第十四节圆锥齿轮传动

一、应用及特点应用：汽车，后桥齿轮箱中液力传动内燃机车，风扇轴上，车轴齿轮箱牛头刨床工作台，进给机构特点：与圆柱齿轮相比，圆锥齿轮其制造、装配都比较复杂，所以除布置和其它特殊要求外尽量少用，两圆锥齿轮轴线间夹角一般为90°，否则箱体加工和安装调整都比较困难。

圆锥齿轮传动振动和噪声都比较大，所以应用于速度较低的传动中，V≤5m／s，传动比i＜3，鼓形齿经研磨可用于高速传动。

轮齿分布在截锥体上，垂直于轮齿的各剖面，齿廊大小是变化的，与其到锥顶的距离成正比。

大端刚度大，小端刚度小，圆锥齿轮沿齿宽的载荷分布不均匀。

为简化计算假定圆锥齿轮的强度与其当量齿轮相等，该当量齿轮是以圆锥齿轮齿宽中点处的参数为参数，这样借助于当量齿轮把圆锥齿轮转化为直齿圆柱齿轮，将当量齿轮参数代入圆柱齿轮强度计算公式。

二、设计参数1．以大端参数为标准参数m、α 、d 1 ＝mZ 12．齿数比u3．锥距R4．齿宽中点处平均分度圆直径5．齿宽中点处当量齿轮dmv和当量齿数Zmv三、轮齿的受力分析在强度计算中，通常假设载荷沿齿宽均匀分布，并设其合力集中作用于齿宽中点。

圆锥齿轮齿面上所受到的法向力Fn作用于垂直于轮齿的法向剖面内。

各力大小：各力方向：F1--径向力指向轴心线Fa--轴向力指向大端Ft--圆周力切于分度圆锥，主动轮上指向与转向相反四、齿根弯曲疲劳强度计算把齿宽中点的当量齿轮的参数代人直齿圆柱齿轮的公式，则有设计与校核式：五、齿面接触疲劳强度计算把一对直齿圆锥齿轮传动看做其齿宽中点处的一对当量齿轮传动，则有设计与校核式：(end)。

标准圆锥齿轮传动的计算参数标准圆锥齿轮传动的计算参数一、引言在机械工程领域中，圆锥齿轮传动广泛应用于各种机械装置中，如汽车变速器、造船机械、起重机械等。

圆锥齿轮传动作为一种重要的动力传递方式，其计算参数的确定对于传动系统的工作性能具有重要影响。

在本文中，我们将探讨标准圆锥齿轮传动的计算参数，以便更好地了解其工作原理和设计方法。

二、标准圆锥齿轮传动的基本概念标准圆锥齿轮传动是由两个相互啮合的圆锥齿轮组成的传动系统，其中一个为主动齿轮，另一个为从动齿轮。

圆锥齿轮传动具有传递大扭矩、平稳传动、传动比变化范围广等特点。

其计算参数主要包括齿数、模数、齿面角、齿顶高、齿根径等。

三、标准圆锥齿轮传动计算参数的深度分析1. 齿数：齿轮的齿数直接影响传动比和传动性能。

在选择齿数时，需要考虑传动的速比和工作环境等因素。

2. 模数：模数是圆锥齿轮传动计算参数中非常重要的一个指标，其大小直接决定着齿轮的尺寸和传动能力。

在确定模数时，需要兼顾传动效率和传动扭矩。

3. 齿面角：齿面角是描述齿轮啮合面上齿廓曲线斜率的参数，其选择直接关系到齿轮的啮合性能和噪声水平。

4. 齿顶高和齿根径：齿顶高和齿根径分别影响齿轮的强度和韧性，其合理选择是保证齿轮传动系统可靠工作的重要保障。

四、标准圆锥齿轮传动计算参数的设计方法1. 确定传动比和速比；2. 选择合适的齿数，考虑齿数的变化范围；3. 根据传动比和齿数确定模数，兼顾传动效率和传动比变化范围；4. 选择合适的齿面角，控制齿轮啮合面的啮合性能和噪声水平；5. 确定齿顶高和齿根径，保证齿轮传动系统的可靠工作。

