幾何參數(shù)5.2評價contents目錄5.3材料5.4齒輪公差5.5齒輪噪聲6制造6.1加工方法及特點總則—齒面銑削法和齒面滾切法6.2輪坯設(shè)計與公差6.3裝配contents目錄6.4輪齒接觸斑點7強度7.1準(zhǔn)雙曲面齒輪偏置距的影響7.2刀盤半徑的影響7.3錐齒輪的支承7.4力的方向8效率8.1準(zhǔn)雙曲面齒輪和錐齒輪的嚙合效率contents目錄8.2潤滑附錄NA(資料性)錐齒輪的分類和術(shù)語的多種表達方式參考文獻011范圍直齒錐齒輪包括等頂隙和等距錐齒輪，是本標(biāo)準(zhǔn)主要討論的對象。斜齒錐齒輪雖不是主要討論對象，但相關(guān)設(shè)計原則和公式也適用。曲線齒錐齒輪包括圓弧齒、擺線齒等，本標(biāo)準(zhǔn)提供了一般性的設(shè)計指導(dǎo)。1范圍022規(guī)范性引用文件03GB/T12368錐齒輪模數(shù)01GB/T10095.1漸開線圓柱齒輪精度制輪齒同側(cè)齒面偏差的定義和允許值02GB/T10095.2漸開線圓柱齒輪精度制徑向綜合偏差與徑向跳動的定義和允許值2規(guī)范性引用文件033術(shù)語和定義錐齒輪一種用于傳遞兩相交軸間回轉(zhuǎn)運動的齒輪，通常其齒面為圓錐面。模數(shù)表示錐齒輪輪齒大小的基本參數(shù)，與齒輪的幾何尺寸和承載能力密切相關(guān)。壓力角錐齒輪齒面的傾斜角度，對齒輪的傳動性能和強度有重要影響。3術(shù)語和定義044符號、描述和單位為確保設(shè)計圖紙的清晰易懂，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一系列統(tǒng)一的符號，用于表示錐齒輪的各種參數(shù)和尺寸。對每個符號都給出了詳細的描述，包括符號的含義、應(yīng)用場景以及與其他符號的關(guān)聯(lián)關(guān)系，確保設(shè)計人員能夠準(zhǔn)確理解和運用。標(biāo)準(zhǔn)化符號詳細描述4符號、描述和單位055應(yīng)用123按照實際需求，選擇適合的錐齒輪類型、模數(shù)、齒數(shù)等參數(shù)，確保傳動的穩(wěn)定性和效率。根據(jù)傳動比和傳遞功率選擇根據(jù)錐齒輪的工作環(huán)境和使用要求，選擇適當(dāng)?shù)臐櫥屠鋮s方式，以延長錐齒輪的使用壽命。考慮潤滑和冷卻方式依據(jù)錐齒輪的強度和耐磨性要求，選用合適的材料，如合金鋼、硬質(zhì)合金等，以提高其承載能力和耐久性。注重材料的選擇5應(yīng)用065.1幾何參數(shù)確定齒數(shù)范圍根據(jù)傳動比和使用要求，合理選擇齒數(shù)，確保齒輪傳動的平穩(wěn)性和承載能力。避免根切現(xiàn)象在設(shè)計時需注意避免齒數(shù)過少導(dǎo)致的根切現(xiàn)象，以保證齒輪的強度和耐用性?？紤]修形系數(shù)針對高速或重載的錐齒輪傳動，需根據(jù)具體情況調(diào)整齒數(shù)，并引入修形系數(shù)以降低噪聲和提高傳動效率。5.1幾何參數(shù)075.2評價包括齒輪的傳動效率、平穩(wěn)性、噪音等指標(biāo)，以確保錐齒輪在實際應(yīng)用中的性能表現(xiàn)。齒輪傳動性能評價通過計算齒輪的彎曲強度、接觸強度等參數(shù)，評估錐齒輪的承載能力和使用壽命。