《机械设计基础》第五版 第十一章 11-9直齿圆锥齿轮传动10,11.pptVIP

* Fn －轮齿间相互作用的总压力；方向为齿廓的法向。 11-9 直齿圆锥齿轮传动 一、轮齿上的作用力Fn n1 T1 0 以小齿轮为受力体 直齿圆锥齿轮 Fn Fn作用点位置－齿宽中点的分度圆上。 dm1 δ n1 T1 0 直齿圆锥齿轮 Fn δ dm1 2 沿三个方向 分解法向力Fn 设：齿宽中点分度圆直径dm1 Fn1 的分解（二次投影法） n1 T1 0 直齿圆锥齿轮 Fn δ dm1 2 沿三个方向分解法向力Fn： 分度圆切线方向：圆周力Ft Ft 分度圆径向：径向力Fr Fr 轴向： 轴向力Fa Fa 三 分 力 n1 T1 0 直齿圆锥齿轮 Fn δ dm1 2 求解三个分力： 圆周力Ft Ft Fr Fa 求解三个分力： Ft Fr Fa Fn Fr Fr Ft Fr A B C A B C Fn △ABC中： Fn分为 Ft 径向力 轴向力 Fr分为 n1 T1 0 直齿圆锥齿轮 Fn δ dm1 2 三个分力分别为： 圆周力Ft Ft 径向力Fr Fr 轴向力Fa Fa (11-12) n1 T1 0 直齿圆锥齿轮 Fn δ dm1 2 Ft Fr Fa 1）圆周力Ft ：“主反从同” 在主动轮上与运动方向相反， 在从动轮上与运动方向相同。 各力的方向： 2）径向力Fr： “由作用点指向轮心” 对两轮都是垂直指向 齿轮轴线。 3）轴向力Fa ： “背着锥顶”。 (从小端指向大端） 平面法表示各分力的方向 n1 已知直齿圆锥齿轮的安装方式和n1的回转方向 z1 z2 平面法表示各分力的方向 n1 Fr1 Ft1 Fa2 Fr2 Ft2 判断出：n2 的回转方向； n2 Ft1 Fr1 Fa1 Fa1 Ft2 Fr2 Fa2 z1 z2 齿轮1受力： 齿轮2受力： 因为两轴垂直，所以： Ft2 = - Ft1 Fr 1 = - Fa2 Fa1 = - Fr2 二、齿根弯曲疲劳强度计算 一对直齿圆锥齿轮传动与其当量齿轮的强度近似相等。可直接套用直齿轮的计算公式，代入当量齿轮参数。 代入得设计公式： 三、齿面接触疲劳强度计算 综合曲率为： 利用赫兹公式，并代入齿宽中点处的当量齿轮相应参数，可得锥齿轮齿面接触疲劳强度计算公式如下： 校核计算公式： 设计计算公式： 计算所得模数me ,应圆整为标准值 锥齿轮模数（GB12368-90） mm … 1 1.125 1.25 1.375 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.5 5 6 6.5 7 8 9 10… 直齿锥齿轮的齿面接触疲劳强度，仍按齿宽中点处的当量圆柱齿轮计算。 11-10 齿轮的构造 齿轮结构设计的内容： 确定轮缘，轮辐，轮毂等结构形式及尺寸大小 方法：经验设计为主 即在综合考虑齿轮几何尺寸，毛坯，材料，加工方法，使用要求及经济性等各方面因素的基础上，按齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，再根据推荐的经验数据进行结构尺寸计算。 由强度计算只能确定齿轮的主要参数： 如齿数z、模数m、齿宽B、螺旋角b、分度圆直径d 等。 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 直径较小的钢质齿轮，当齿根圆直径与轴径接近时，可以将齿轮与轴做成一体，称为齿轮轴。否则可能引起轮缘断裂。 1. 齿轮轴 一、常见的结构形式 e 圆柱齿轮e 2 mt 或 d1.8d轴 e 圆锥齿轮：e 1.6 mt 圆锥齿轮轴 圆柱齿轮轴 2. 实心齿轮 (da≤150~200mm) 潘存云教授研制 dh=1.6 ds ; lh=(1.2.~1.5) ds ,并使lh ≥b c=0.3b ; δ=(2.5.~4) mn ,但不小于8 mm d0和d按结构取定，当d 较小时可不开孔 3. 腹板式齿轮 潘存云教授研制 d d0 b ds dh da 斜度1:10 lh δ c 潘存云教授研制 3. 腹板式齿轮 dh=1.6 ds ; lh=(1.2.~1.5) ds ,并使lh ≥b c=0.3b ; δ=(2.5.~4) mn ,但不小于8 mm d0和d按结构取定。 潘存云教授研制 b ds dh da 斜度1:10 lh δ c 潘存云教授研制 适用于中型尺寸的齿轮。 潘存云教授研制 潘存云教授研制 b ds dh da 斜度1:20 c δ lh h1 e e h2 s 4. 轮辐