五、总结与展望通过本文对标准圆锥齿轮传动计算参数的深度分析和设计方法的介绍，我们可以更好地了解圆锥齿轮传动系统的工作原理和设计要点。

在未来的研究中，我们还可以进一步探讨圆锥齿轮传动系统的优化设计和应用实例，以期为相关领域的研究和工程实践提供更多的参考和借鉴。

个人观点：圆锥齿轮传动作为一种重要的动力传递方式，在工程实践中具有广泛的应用前景。

12.9.0 圆锥齿轮传动概述圆锥齿轮传动传递的是相交轴的运动和动力。

圆锥齿轮的齿廓曲线、背锥和当量系数1.圆锥齿轮的齿廓曲线2.背锥和当量齿数背锥过点A作AO1垂直AO交雄齿轮的轴线于点O1，以OO1为轴线，O1A为母线作圆锥O1AB。

这个圆锥称为背锥。

当量齿数一对啮合的锥齿轮的沿轴向剖开，将两背推展成平面后得到两个扇形齿轮，该扇形齿轮的模数，压力角、齿须高、齿根高及齿数。

就是锥齿轮的相应参数，而扇形齿轮的分区圆半径r v 1．和r v 2。

就是背锥的锥矩。

现将两扇形齿轮的轮齿补足，使其成为完整的圆柱齿轮，那么它们的齿数将增大为Z v 1．和Z v 2。

这两个假想的直齿圆柱齿轮叫当量齿轮，其齿数为锥齿轮的当量齿数。

⎪⎭⎪⎬⎫==222111cos cos δδz z z z v v 22z z v >22z z v >由以上可知12.9.1 几何计算将齿宽中点处的背锥展开，即可画出直径分别为d v1和d v2的两个当量直齿圆柱齿轮。

由图12.28可得1cos 1cos 111tan 1cos 11tan 1cos 22tan 122tan 222222111122222121122211+==+==+=+=+=+=====u d d d uu d d d u u u u d d ud d m m v m m v δδδδδδδδ标准直齿锥齿轮传动的主要几何尺寸见表12.19。

12.9.2 受力分析直齿锥齿轮的轮齿受力分析模型如下图。

忽略摩擦力，假设法向力F n 集中作用再齿宽节线中点处，则F n 可分解为圆周力F t1，径向力F r1和轴向力F a1三个分力。

δαδcos tan cos '111t r F F F ==1111sin tan sin 'δαδt a F F F ==1m 1t12d T F =圆周力方向：主反从同；径向力方向：指向各自轮心；轴向力方向：分别指向大端。

第五章 圆锥齿轮传动一、 主 要 内 容本章主要讨论直齿轮圆锥齿轮的几何计算、受力分析、强度计算及传动设计。

其中以直齿圆锥齿轮的受力分析为重点内容，而强度计算只介绍其特点，下边分别简述如下。

1．直齿圆锥齿轮的几何计算本节主要内容在机械原理课中已有详尽的论述，要求掌握轴间夹角 90=∑的直齿圆锥齿轮传动的主要参数，如节锥角1δ，2δ，锥距e L ，齿宽系数L ψ，平均直径m d 及平均模数m m 的计算方法。

如：平均直径 d d L m )5.01(ψ-= 平均模数 m m L m )5.01(ψ-=式中：d ，m 分别为大端分度圆直径及大端模数。

其它主要参数计算式见教科书表5-1。

2．直齿圆锥齿轮的受力分析作用在直齿圆锥齿轮齿廓面上的法向力，可视为是作用在齿宽节线中点处。

法向力可以分解为圆周力t F 、轴向力a F 、法向力r F 三个相互垂直的分力。

各分力的计算式为 圆周力 111)5.01(2000d T F L t ψ-=（N ）轴向力 111s i n δαtg F F t a = （N ） 径向力 111c o sδαtg F F t r = （N ） 式中：1T ——作用于主动小齿轮上的工作转矩（N ．Ｍ）； L ψ——齿宽系数e LL b /=ψ；e L ——锥距（mm ）； 1δ——主动小齿轮的节锥角。

当︒=+=∑9021ξξ时，一轮的径向力与另一轮轴向力数值相等而方向相反，因而有 21t t F F -= 21r a F F -= 21a r F F -=各力的方向如图5-1所示。

圆周力方向：作用于主动轮上的圆周力与转向相反，作用于从动轮上的圆周力与转向相同；径向力方向：不论主、从动轮，其径向力均指向各自的轮心；轴向力方向：由小端指向大端。

3．直齿圆锥齿轮传动的强度计算本节要求掌握如何运用当量齿轮的概念将一对直齿圆锥齿轮传动转化为一对当量直齿圆柱齿轮传动来进行强度计算。

一对直齿圆锥齿轮传动可视为圆锥齿轮宽度中点处的一对当量圆柱齿轮传动，这样就可直接引用前边所述的直齿圆柱齿轮相应的公式。

12.9.0 圆锥齿轮传动概述圆锥齿轮传动传递的是相交轴的运动和动力。

圆锥齿轮的齿廓曲线、背锥和当量系数1.圆锥齿轮的齿廓曲线2.背锥和当量齿数背锥过点A作AO1垂直AO交雄齿轮的轴线于点O1，以OO1为轴线，O1A为母线作圆锥O1AB。

