§10-8--直齿锥齿轮传动

第十章齿轮传动§10-1 概述§10-2 齿轮传动的失效形式及设计准则§10-3 齿轮的材料及其选择原则§10-4 齿轮传动的计算载荷§10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算§10-6 齿轮传动设计参数、许用应力与精度选择§10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算§10-8 标准锥齿轮传动的强度计算§10-9 齿轮的结构设计§10-10 齿轮传动的润滑P186齿轮传动概述1一、齿轮传动的主要特点：传动效率高可达99％；结构紧凑；工作可靠，寿命长；传动比稳定；制造及安装精度要求高，价格较贵。

二、齿轮传动的分类齿轮传动概述2按齿轮类型分：直齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动锥齿轮传动人字齿轮传动齿轮传动概述2按装置形式分：开式传动、半开式传动、闭式传动。

按齿面硬度分：软齿面齿轮（齿面硬度≤350HBS）硬齿面齿轮（齿面硬度＞350HBS）三、本章的主要内容齿轮传动的失效形式及设计准则；齿轮的材料及精度选择；齿轮传动的受力分析；齿轮传动的设计理论及方法；齿轮的结构设计。

齿轮的材料及其选择原则齿轮的材料及其选择原则一、对齿轮材料性能的要求轮齿应有较高的抗折断能力；二、常用的齿轮材料钢：常用材料，可经过热处理改善机械性能铸铁：低速、轻载、不太重要的场合非金属材料：高速、轻载、且要求降低噪声的场合。

四、齿轮材料选用的基本原则❑必须满足如强度、寿命、可靠性、经济性等的要求；❑应考虑齿轮尺寸大小和制造方法及工艺的要求；❑软齿面齿轮，小齿轮的齿面硬度应大于大齿轮的齿面硬度30~50HBS 。

常用材料见表10—1P189-192三、常用的热处理方法软齿面：调质、正火等硬齿面：表面淬火、渗碳、氮化等齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和抗胶合能力。

齿轮传动的计算载荷齿轮传动的计算载荷齿面接触线单位长度上所受的载荷，即：F n —为轮齿所受的法向载荷。

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。

直齿锥齿轮传动设计锥齿轮是圆锥齿轮的简称,它用来实现两相交轴之间的传动,两轴交角S称为轴角,其值可根据传动需要确定，一般多采用90°。

锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体上，轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小，如下图所示。

由于这一特点，对应于圆柱齿轮中的各有关”圆柱”在锥齿轮中就变成了"圆锥”，如分度锥、节锥、基锥、齿顶锥等。

锥齿轮的轮齿有直齿、斜齿和曲线齿等形式。

直齿和斜齿锥齿轮设计、制造及安装均较简单，但噪声较大，用于低速传动（＜5m/s）；曲线齿锥齿轮具有传动平稳、噪声小及承载能力大等特点,用于高速重载的场合。

本节只讨论S=90°的标准直齿锥齿轮传动。

1。

齿廓曲面的形成直齿锥齿轮齿廓曲面的形成与圆柱齿轮类似。

如下图所示，发生平面1与基锥2相切并作纯滚动，该平面上过锥顶点O的任一直线OK的轨迹即为渐开锥面.渐开锥面与以O为球心,以锥长R为半径的球面的交线AK为球面渐开线，它应是锥齿轮的大端齿廓曲线.但球面无法展开成平面，这就给锥齿轮的设计制造带来很多困难。

为此产生一种代替球面渐开线的近似方法。

2。

锥齿轮大端背锥、当量齿轮及当量齿数(1) 背锥和当量齿轮下图为一锥齿轮的轴向半剖面，其中DOAA为分度锥的轴剖面，锥长OA称锥距,用R表示;以锥顶O为圆心，以R为半径的圆应为球面的投影。

若以球面渐开线作锥齿轮的齿廓,则园弧bAc为轮齿球面大端与轴剖面的交线，该球面齿形是不能展开成平面的。

为此，再过A作O1A⊥OA，交齿轮的轴线于点O1.设想以OO1为轴线，以O1A为母线作圆锥面O1AA，该圆锥称为锥齿轮的大端背锥。

显然，该背锥与球面切于锥齿轮大端的分度圆。

由于大端背锥母线1A与锥齿轮的分度锥母线相互垂直,将球面齿形的圆弧bAc投影到背锥上得到线段b’Ac',圆弧bAc与线段b’Ac'非常接近，且锥距R与锥齿轮大端模数m之比值愈大(一般R/m>30），两者就更接近。