齒輪強度評價按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對錐齒輪的精度進行評定，包括齒輪的幾何尺寸精度、運動精度等，以確保齒輪的互換性和傳動穩(wěn)定性。齒輪精度評價5.2評價085.3材料考慮工藝性能在滿足使用性能的前提下，應(yīng)優(yōu)先選擇具有良好工藝性能的材料，以降低加工難度和成本。兼顧經(jīng)濟性在滿足上述兩個原則的基礎(chǔ)上，應(yīng)綜合考慮材料的價格、來源以及加工費用等因素，選擇經(jīng)濟合理的材料。滿足使用性能要求根據(jù)錐齒輪傳動的工作條件，選擇具有足夠強度和韌性的材料，以確保齒輪的可靠性和耐久性。5.3材料095.4齒輪公差齒輪公差是指齒輪制造過程中，允許的實際尺寸與理想尺寸之間的偏差范圍。公差的大小直接影響齒輪的傳動精度、平穩(wěn)性和使用壽命。合理的公差選擇是確保齒輪性能達到設(shè)計要求的關(guān)鍵。5.4齒輪公差105.5齒輪噪聲由于齒輪嚙合時的不連續(xù)性，會產(chǎn)生沖擊和振動，進而產(chǎn)生噪聲。齒輪嚙合沖擊齒輪的制造精度對噪聲有很大影響，包括齒形誤差、齒距誤差等。齒輪制造誤差齒輪箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，容易引發(fā)共振現(xiàn)象，從而放大噪聲。齒輪箱結(jié)構(gòu)共振5.5齒輪噪聲116制造根據(jù)錐齒輪的設(shè)計要求和材料特性，制定合理的工藝流程，確保加工質(zhì)量和效率。工藝流程制定加工設(shè)備選擇工藝參數(shù)優(yōu)化選用適合的加工設(shè)備，如數(shù)控機床、滾齒機等，以滿足加工精度和效率要求。根據(jù)實際加工情況，不斷優(yōu)化工藝參數(shù)，如切削速度、進給量等，以提高加工質(zhì)量和降低成本。0302016制造126.1加工方法及特點總則—齒面銑削法和齒面滾切法加工特點具有較高的加工精度和效率，適用于大批量生產(chǎn)；可加工各種硬度的齒輪材料，具有較好的通用性；但需要專用的銑刀和較高的設(shè)備成本。加工原理采用成型銑刀對齒面進行切削，通過銑刀的旋轉(zhuǎn)和工件的進給運動，逐步去除材料形成齒形。適用范圍廣泛應(yīng)用于汽車、機床等行業(yè)的錐齒輪加工中，特別適用于大模數(shù)、少齒數(shù)的錐齒輪加工。6.1加工方法及特點總則—齒面銑削法和齒面滾切法136.2輪坯設(shè)計與公差根據(jù)錐齒輪的傳動要求、工作條件及制造工藝等因素，合理選擇輪坯的結(jié)構(gòu)形式，如實體式、腹板式或輪輻式等。確定輪坯結(jié)構(gòu)形式依據(jù)錐齒輪的工作環(huán)境、承載能力及耐磨性要求，選用合適的金屬材料，如優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼等。輪坯材料選擇根據(jù)錐齒輪的模數(shù)、齒數(shù)及變位系數(shù)等參數(shù)，精確計算輪坯的各尺寸，確保輪坯與齒輪的匹配性。設(shè)計輪坯尺寸6.2輪坯設(shè)計與公差146.3裝配6.3裝配清潔檢查在進行錐齒輪裝配前，應(yīng)對所有零部件進行清潔，并檢查是否存在損壞或缺陷。配對標(biāo)記確保配合的錐齒輪對已經(jīng)過正確的配對標(biāo)記，以防裝配錯誤。潤滑準(zhǔn)備根據(jù)工作條件選擇合適的潤滑劑，并準(zhǔn)備足夠的潤滑劑量以確保裝配過程中的潤滑效果。