圆锥齿轮传动
第10章-直齿圆锥齿轮传动
第二节 直齿锥齿轮的齿廓曲面、背 锥和当量齿数
1.直齿锥齿轮的齿廓曲面 直齿锥齿轮齿廓的形成如图10一1所示.设一个发生面S与一 个基圆锥相切.该发生面在基圆锥上做纯滚动时.其上任一点K 将在空间展出一条渐开线AK.它上面任一点到锥顶O的距离 都是相等的.故是球面渐开线。在发生面上线段KK′的轨迹即 是直齿圆锥齿轮齿廓曲面—球面渐开面齿廓。
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第四节 直齿圆锥齿轮强度计算
一、直齿圆锥齿轮受力分析
图10一4所示为直齿圆锥齿轮主动轮轮齿受力情况。为简化 起见.忽略摩擦力的影响.并假定载荷集中作用在齿宽中部的 节点上。法向力可以分解为3个互相垂直的分力.即圆周力、 径向力和轴向力。 各力的方向是:圆周力和径向力的方向的确定方法与直齿圆柱 齿轮相同.两齿轮轴向力的方向都是沿着各自的轴线方向并指 向轮齿的大端。
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第四节 直齿圆锥齿轮强度计算
二、齿面接触疲劳强度
直齿锥齿轮的失效形式及强度计算的依据与直齿圆柱齿轮基 本相同.可近似地按齿宽中点的一对当量直齿圆柱齿轮传动 来考虑。将当量齿轮的有关参数代人直齿圆柱齿轮的强度校 核及设计计算公式.得直齿锥齿轮的齿面接触疲劳强度校核 和设计计算公式如下：
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图10一1 球面渐开线的形成
为 了 认 真 贯彻 落实党 的十六 届六中 全会精 神和中 央《决 定》、 “三级 ”公安 会 议 精 神 ， 深入学 习领会 胡锦涛 总书记 观摩全 国公安 民警大 练兵汇 报演出 时的重 要 讲 话 以 及 中央、 省、市 领导关 于公安 执法工 作和队 伍建设 的重要 指示精 神，切 实 解 决 公 安 队伍中 存在的 突出问 题，教 育引导 广大公 安民警 进一步 解放思 想、与 时 俱 进 、 开 拓创新 ，大力 弘扬求 真务实 精神， 打造一 支作风 过硬的 公安队 伍。上 级 公 安 党 委 决定开 展为期 八个月 的纪律 作风整 顿教育 活动。 本人按 照要求 ，认真 学 习 了 中 共 中央《 中国共 产党纪 律处分 条例》 、《中 国共产 党党内 监督条 例》、 《 中 国 共 产 党纪律 处分条 例》、 《人民 警察法 》、《 国家公 务员条 例》、 《国家 公 务 员 行 为 规范》 等有关 文件精 神，学 习了毛 建东、 肖琳、 桂红林 等先进 典型的 事 迹 。 通 过 学 习 教育 和深入 思考， 我个人 对纪律 作风整 顿教育 有了更 深的理 解 ， 对 自 身 存在的 问题也 有了进 一步的 认识。 现在对 照工作 实际， 作如下 剖析： 一 、存在 的主要 问题 1、在 “纪律 作风整 顿教育 ”活动 初期， 片面地 自我安 慰， 认 为 自 己 既 无参与 赌博， 又无考 试作弊 ，更无 开无牌 无证、 假牌假 证车， 没有什
圆锥齿轮传动
指指向已知运动构件的转向，大拇指的相
反方向另一构件的速度方向
3. 滑动速度 vs
vs
v21
v1
cos
v2
sin
v12 v22
vs 磨损、发热 。
蜗轮齿圈材料 青铜→耐磨、减磨
§ 10-10 蜗杆传动
练习 图示蜗杆传动中，已知蜗杆的旋向和转向， 在图中标出： 蜗轮的旋向和转向
当 ＝ 1＋ 2 = 90 时：
i
1 2
z2 z1
d2 d1
cot 1
tan 2
思考题：
P209 10-18 10-38
§ 10-10 蜗杆传动
一、蜗杆传动及其特点
组成：蜗杆、蜗轮 =1＋2＝ 90
为便于理解，可将蜗杆传动近似看成由 螺旋传动演化而来。 蜗杆类似于螺旋（升角，左右旋，头数…） 蜗轮很象齿轮，但有所不同（部分包围蜗杆）
qm
直径系数
= tan／(tan +v )
效率
tg z1m z1
d1 q
反行程： = tan ( -v ) / tan 自锁条件： <v
§ 10-10
四、主要参数和几何尺寸 （二）几何尺寸
d1 = m q d2 = m z2 仿齿轮 ha* =1 , c* = 0. 2
一、蜗杆传动及其特点
组成：蜗杆、蜗轮 =1＋2＝ 90
