直齒錐齒傳動(dòng)

1、7.13 7.13 直齒錐齒輪傳動(dòng)直齒錐齒輪傳動(dòng) 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)中有五對(duì)圓錐：分度圓錐、齒頂圓錐、齒根圓錐、基圓錐、節(jié)圓錐7.13.1 7.13.1 錐齒輪傳動(dòng)概述錐齒輪傳動(dòng)概述 錐齒輪傳動(dòng)傳遞的是相交兩軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，輪齒分布在圓錐體上，從大端到小端逐漸減小 一對(duì)錐齒輪的運(yùn)動(dòng)可以看成是兩個(gè)錐頂共點(diǎn)的圓錐體相互作純滾動(dòng)，這兩個(gè)錐頂共點(diǎn)的圓錐體就是節(jié)圓錐，對(duì)于正確安裝的標(biāo)準(zhǔn)錐齒輪傳動(dòng)，其節(jié)圓錐與分度圓錐應(yīng)該重合圓錐齒輪傳動(dòng)傳遞的是相交軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 錐齒輪的輪齒有直齒、斜齒和曲齒三種類型； 直齒錐齒輪易于制造，適用于低速、輕載傳動(dòng)的場(chǎng)合； 曲齒錐齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力強(qiáng)，常用于高速、重載傳動(dòng)

2、的場(chǎng)合，但設(shè)計(jì)和制造較為復(fù)雜u 圖示為一對(duì)正確安裝的標(biāo)準(zhǔn)錐齒輪，分度圓錐和節(jié)圓錐重合分度圓錐角大端分度圓半徑齒數(shù)分別為Z1，Z2兩齒輪的傳動(dòng)比為：1212122121sinsinopoprrzznni02190時(shí)，12cottani可見(jiàn)，傳動(dòng)比一定時(shí)，兩齒輪的分度圓錐角一定 球面漸開線的形成- 與基圓錐相切于NO，且半徑R等于基圓錐的錐距的扇形平面沿基圓錐作相切純滾動(dòng)時(shí)，該平面上一點(diǎn)K在空間形成一條球面漸開線，半徑逐漸減小的一系列球面漸開線的集合，就組成了球面漸開面 kRNN(b)ook0O(a)kk011.13.2 11.13.2 錐齒輪的齒廓曲線、背錐和當(dāng)量齒數(shù)錐齒輪的齒廓曲線、背錐和當(dāng)量

3、齒數(shù) 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)圓錐齒輪的齒廓曲線 1. 錐齒輪的齒廓曲線 直齒圓錐齒輪大端的齒廓曲線，理論上應(yīng)在以錐頂O為中心、錐距R為半徑的球面上。此漸開線稱為球面漸開線 但是球面不能展開為平面，球面漸開線不能在平面上展開，這給錐齒輪的設(shè)計(jì)和制造帶來(lái)很大困難，所以，通常采用一種近似的方法來(lái)解決這一問(wèn)題2、背錐和當(dāng)量齒數(shù) 三角形OAB為錐齒輪的分度圓錐，過(guò)大端上的A點(diǎn)作球面的切線O1A（O1AOA）與分度圓錐的軸線相交于O1，設(shè)想以O(shè)O1為軸，O1A為母線作一圓錐，它的軸截面為三角形ABO1，我們把這個(gè)圓錐稱為該圓錐齒輪的背錐背錐（輔助圓錐），背錐與球面相切與錐齒輪大端的分度園上 在背錐上取齒頂高bA

4、和齒根高aA，在A和B點(diǎn)附近，背錐上和球面上的齒形非常接近，可以近似地用背錐上的齒形代替球面上的齒形 將背錐展開成平面，則成為兩個(gè)扇形齒輪 該扇形齒輪的模數(shù)、壓力角、齒頂高、齒根高及齒數(shù)，就是圓錐齒輪大端的模數(shù)，壓力角、齒頂高、齒根高及齒數(shù)。而扇形齒輪的分度圓半徑分別為兩輪的背錐距O1C和O2C 若將扇形補(bǔ)充為完整的圓柱齒輪，則該齒輪稱為圓錐齒輪的當(dāng)量齒輪，其齒數(shù)稱為圓錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)當(dāng)量齒數(shù)，齒的數(shù)量則分別增加到zv1、zv2 當(dāng)量齒輪的分度圓半徑是： rv1=O1C=r1/cos1= mz1/2cos1 又 rv1= mzv1/2 z zv1v1=z=z1 1/cos/cos1 1 同理同

5、理 z zv2v2=z=z2 2/cos/cos2 2 o1 1 2 2rr21o21 1orrv1v1v2v2（注：zv1、zv2不一定為整數(shù)） 式中z1、z2為圓錐齒輪的真實(shí)齒數(shù) 7.13.3 7.13.3 直齒錐齒輪的嚙合傳動(dòng)和幾何尺寸直齒錐齒輪的嚙合傳動(dòng)和幾何尺寸 錐齒輪是以大端的參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值,因?yàn)榇蠖说某叽缬?jì)算和測(cè)量的相對(duì)誤差較小 z、m、=200、ha*=1、c*=0.2 直齒圓錐齒輪的正確嚙合條件： 兩輪大端的模數(shù)和壓力角必須相等，即： m1= m2= m 1= 2= 此外，兩輪的錐距必須相等 標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪各部分名稱及幾何尺寸計(jì)算公式見(jiàn)表11.16 11.13.4 11.13.

