目的要求掌握直齿圆锥齿轮传动的特点

1、目的要求目的要求: :掌握直齿圆锥齿轮传动的特点、参数、正确啮合条 件；掌握齿轮传动主要失效形式和计算准则、常用 齿轮材料。了解直齿圆锥齿轮当量齿数、背锥、受 力分析；齿轮材料的热处理、渐开线齿轮精度。 教学重点教学重点: :直齿圆锥齿轮传动特点、参数、正确啮合条件和 齿轮传动主要失效形式和计算准则、常用齿轮材 料。 教学难点教学难点: :直齿圆锥齿轮的受力分析。 教学内容教学内容: :锥齿轮的齿廓、背锥和当量齿数；直齿锥齿轮的啮合 传动；直齿锥齿轮传动的受力分析；齿轮传动的失效 形式与设计准则；齿轮常用材料及热处理；齿轮传动 精度。 第五讲 锥齿轮传动齿轮失效 维护 材料和精度 1.特点圆锥

2、齿轮机构是用来传递空间两相交轴之间运动和动力的一种齿轮机构，其轮齿分布在截圆锥体上，齿形从大端到小端逐渐变小。圆柱齿轮中的有关圆柱均变成了圆锥。为计算和测量方便，通常取大端参数为标准值。 一对圆锥齿轮两轴线间的夹角称为轴角。其值可根据传动需要任意选取，在一般机械中，多取90。 2.应用圆锥齿轮直齿圆锥齿轮：斜齿圆锥齿轮：曲齿圆锥齿轮：由于设计、制造、安装方便，应用最广介于两者之间，传动较平稳，设计较简单传动平稳、承载能力强，用于高速，重载传动一、圆锥齿轮机构的特点及应用一、圆锥齿轮机构的特点及应用810 圆锥齿轮传动 1.OAC、OBC分别为两轮的分度圆锥，在两锥齿轮大端 分别作一圆锥面O1C

3、A、O2CB，与相应的分度圆锥面 共轴，其母线O1C或O2C与相应的分度圆锥母线OC垂 直相交，此圆珠笔锥面称为背锥。将锥齿轮大端的 球面渐开线投影在背锥上，背锥上的齿形与该球球 面渐开线的齿形相差很小，故用之来近似地来代替 大端齿形。将背锥展开成扇形面，以背锥母线（O1C或O2C）为分度圆半径，画出两个扇形齿轮，使 其模数和压力角分等于锥齿轮大端的模数和压力 角，其齿数等于等于锥齿轮的实际齿数Z1、Z2。 将两扇形齿轮补足为完整的直齿圆柱齿轮，则 齿数分别增加到ZV1和ZV2，这个假臣的圆柱齿轮为 锥齿轮的当量齿轮，ZV1和ZV2称为当量齿数。由图 可得出其几何关系：二二. .直齿锥齿轮的齿

4、廓和当量齿数直齿锥齿轮的齿廓和当量齿数又因为所以式中，Z1、Z2分别为两锥齿轮的实际齿数；1、2分别为两锥齿轮的分度圆锥角。 11111cos2cosmzrrv211vvmzr111coszzv211coszzv 由于上式中，cos1、cos2数总小于1，所以ZV1Z1、ZV2Z2，即当量齿数大于实际齿数，且不一定为整数。直齿锥齿轮不产生根切的最少齿数为： Zmin=Zvmivcos=17cos 当量齿轮在锥齿轮的制造和设计计算中有广泛应用。如：一般精度的锥齿轮常采用仿形法加工，铣刀的号码应按当量齿数来选择；在齿根抗弯强度计算时，要按当量齿数来查取齿形因数；此外，标准直齿锥齿轮不发生根切的最少

5、齿数可过当量齿数来计算。二二. .直齿锥齿轮的啮合传动直齿锥齿轮的啮合传动1.基本参数的标准值直齿圆锥齿轮传动的基本参数及几 何尺寸是以轮齿大端为标准的。规定锥齿轮大端模数 与压力角为标准值。 2正确啮合条件: 直齿锥齿轮的正确啮合条件为两锥齿轮大端模数和压力 角分别相等且等于标准值。三三. .直齿锥齿轮传动的受力分析直齿锥齿轮传动的受力分析 大端处单位齿宽上的载荷与小端处单位齿宽上的载荷不相等，其合力作用点实际偏于大端，通常近似地将法向力简化为作用于齿宽中点节线处的集中载荷，即作用在分度圆锥平均直径 dm1处。若忽略接触面的摩擦力，则作用在平均分度圆直径dm1处法向剖面NN的法向力几可分解为

6、三个互相垂直的空间分力；圆周力Ft、径向力Fr 和轴向力Fa。这三个分力的大小由力矩平衡条件可得；式中， T1为主动齿轮传递的转矩（Nm）； dm1可根据分度圆直径 d1、锥距 R齿宽b确定。 圆周力方向，主动轮上 与其回转方向相反，从动轮上 与其回转方向相同；径向力 圆周力Ft方向，主动轮上与其回转方向相反，从动轮上与其回转方向相同；径向力Fr方向，都指向两轮各自的轮心；轴向力Fa方向，分别沿各自的轴线指向轮齿的大端。 正确啮合条件：圆锥齿轮大端的模数和压力角分别相等，且锥距相等，锥顶重合连续传动的条件： 重合度大于1，重合度可按当量齿轮进行计算传动比：1212122112sinsinrrz

7、zi四、直齿圆锥齿轮的啮合传动四、直齿圆锥齿轮的啮合传动一、失效形式 1、轮齿折断：轮齿折断轮齿折断通常有两种情况：一种是由 于多次重复的弯曲应力和应力集中造成的疲劳折断；另一种 是由于突然严重过载或冲击载荷作用引起的过载折断。这两 种折断都起始于轮齿根部受拉的一侧。齿宽较小的直齿轮往 往发生全齿折断。 2、齿面疲劳点蚀：点蚀常发生于润滑状态良好、齿面硬度较低 （HB350 HBS）的闭式传动中。 811 齿轮传动的失效形式与设计准则 3、齿面磨损4、齿面胶合5、齿面塑性变形二、设计准则传动类型 主要失效形式 设计准则闭式软齿面 齿面疲劳点蚀 齿面接触疲劳强度齿轮传动 准则闭式硬齿面 齿根弯曲疲劳 齿根弯曲疲劳齿轮传动 折断 强度准则 一、常用的齿轮材料一、常用的齿轮材料 1、钢（1）锻钢 软齿面齿轮（HBS350） 硬齿面齿轮（HBS350）（2）铸钢 2、铸铁：少用，一般用于强度要求不高的地方。 3、非金属材料：应用少，常用于仪器仪表。 二、齿轮材料的选择原则二、齿轮材料的选择原则钢制软齿面齿轮要