圆锥齿轮参数设计
圆锥齿轮精度设计标准是多少

圆锥齿轮精度设计标准是多少
圆锥齿轮精度设计标准根据实际应用需求、机器设备的性能要求以及制造工艺的可行性等多个因素来确定。
在设计圆锥齿轮的精度标准时,一般需要考虑以下几个方面:
1. 公差等级:圆锥齿轮的公差等级是评价其制造精度的重要指标之一。
公差等级分为精密等级和普通等级两类,其中精密等级要求更高,精度更高。
2. 齿轮的齿形误差:齿形误差是指齿轮齿形与理论齿形之间的偏差,包括齿顶高度误差、齿根高度误差、齿距误差等。
齿形误差对齿轮的传动性能、噪声和寿命等都有重要影响,因此需要严格控制。
3. 齿轮的分度误差:分度误差是指齿轮齿距相对理论齿距的偏差。
分度误差会导致齿轮传动的误差和不平稳,因此也需要在设计中进行控制。
4. 齿轮的轴向距离误差:轴向距离误差是指齿轮齿面的轴向位置相对于理论位置的偏差。
轴向距离误差会导致齿轮传动的不平稳和噪声增加,因此也需要进行适当的控制。
5. 齿轮的磨损和寿命:齿轮在使用过程中会产生磨损,因此需要在设计中考虑其寿命。
一般来说,圆锥齿轮的寿命要求较长。
综上所述,圆锥齿轮精度设计标准需要根据具体的应用要求和机器设备性能要求来确定。
不同的机器设备对圆锥齿轮的精度
要求可能有所不同,在设计过程中需要综合考虑各个因素,并进行适当的权衡和调整,以确保圆锥齿轮的精度能够满足实际需求,并具有良好的传动性能和寿命。
直齿圆锥齿轮参数化设计及有限元分析

o t ag t—t eh v lGe r W he l fS r i h — e t Be e a es
WA NG o g— g g Zh n 帆
( ca i l q i e t nf c r g C . t.fB o uSel Cop C r. B o u0 4 1 , e Mog o, h a Meh n a E u m n uat i o Ld o at t ( ru ) o , at 10 0 N i ng lC i ) c p Ma un o e p o n
i t fi n e—ee n mu ai n a ay i o h t s tt f te mo e i o d n s ma e w t h OS l me te l t n l ss fr t e sr s s e o d lw t l a i g i d i t e C MOS Wo k . e o e a h h h / rs T h wh l td o l s rf rn e rd v lp n h i r r o d es o e r ,mp o i g a d o t zn h e in p - oe su y c ud b a ee e c s f e e o ig te l ay fr mo l fg as i rv n n p i i g t e d to . h D mo e fsrih —teh b v lg a h esi d y o e ai g te p o rm n e s e eo e i t e meh d T e 3 d l tag t e t e e e rw e l sma e b p r t r g a a d t h o 【 n h h
第3 8卷第 2期 21 0 2年 4月
包
标准直齿圆锥齿轮_____的参数为标准值

标准直齿圆锥齿轮_____的参数为标准值标准直齿圆锥齿轮是一种常用的机械传动元件,具有很好的传动效果和稳定性。
它由齿轮、轴等部件组成,在机械制造领域应用广泛,特别是在变速箱、传动装置等设备中扮演着重要的角色。
下面将介绍标准直齿圆锥齿轮的相关参数及其标准值。
直齿圆锥齿轮的参数相对较多,包括齿轮模数、齿数、压力角、齿宽、法向模数等。
这些参数是根据齿轮在机械传动中的实际工作条件和要求来确定的,不同的工作环境需要不同的参数设计。
标准直齿圆锥齿轮的参数设计是按照国际标准和行业规范来确定的,以确保其在设计、制造和使用过程中的可靠性和稳定性。
直齿圆锥齿轮的齿轮模数是指齿轮的模数大小,它是齿轮直径与齿数的比值。
标准直齿圆锥齿轮的模数一般为3、4、5、6、8、10等多个标准值可供选择。
模数为3和4适用于小型机械设备,模数为5和6适用于一般工程机械,而模数为8和10适用于大型机械设备。
通过选择不同的模数,可以满足不同工作环境下对传动效果和承载能力的要求。
直齿圆锥齿轮的齿数是指齿轮上的齿的数量,通常由设计要求和工作条件来确定。
标准直齿圆锥齿轮的齿数范围广泛,一般分为12、15、18、20、24、36、48等多种标准值。
齿轮的齿数大小直接影响到齿轮的传动比和承载能力,因此在设计选择时需根据实际情况进行综合考虑。
压力角是指齿轮齿形曲线与齿轮轴线的夹角,也是影响齿轮传动性能的重要参数之一。
标准直齿圆锥齿轮的压力角一般为20°,这是工程机械领域常用的标准数值。
选择合适的压力角可以提高齿轮的传动效率和稳定性,同时还可以减小齿轮的动载荷和振动,延长齿轮使用寿命。
齿宽是指齿轮齿条的宽度,也是齿轮承载能力和传动效果的重要影响因素。
标准直齿圆锥齿轮的齿宽一般按照齿轮的模数和齿数来确定,其大小范围广泛。
在设计选择时,需要根据齿轮工作条件和要求来合理确定齿宽大小,以确保齿轮在工作过程中的可靠性和稳定性。
法向模数是指齿轮螺旋锥面上齿廓的模数,也是齿轮设计中的重要参数之一。
锥齿轮的设计计算