10直齿锥齿轮传动设计直齿锥齿轮传动是一种常见的传动装置，它可以实现两轴之间的传动，适用于很多机械设备。

接下来，我将为您详细介绍10直齿锥齿轮传动的设计。

设计步骤如下：1.确定传动比：根据传动需求，确定主动轴和从动轴的转速比，以及所需的输出转矩。

传动比的选择需要考虑设备的工作条件和运行要求。

2.确定齿轮参数：根据传动比和齿轮的模数选择主轴齿轮的齿数。

一般来说，齿数较大的齿轮可以承受更高的负载和转矩，但也会增加尺寸和重量。

3.计算齿轮尺寸：根据齿轮的齿数和齿轮模数，计算齿轮的基本尺寸参数。

其中包括齿轮的分度圆直径、齿根圆直径、齿顶圆直径等。

4.计算齿轮参数：根据齿轮的基本尺寸参数，计算齿轮的其它重要参数，如齿廓曲线的勾股角、模数系数、齿根向分度圆的加减量等。

5.齿轮加工和热处理：根据计算得到的齿轮参数，进行齿轮的加工和热处理。

齿轮加工一般采用数控机床或齿轮刨床进行，而齿轮的热处理可以提高齿轮的硬度和强度。

6.齿轮装配和测试：将加工好的齿轮进行装配，并进行传动测试。

传动测试可以通过测量传动装置的工作转矩、转速等参数来进行。

7.齿轮润滑和维护：在使用过程中，需要对齿轮进行润滑和定期维护。

合适的润滑剂可以减少齿轮的磨损和噪音，延长齿轮的使用寿命。

8.选择合适的材料：根据传动装置的工作条件和要求，选择合适的齿轮材料，如合金钢、渗碳钢等。

齿轮材料的选择需要考虑齿轮的强度、耐磨性和稳定性。

9.考虑齿轮的噪音和振动：齿轮传动在工作过程中会产生一定的噪音和振动，为了减少噪音和振动，可以采取一些措施，如改进齿廓曲线、采用减振器等。

10.参考其他设计规范和标准：为了保证传动装置的可靠性和安全性，设计过程中需要参考相关的设计规范和标准，如国家标准、行业标准等。

通过以上十个步骤，我们可以完成10直齿锥齿轮传动的设计。

设计过程中需要考虑多个因素，如传动比、齿轮参数、材料选择等等。

只有综合考虑这些因素，才能设计出合适的传动装置，满足设备的传动需求。

第八节 标准锥齿轮传动的强度计算锥齿轮用于相交轴之间的传动。

两轴交角可根据需要确定，但大多为90。

，即两轴垂直相交传动形式。

锥齿轮传动分为直齿、斜齿和曲线齿三种类型。

其中斜齿锥齿轮传动应用较少。

曲线齿推出轮传动具有工作平稳、承载能力高、使用寿命长等许多优点，适于高速、重载应用场合。

其主要缺点是制造难，要求具备专用加工机床。

所以，专业性强，一般场合不便推广。

目前，应用最多的仍为直齿锥齿轮传动，这主要是因为其设计、制造都比较简单。

但由于比制造精度普遍较低．工作中振动和噪声较大，故圆周速度不宜过高。

一般可用于＜5m ／s 场合。

一、设计参数直齿锥齿轮传动是以大端参数为标准值，强度计算时，是以锥齿轮齿宽中点处的当量齿轮作为计算时的依据。

对轴交角为90º的直齿锥齿轮传动： 211212tan cot δδ====d d z z u 2122212221+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=u d d d R Rb R b R d d d d 5.015.022m 11m -=-== 令fR=b/R 为锥齿轮传动的齿宽系数，设计中常取fR =0.25~0.35。

)5.01()5.01(R m R m φφ-=-=m m d d 以及　则有：二、轮齿的受力分析直齿锥齿轮的轮齿受力分析模型如下图，将总法向载荷集中作用于齿宽中点处的法面截面内。

F n 可分解为圆周力F t ，径向力F r 和轴向力F a 三个分力。

各分力计算公式：1m 1t 2d T F = ααtan 2tan '1m 1t d T F F == 2a 11m 111cos tan 2cos 'F d T F F r ===δαδ 2r 11m 111sin tan 2sin 'F d T F F a ===δαδααcos 2cos 1m 1t n d T F F == 轴向力F a 的方向总是由锥齿轮的小端指向大端。