锥齿轮传动设计 2

直齿锥齿轮传动设计 一 齿直圆锥齿轮传动的特点及压应用 一 齿直圆锥齿轮传动的特点及压应用 1 用于传递两轴相交的转动和转矩 2 齿分布在锥面上 向锥顶收敛 有 分度圆锥面 顶圆锥面 根圆锥面 前锥面 后锥面五锥面 标准安装时 分度圆锥面与节圆锥面重合 3 1 2 分度圆锥角 4 一般采用 1 2 90 的传动 21 1 2 1 2 1 2 2 1 tancot sin sin r r z z w w i 5 i 一定 1 均为定值 6 直齿锥齿轮设计 制造及安装均较简单 但是噪声较大 用于低速传动 5 m s 二 直齿锥齿轮的齿形制二 直齿锥齿轮的齿形制 直齿锥齿轮的齿形制很多 一般我国比较常用的齿形制 GB T 12369 1990 齿形角 20 齿顶高系数 ha 1 顶隙系数 c 0 2 螺旋角 0 标准系列模数 GB T12368 1990 11 1251 251 3751 51 7522 252 52 75 33 253 53 7544 555 566 5 78910111214161820 222528303236404550 三 直齿锥齿轮的几何计算三 直齿锥齿轮的几何计算 1 齿数比 u 1 一般 u 6 12 z z 21 n n 2 齿数通常 z 16 30 不产生根切的最小齿数 选取最小齿 cos sin 2 2 min a h z 时可以参考上表 3 分度圆直径 d m m 1 d 1 z 2 d 2 z 4 齿宽系数 b R 齿宽系数不宜取得过大 否则将引起小端齿顶过波薄 R R 齿根圆角半径过小 应力集中过大 故一般取 0 25 0 35 最常用的值为 R 1 3 R 5 当量齿数 v z cos z zv 6 齿宽中点处当量齿轮的分度圆直径 dmv 当量齿数 zv及齿数比 uv 式中齿 数比 影响分度锥顶角的大小 一般取 u 3 最大不超过 5 2 1 2 2 cos 1 5 01 cos u z z u z z uuddd v v v v Rmmv 其他几何参数参考 机械设计手册 化学工业出版社第四版 第 3 卷 表 14 3 2 锥齿轮的最少齿数和最少齿数和 min z min z 直齿及小螺旋角锥齿轮用途 min z min z 工业用 20 ha co s m 13 大于等于 14 44 34 汽车 高减速 比 6 8 9 12 35 40 24 38 四 直齿锥齿轮传动强度计算四 直齿锥齿轮传动强度计算 1 直齿锥齿轮轮齿受力分析 直齿 锥齿轮的强度计算比较复杂 为了简化计算 通常按其齿宽中点的当量齿轮进 行强度计算 这样 就可以直接引用直齿圆柱齿轮的相应公式 因直齿锥齿轮 的制造精度较低 在强度计算中一般不考虑与重合度的影响 即取齿间载荷分 配系数 Ka 重合度系数 Ze Ye 的值为 1 忽略齿面摩擦力 并假设法向力 Fn 集中作用在齿宽中点上 在分度圆上可将其分解为圆周力 Ft 径向力 Fr 和轴 向力 Fa 相互垂直的三个分力 如下图所示 各力的大小分别为 cos costan costan 2 211 211 1 1 t n rta atr m t F F FFF FFF d T F 各力的方向 主动轮圆周力的方向与轮的转动方向相反 从动轮圆周力的方向与 轮的转动方向相同 主 从动轮径向力分别指向各自的轮心 轴向力则分别指 向各自的大端 2 齿根弯曲疲劳强度计算 直齿锥齿轮的弯曲疲劳强度可近似地按平均分度圆处的当量圆柱齿轮计算 因而可直接用 其中 可在教材中 F m SaFat F bm YYKF K KKKK vA A K v K 表 10 2 和 10 8 中查取 齿间载荷分配系数及可取为 1 齿向载荷分 H K F K 布系数为 beHFH KKK 5 1 轴承系数 beH K 应用两轮都是两端支 承 两轮都是悬臂支 承 一轮两端支承 一轮悬臂支承 工业 船舶 1 10 1 50 1 25 飞机 汽车 1 1 25 1 10 代入相关公式可得直齿圆锥齿轮传动的齿根弯曲疲劳强度校核公式和设计公式 3 22 1 2 1 1 5 01 4 5 01 F SaFa RR F R SaFat F YY uz KT m bm YYKF 3 齿面接触疲劳强度计算 将当量齿轮的有关参数代入 可得直齿圆锥齿轮传动的齿面接触疲劳强度校 核公式和设计计算公式 3 2 1 2 1 3 1 2 1 5 01 92 2 5 01 5 u KTZ d ud KT Z R