锥齿轮的设计计算
一.选择齿轮的材料和精度等级
1.材料选择查表选取大小齿轮材料均为45号钢调质。
小齿轮齿面硬度为
250HBS,大齿轮齿面硬度为220HBS。
250HBS-220HBS=30HBS;符合要求;220<250<350;为软齿面。
齿轮为8级精度。
试选小齿轮齿数=20 ===70。
二.按齿面接触疲劳强度设计
由齿面接触疲劳强度设计公式
试选载荷系数。
计算小齿轮传递的转矩
=
由表选取齿宽系数。
确定弹性影响系数据表得。
确定区域载荷系数标准直齿圆锥齿轮传动。
根据循环次数公式计算应力循环次数
=
查图得接触疲劳寿命系数
查图得解除疲劳极限应力
计算解除疲劳许用应力
取失效概率为1%,安全系数
=540MPa
MPa
由接触强度计算小齿轮的分度圆直径
计算齿轮的圆周速度
计算载荷系数
查表得
接触强度载荷系数
按实际的载荷系数校正分度圆直径
取标准m=5.
计算齿轮的相关参数
圆整并确定齿宽
三.校核齿根弯曲疲劳强度
1.确定弯曲强度载荷系数
2.计算当量齿数
3.查表得
4.计算弯曲疲劳许用应力
由图得弯曲疲劳寿命系数
按脉动循环变应力确定许用应力
校核弯曲强度
根据弯曲强度条件公式进行校核
满足弯曲强度,所选参数合适。
参考资料:
1.《机械设计手册》第四版化学工业出版社第3卷成大先主编。
2.《机械设计同步辅导及习题全解》中国矿业大学出版社
3.百度文库。
直齿圆锥齿轮的标准参数

直齿圆锥齿轮的标准参数直齿圆锥齿轮是一种常见的机械传动装置,广泛应用于各种机械设备中。
它具有传递动力、改变转速和转矩传递方向的功能,因此在工业生产中具有重要的作用。
为了确保直齿圆锥齿轮的正常运转和传动效率,制定了一系列的标准参数,以便生产和使用时参考。
本文将对直齿圆锥齿轮的标准参数进行详细介绍。
首先,直齿圆锥齿轮的标准参数包括模数、齿数、齿宽、齿顶高、齿根圆直径等。
其中,模数是指齿轮齿数与齿轮直径的比值,它是确定齿轮尺寸的基本参数。
齿数是指齿轮上的齿的数量,它直接影响到齿轮的传动比和传动效率。
齿宽是指齿轮齿面的宽度,它决定了齿轮的承载能力和传动功率。
齿顶高和齿根圆直径则是齿轮齿面的两个重要尺寸,它们直接影响到齿轮的强度和耐磨性能。
其次,直齿圆锥齿轮的标准参数还包括齿轮的精度等级、齿轮材料和热处理要求。
齿轮的精度等级是指齿轮齿面的加工精度,它直接影响到齿轮的传动精度和噪音水平。
齿轮材料是指制造齿轮所采用的材料,常见的材料有合金钢、铸铁和塑料等。
不同的材料具有不同的机械性能和耐磨性能,需要根据具体的使用条件来选择。
热处理要求是指对齿轮进行的热处理工艺,它可以提高齿轮的硬度和强度,延长使用寿命。
最后,直齿圆锥齿轮的标准参数还包括齿轮的设计和制造要求。
设计要求包括齿轮的结构形式、齿轮齿面的修形和倒角、齿轮的轴向间隙和端面间隙等。
制造要求包括齿轮的加工工艺、检测方法和表面处理等。
这些设计和制造要求是保证齿轮质量和可靠性的重要保障。
综上所述,直齿圆锥齿轮的标准参数涵盖了齿轮的尺寸、精度、材料、热处理和制造要求等方面,它们对于确保齿轮的正常运转和传动效率具有重要意义。
在实际生产和使用中,必须严格按照标准参数进行设计、制造和检测,以确保齿轮的质量和可靠性,提高机械设备的性能和使用寿命。
圆锥齿轮参数化设计及力学分析 机械设计论文