156.4輪齒接觸斑點形成原因由于錐齒輪的嚙合特性，齒面在接觸過程中會產(chǎn)生相對滑動，從而形成接觸斑點。觀測方法通過涂色法或其他檢測手段，可以清晰地觀測到輪齒接觸斑點的形狀、位置和大小。定義描述輪齒接觸斑點是錐齒輪在嚙合過程中，齒面接觸區(qū)域形成的斑點狀痕跡。6.4輪齒接觸斑點167強度計算方法齒輪材料、模數(shù)、齒寬等參數(shù)均會影響彎曲強度的計算結(jié)果。影響因素安全性評估通過對比計算得到的彎曲強度與許用彎曲強度，評估錐齒輪的安全性。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)提供的公式，計算錐齒輪的彎曲強度，確保齒輪在承受載荷時具有足夠的抗彎能力。7強度177.1準(zhǔn)雙曲面齒輪偏置距的影響定義偏置距是指準(zhǔn)雙曲面齒輪副中的小齒輪軸線相對于大齒輪軸線在垂直方向上的偏移距離。意義偏置距是準(zhǔn)雙曲面齒輪設(shè)計中的重要參數(shù)，對齒輪的嚙合性能、承載能力和使用壽命具有顯著影響。7.1準(zhǔn)雙曲面齒輪偏置距的影響187.2刀盤半徑的影響03合適的刀盤半徑有助于優(yōu)化齒輪的應(yīng)力分布，提高承載能力。01刀盤半徑增大，齒輪根部厚度增加，有利于提高齒輪的彎曲強度。02刀盤半徑過大，可能導(dǎo)致齒輪副的嚙合性能下降，需綜合考慮。7.2刀盤半徑的影響197.3錐齒輪的支承懸臂支承01適用于輕載、小尺寸或要求結(jié)構(gòu)緊湊的場合，通過一側(cè)的軸承支承錐齒輪。雙支承02適用于中載到重載的錐齒輪傳動，通過兩側(cè)的軸承共同支承錐齒輪，提高支承剛度和穩(wěn)定性。多點支承03適用于大型重載錐齒輪傳動，通過多個軸承在多個位置進行支承，分散載荷，減小變形。7.3錐齒輪的支承207.4力的方向錐齒輪傳遞的軸向力是指沿著齒輪軸線方向的作用力。定義軸向力是錐齒輪傳動中的重要參數(shù)，對齒輪的強度、穩(wěn)定性以及軸承的選用都有重要影響。作用根據(jù)錐齒輪的幾何參數(shù)和受力情況，可以通過相應(yīng)的公式計算得到軸向力的大小。計算7.4力的方向218效率精確計算法根據(jù)齒輪副的幾何參數(shù)、運動學(xué)關(guān)系和動力學(xué)方程，精確計算錐齒輪的傳動效率。經(jīng)驗公式法基于大量實驗數(shù)據(jù)和經(jīng)驗總結(jié)，采用經(jīng)驗公式快速估算錐齒輪的傳動效率。仿真模擬法利用計算機仿真技術(shù)，模擬錐齒輪的實際工作狀況，進而分析其傳動效率。8效率228.1準(zhǔn)雙曲面齒輪和錐齒輪的嚙合效率嚙合效率是指齒輪在傳遞運動和動力時，有用功率與輸入功率之比，是評價齒輪傳動性能的重要指標(biāo)。嚙合效率的概念齒輪的精度等級越高，其嚙合效率一般也越高，因為高精度的齒輪能夠減少傳動過程中的摩擦和能量損失。嚙合效率與齒輪精度的關(guān)系嚙合效率的高低直接影響齒輪傳動的平穩(wěn)性、可靠性和使用壽命。嚙合效率對齒輪傳動的影響8.1準(zhǔn)雙曲面齒輪和錐齒輪的嚙合效率238.2潤滑03根據(jù)錐齒輪的轉(zhuǎn)速、負荷、溫度等工況條件，合理選擇潤滑油牌號。01根據(jù)錐齒輪的工作條件選擇潤滑油種類。02考慮潤滑油的粘度、極壓性、抗磨性、防腐性、熱氧化安定性等性能指標(biāo)。8.2潤滑24附錄NA(資料性)錐齒輪的分類和術(shù)語的多種表達方式按軸線位置關(guān)系分類相交軸錐齒輪、交錯軸錐齒輪。按齒線形狀分類直齒錐齒輪、斜齒錐齒輪、曲