为便于理解，可将蜗杆传动近似看成由 螺旋传动演化而来。 蜗杆类似于螺旋（升角，右旋，头数…） 蜗轮很象齿轮，但有所不同（部分包围蜗杆）
1 1 90
1
蜗轮 蜗杆
§ 10-10 蜗杆传动
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。
圆锥齿轮传动
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。
圆锥齿轮传动的特点
学习评价
一、填空题
1、将齿轮轴线垂直，螺旋线右边高——（） 螺旋线左边高——（） 2、圆锥齿轮传动是用来传递两相交轴之间的（）和（）的。
参考答案
1、右旋、左旋
2、运动、动力
效率较低。
两轮相啮合的齿面间为点接触，接触应力 大，齿面易被压溃，促使轮齿磨损加剧。 交错轴斜齿轮传动不适合于高速大功率传 动，通常仅用于仪表或载荷不大的辅助传动 中。
任务实施
2、蜗轮蜗杆的传动 （1）、蜗轮蜗杆的特点 传动比大，结构紧凑； 具有自锁性； 传动平稳，无噪声。 优点
机械效率低； 齿间相对滑动速度大，磨损较严重； 蜗杆轴向力较大，轴承磨损大。 （2）. 蜗杆传动的应用： 缺点
两轴交错、传动比较大，传递功率不太大或间歇工作的场合。
任务实施
ห้องสมุดไป่ตู้本次学习任务主要内容小结:
一、螺旋线旋向判别 将齿轮轴线垂直，螺旋线右边高——右旋 螺旋线左边高——左旋 二、圆锥齿轮传动的特点 轮齿分布在圆锥体上，齿形从大端到小端逐渐减小； 取大端参数为标准值； 圆锥齿轮两轴之间的夹角可根据传动的需要任选，多取= 90º。 三、交错轴斜齿轮传动
汽车维修基础
常见的齿轮传动
建议学时：1
任务描述
本次任务需要你了解常见的齿轮传动
学习目标
通过本任务学习，应能：
1、了解常见的齿轮传动的特性；
学习重难点
学习重点：
平行轴斜齿轮机构的特性
学习难点：
螺旋线旋向判别
任务实施
一、平行轴斜齿轮机构
1、啮合特点 齿面接触线为斜线 逐渐进入/脱离啮合(加载/卸载) 动平稳，冲击，振动，噪音小 2、螺旋线旋向判别 将齿轮轴线垂直，螺旋线右边高——右旋 螺旋线左边高——左旋
圆锥齿轮传动
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。
圆锥齿轮传动
2. 当量齿轮
假想将锥齿轮的背锥展成的扇形齿轮的缺口补齐，则将获得一个圆柱齿
轮，这个假想的圆柱齿轮即是当量齿轮，当量齿轮的齿数即是当量齿数 zv 。 显然： zv ﹥ z
zv = z / cos δ
m当 = m大端 = m
α当 = α大端 = α
当量齿轮的意义：
可以把一对圆锥齿轮的啮合传动转化为一对当量齿轮 ---- 圆柱齿轮的 啮合传动来研究。∴ 前面所讨论的直齿圆柱齿轮传动的一些结论和公式， 可以直接应用到圆锥齿轮上。
齿轮与齿条啮合
背锥展开
当齿条采用直线齿廓时，扇形 齿轮的齿廓曲线应为平面渐开线
冠轮背锥
∴ 近似替代后：
投影
大端球面渐开线齿廓 → 背锥上齿廓 → 平面渐开线 范成法加工方法：求背锥齿形作为大端齿形 → 再将齿
条变为刨刀 → 直线轮廓刃的刨刀一边与锥轮毛坯作范成 运动，一边沿锥坯母线移动，从而进行切削
当 Σ = 900：i12 = ctg δ1 = tg δ2 当 Σ ≠ 900：i12 = sinΣ ctg δ1 - cosΣ
δ2 = Σ - δ1
δ1 = arcctg i12
δ1 = arcctg (( i12+ cosΣ ) / sinΣ )
3. 尺寸 P351.表10-9
齿顶圆锥锥角 δa 和齿根圆锥锥角 δf
大端的模数为 m --- 标准系列； 大端的压力角α =200
应用：
直齿：设计、制造、安装简单，用的广泛 斜齿：用的较少 曲齿（圆弧、螺旋齿）：传动平稳、承载能力强
二、直齿圆锥齿轮的背锥及当量齿轮 一对圆锥齿轮为能啮合传动，其共轭齿廓应为球面渐开线 采用一种近似方法来设计和制造近似的齿廓。
近似方法：用平面渐开线代替球面渐开线，且最大程度地近似。
圆锥齿轮传动
§8-12 圆锥齿轮传动§8-12 圆锥齿轮传动◆用来传递两相交轴之间的运动和动力的。
一、圆锥齿轮(Bevel gear)传动的应用和特点1. 应用及分类曲齿斜齿直齿◆曲齿圆锥齿轮常用于高速重载的传动中，如：汽车、飞机和拖拉机等的传动机构中。