6、4 直齒錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算直齒錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 1. 受力分析 以主動(dòng)輪1為受力體，將其法向力簡(jiǎn)化為集中載荷，并近似認(rèn)為作用在位于齒寬中 間位置的節(jié)點(diǎn)上，即作用在分度圓錐的 平均直徑處； 受Fn、T1 Fn可分解為三個(gè)相互垂直的力 F Ft t圓周力圓周力 F Fr r徑向力徑向力 F Fa a軸向力軸向力 根據(jù)力的平衡，有： Ftdm1/2=T1 Ft=2T1/dm1 Fr=Fcos=Fttgcos Fa=Fsin=Fttgsin 而 Fn=Ft/cos式中： dm1-主動(dòng)小齒輪齒寬中點(diǎn)分度圓直徑； dm1= d1-2(b/2)sin1=d1-bsin1 各力的方向各力的方向 Ft：（主反從同

7、）； Fr：由作用點(diǎn)垂直指向各自軸線； Fa：由小端指向大端 主從動(dòng)輪各力關(guān)系（指錐角和=1+2=900的傳動(dòng)） F Ft1t1 = -F = -Ft2t2 F Fr r1 1 = -F = -Fa a2 2 F Fa a1 1 = -F = -Fr r2 2 2. 強(qiáng)度計(jì)算 計(jì)算直齒錐齒輪的強(qiáng)度時(shí)，可按齒寬中點(diǎn)處當(dāng)量直齒圓柱齒輪并按直齒圓柱齒輪推導(dǎo)方式作近似計(jì)算，且最終用大端的基本參數(shù)表示 錐齒輪的齒寬系數(shù)取R=b/R (1) (1) 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 校核公式 設(shè)計(jì)公式 式中：ZE、K、H的計(jì)算同直齒圓柱齒輪 注：有關(guān)直齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式的應(yīng)用說(shuō)明對(duì)錐齒輪

8、同樣適用 (2) (2) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 校核公式校核公式 設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式 式中：YF、Ys 按當(dāng)量齒數(shù)zv=z/cos查表10.13、表10.14 注：計(jì)算得到的模數(shù)按表10.17進(jìn)行圓整11.14 11.14 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括選擇合理適用的結(jié)構(gòu)型式，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定齒輪的輪轂、輪輻、輪緣等各部分的尺寸及繪制齒輪的零件工作圖等。 常用的齒輪結(jié)構(gòu)型式有以下幾種： 1齒輪軸 當(dāng)圓柱齒輪的齒根圓至鍵槽底部的距離x(2一2.5)m 或當(dāng)錐齒輪小段的齒根圓至鍵槽底部x(1.6一2)m 應(yīng)將齒輪與軸制成一體，稱為齒輪軸 齒輪軸剛度較好，但工藝性

9、差，選材難以兼顧齒輪和軸的不同要求，且齒輪損壞時(shí)軸與整個(gè)齒輪將同時(shí)報(bào)廢，造成浪費(fèi) 2實(shí)體式齒輪 當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑da200mm時(shí)，可采用實(shí)體式結(jié)構(gòu)，如圖所示，這種結(jié)構(gòu)型式的齒輪常用鍛鋼制造3腹板式齒輪 當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑da=200-500mm時(shí)，可采用腹板式結(jié)構(gòu)；多用鍛鋼制造，各部分尺寸由圖中經(jīng)驗(yàn)公式確定4、輪輻式齒輪 當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑大于500mm時(shí)，可采用輪輻式結(jié)構(gòu)；常采用鑄鋼或鑄鐵制造，各部分尺寸按圖中經(jīng)驗(yàn)公式確定 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑 潤(rùn)滑對(duì)于齒輪傳動(dòng)十分重要，不僅可以減小摩擦、減輕磨損，還可以起到冷卻、防銹、降低噪聲、改善齒輪的工作狀況、延緩輪齒失效和延長(zhǎng)齒輪的使用壽命

10、等作用。 一般是根據(jù)齒輪的圓周速度選擇潤(rùn)滑方式 閉式齒輪傳動(dòng)常用的潤(rùn)滑方式有閉式齒輪傳動(dòng)常用的潤(rùn)滑方式有 浸油潤(rùn)滑：浸油潤(rùn)滑：當(dāng)齒輪的圓周速度v12 m/s時(shí)，由于圓周速度大，齒輪攪油劇烈，且粘附在齒廓面上的油易被甩掉，因此不宜采用浸油潤(rùn)滑，而應(yīng)采用噴油潤(rùn)滑 即用油泵將具有一定壓力的潤(rùn)滑油經(jīng)噴嘴噴到嚙合齒面上 開式齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式開式齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式 由于開式齒輪傳動(dòng)的速度較低，通常采用人工定期加油潤(rùn)滑的方式潤(rùn)滑劑的選擇潤(rùn)滑劑的選擇 選擇潤(rùn)滑油時(shí)，先根據(jù)齒輪的工作條件以及圓周速度由表查得運(yùn)動(dòng)粘度值，再根據(jù)選定的粘度確定潤(rùn)滑油的牌號(hào) 必須經(jīng)常檢查齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)的狀況 油面過(guò)低則潤(rùn)滑不良，過(guò)高會(huì)增加攪油功率的損失 對(duì)于壓力噴油