这个圆锥称为背锥。

当量齿数一对啮合的锥齿轮的沿轴向剖开，将两背推展成平面后得到两个扇形齿轮，该扇形齿轮的模数，压力角、齿须高、齿根高及齿数。

就是锥齿轮的相应参数，而扇形齿轮的分区圆半径r v 1．和r v 2。

就是背锥的锥矩。

现将两扇形齿轮的轮齿补足，使其成为完整的圆柱齿轮，那么它们的齿数将增大为Z v 1．和Z v 2。

这两个假想的直齿圆柱齿轮叫当量齿轮，其齿数为锥齿轮的当量齿数。

⎪⎭⎪⎬⎫==222111cos cos δδz z z z v v 22z z v >22z z v >由以上可知12.9.1 几何计算将齿宽中点处的背锥展开，即可画出直径分别为d v1和d v2的两个当量直齿圆柱齿轮。

由图12.28可得1cos 1cos 111tan 1cos 11tan 1cos 22tan 122tan 222222111122222121122211+==+==+=+=+=+=====u d d d uu d d d u u u ud d u d d m m v m m v δδδδδδδδ标准直齿锥齿轮传动的主要几何尺寸见表12.19。

12.9.2 受力分析直齿锥齿轮的轮齿受力分析模型如下图。

忽略摩擦力，假设法向力F n 集中作用再齿宽节线中点处，则F n 可分解为圆周力F t1，径向力F r1和轴向力F a1三个分力。

δαδcos tan cos '111t r F F F ==1111sin tan sin 'δαδt a F F F ==1m 1t12d T F =圆周力方向：主反从同；径向力方向：指向各自轮心；轴向力方向：分别指向大端。

锥齿轮传动简介锥齿轮传动是一种常见的机械传动方式，通过两个互相啮合的斜齿圆锥齿轮来传递动力。

锥齿轮传动具有传递大功率、高传动效率、紧凑结构等优点，被广泛应用于各种机械设备中。

结构锥齿轮传动由主传动轴、副传动轴和齿轮组成。

主从传动轴平行或轴线相交，齿轮则通过曲面啮合传递动力。

两个齿轮的啮合面不是平行的，而是呈斜的锥面。

这种结构使得锥齿轮传动可以传递较大的力矩，同时能够保持较高的传动效率。

工作原理锥齿轮传动的工作原理基于两个齿轮通过曲面啮合来传递动力。

当主从传动轴转动时，齿轮的齿面会相互啮合并传递力矩。

由于锥面啮合产生了相对的法向力和切向力，使得齿轮之间保持了良好的啮合状态。

在锥齿轮传动中，主从传动轴的转速可以是一样的，也可以不一样。

当两个轴的转速不一致时，齿轮的传动比就会发生改变，从而实现了速度的变换。

优点锥齿轮传动相比其他传动方式具有一些明显的优点：1.传递功率大：锥齿轮传动能够承受大的力矩，适用于传递大功率的场合。

2.传动效率高：由于锥齿轮的啮合面是斜的，使得传动效率相对较高。

3.结构紧凑：锥齿轮传动的结构相对紧凑，占据空间较小。

4.工作平稳：锥齿轮传动的工作平稳可靠，噪声和振动较小。

应用领域锥齿轮传动被广泛应用于各种机械设备中，特别适用于以下场合：1.汽车行业：锥齿轮传动用于汽车的变速器、差速器等部件上，实现不同车轮的转速差异。

2.工程机械：工程机械中的履带驱动、旋挖钻等设备广泛采用锥齿轮传动，实现高扭矩传动。

3.航空航天：航空航天领域的飞机起落架、发动机传动等部件中常采用锥齿轮传动，满足高负载和高可靠性的要求。

4.铁路交通：锥齿轮传动用于铁路车辆中的传动装置，例如转向架传动装置、车轮轴传动等。

总结锥齿轮传动作为一种常见的机械传动方式，具有传递大功率、高传动效率、紧凑结构等优点，被广泛应用于汽车、工程机械、航空航天等领域。

通过了解锥齿轮传动的结构、工作原理和优点，可以更好地理解和应用锥齿轮传动技术。