2. 特点齿廓特点：球面渐开线。
啮合时，两齿轮的锥顶重合（分度圆锥共顶）。
◆轮齿分布在截圆锥体上，齿形从大端到小端逐渐减小；◆取大端参数为标准值；◆圆锥齿轮两轴之间的夹角可根据传动的需要任选，多取 =90º。
◆正确啮合条件：大端模数和压力角分别相等，分度圆锥共顶。
二、背锥与当量齿数1. 背锥（Back cone 辅助圆锥）：过锥齿轮大端，母线与锥齿轮分度圆锥母线垂直的圆锥体。
2. 当量齿轮和当量齿数以背锥的锥距r v 为分度圆半径，以圆锥齿轮大端的模数为模数，以圆锥齿轮压力角为压力角的圆柱齿轮。
当量齿轮：当量齿数z v ：指当量齿轮的齿数。
z v 一般不是整数,也不需圆整●可将直齿圆柱齿轮的某些原理近似应用于圆锥齿轮•计算重合度cos cos v v r mz mz r δδ===22cos v z z δ⇒=v z z ⇒>min min cos v z z δ=•最少齿数：2. 分度圆直径：3. 传动比∑=−−−→090三、直齿圆锥齿轮传动的基本参数和几何尺寸的计算1. 基本参数：m<1mm , h a *=1, c *=0.25m>1mm , h a *=1, c *=0.2α=20︒正常齿h a *=0.8, c *=0.2短齿11sin d R δ=2222sin d R δ=1222122111sin =sin z d i z d ωδωδ===1212ctg tg i δδ==4. 顶隙齿高由大端到小端逐渐收缩●不等顶隙收缩齿•齿顶圆锥、分度圆锥及齿根圆锥共顶；•齿顶厚和齿根圆角逐渐变小，影响强度；●等顶隙收缩齿•分度圆锥与齿根圆锥共顶；•齿顶圆锥母线与另一齿轮齿根圆锥母线平行；•齿根圆角半径较大，有利于提高强度和润滑；知识点小结：◆圆锥齿轮传动的类型和应用◆圆锥齿轮的齿廓曲面：球面渐开线◆圆锥齿轮的标准参数定义在大端◆背锥和当量齿数◆圆锥齿轮的几何尺寸。
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§8-12 圆锥齿轮传动
§8-12 圆锥齿轮传动
◆用来传递两相交轴之间的运动和动力的。
一、圆锥齿轮(Bevel gear)传动的应用和特点
1. 应用及分类
曲齿斜齿直齿◆曲齿圆锥齿轮常用于高速重载的传动中，如：汽车、飞机和拖拉机等的传动机构中。
2. 特点
齿廓特点：球面渐开线。
啮合时，两齿轮的锥顶重合（分度圆锥共顶）。
◆轮齿分布在截圆锥体上，齿形从大端到小端逐渐减小；
◆取大端参数为标准值；
◆圆锥齿轮两轴之间的夹角可根据传动的需要任选，多
取 =90º。
◆正确啮合条件：
大端模数和压力角分别
相等，分度圆锥共顶。
二、背锥与当量齿数
1. 背锥（Back cone 辅助圆锥）：
过锥齿轮大端，母线与锥齿轮分度圆锥母线垂直的圆锥体。
2. 当量齿轮和当量齿数
以背锥的锥距r v 为分度圆半
径，以圆锥齿轮大端的模数为
模数，以圆锥齿轮压力角为压
力角的圆柱齿轮。
当量齿轮：
当量齿数z v ：指当量齿轮的齿数。
z v 一般不是整数,也不需圆整●可将直齿圆柱齿轮的某些原理
近似应用于圆锥齿轮
•计算重合度
cos cos v v r mz mz r δδ===22
cos v z z δ⇒=v z z ⇒>min min cos v z z δ
=•最少齿数：
2. 分度圆直径：
3. 传动比∑=−−−→090三、直齿圆锥齿轮传动的基本参数和几何尺寸的计算
1. 基本参数：
m<1mm , h a *=1, c *=0.25
m>1mm , h a *=1, c *=0.2
α=20︒
正常齿
h a *=0.8, c *=0.2
短齿11
sin d R δ=222
2sin d R δ=1222122111
sin =sin z d i z d ωδωδ===1212
ctg tg i δδ==
4. 顶隙
齿高由大端到小端
逐渐收缩
●不等顶隙收缩齿
•齿顶圆锥、分度圆锥
及齿根圆锥共顶；
•齿顶厚和齿根圆角逐
渐变小，影响强度；
●等顶隙收缩齿
•分度圆锥与齿根圆锥共顶；
•齿顶圆锥母线与另一齿轮齿根圆锥母线平行；
•齿根圆角半径较大，有利于提高强度和润滑；
知识点小结：
◆圆锥齿轮传动的类型和应用
◆圆锥齿轮的齿廓曲面：球面渐开线
◆圆锥齿轮的标准参数定义在大端
◆背锥和当量齿数
◆圆锥齿轮的几何尺寸。