毕业设计(论文)圆锥齿轮参数化设计及力学分析学院(系):机电信息工程学院专业:机械设计制造及其自动化学生姓名:学号:指导教师:评阅教师:完成日期:摘要直齿锥齿轮是在机械上应用比较多的零件,其参数化设计的顺利进行以及力学分析将大大增加科技人员在产品开发阶段应用计算机辅助的方便性和实用性。
在Pro /E软件中,根据机械设计中有关齿轮的设计原理,通过建立直齿锥齿轮中各变量与模数m、齿数z等基本设计参数的关系,可以实现直齿锥齿轮的参数化设计,虚拟装配和运动仿真等研究,并通过干涉分析可以发现零件设计图的缺陷。
利用此方法,可以把设计错误消除在制造前,以减少重复性工作,减少工程损失。
参数化设计方法提高了设计的柔性和敏捷性,具有重要的工程应用价值。
使工程技术人员可以通过变动某些约束参数而不必改动元件设计的全过程来更新设计。
这种设计方法的编辑、修改等很容易实现,大大地简化了产品设计的过程。
关键词:Pro/E;直齿锥齿轮;参数化建模;仿真AbstractSpur bevel gear is widely applied in the mechanical parts. It’s parametric design smoothly and mechanical analysis will greatly increase the application of computer aided convenience and practical of those science and technology personnel working in product development phase. In Pro/E, according to the design principle of the gear of the mechanical design , and by establishing the relationship of the variable and basic design parameters of the spur bevel gear, such as module m, number of teeth z and so on. To realize parameter design of the spur bevel gear, virtual assembly and motion simulation, etc. And through the interference analysis we can find flaws when design parts. By this method, we can eliminate the error before design the part, so as to reduce repetitive work and reduce the loss Parametric design method improves the design flexibility and agility, and has the important engineering application value. The engineering and technical personnel can update the design just through changing some constraint parameters and don't have to change the whole process of the component design. The editing and modify etc of this design method are easy to achieve, and greatly simplified the product design process.Key Words:Pro/E; Spur bevel gear; Parameterized modeling; Simulation目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1课题研究背景和意义 (1)1.1.1 课题研究背景 (1)1.1.2课题研究的意义 (1)1.2 国内外发展现状 (2)1.3 本课题主要工作和内容 (3)2 CAD技术及Pro/E软件的介绍 (4)2.1计算机辅助设计(CAD)的研究现状及发展趋势 (4)2.1.1 CAD技术简介 (4)2.1.2 CAD软件现状、主要分类及各自的主要特色 (4)2.1.3 CAD发展方向 (5)2.2 Pro/E软件简介 (6)2.2.1 软件概述 (6)2.2.2 Pro/ENGINEER软件包简介 (7)3直齿锥齿轮的参数化设计 (8)3.1 参数化建模原理分析 (8)3.2 直齿圆锥齿轮参数化建模 (9)3.2.1直齿锥齿轮的建模思路 (9)3.2.2 零件解析 (10)3.2.3 参数化设计过程 (10)4 直齿锥齿轮的运动仿真 (15)4.1 建立安装基准 (15)4.2 进入Pro/E装配环境,进行齿轮的装配 (16)4.3 运动仿真 (16)4.3.1设定运动参数 (17)4.3.2 启动运行 (17)4.3.3干涉分析 (17)5 直齿锥齿轮的有限元分析 (18)5.1 有限元分析概述 (18)5.2 创建有限元分析模型 (18)5.3 添加材料、约束和载荷 (18)5.4运行分析并查看结果 (19)结论 (23)参考文献 (24)附录A 锥齿轮设计参数 (25)附录B 直齿锥齿轮的参数关系 (26)致谢 (28)1绪论1.1课题研究背景和意义1.1.1 课题研究背景齿轮传动是机械传动中的重要装置,它具有质量小、体积小、传动比大和效率高等优点,已广泛应用于汽车、船舶、机床、矿山冶金等领域,它几乎适用于一切功率和转速范围。
机械设计-直齿圆锥齿轮传动1
Fa2
Fa1
Ft2
Ft1
Fr1
直齿圆锥齿轮传动
1.锥齿轮机构用于传递两相交轴之间的运动,最常见的是两轴相交成90°的直齿圆锥齿轮。 2.直齿锥齿轮传动的基本参数及几何尺寸都是以轮齿大端为标准的
总结
谢谢观看
直齿圆锥齿轮传动
2、当量齿轮
当量齿轮:将背锥展成一平面扇形齿轮,并将该扇形齿轮补充为整圆齿轮。这样所得的直齿圆柱为原直齿锥齿轮的当量齿轮。
当量齿数:
直齿圆锥齿轮传动
力的方向:
圆周力Ft :主动轮上的与转向相反,从动轮上的与转向相同
径向力 Fr:分别指向各自轮心;
轴向力 Fa:分别由各轮的小端指向大端。
传动比:
锥距:
C
t
锥齿轮的轮齿是沿圆锥面分布的,其轮齿尺寸朝锥顶方向逐渐缩小。
直齿圆锥齿轮传动
圆锥齿轮的主要参数和几何尺寸计算如下表所示
正确啮合的条件:
m1= m2
1= 2
直齿圆锥齿轮传动
1、背锥 背锥:过A点做该圆弧的切线与轴线交于O’,以O’A为母线绕轴线OO’旋转所得的轮廓与球面齿廓相切的圆锥体称为背锥。
直齿圆锥齿轮传动
1
直齿圆锥齿轮概述
CONTENTS
目录
2
直齿圆锥齿轮的基本参数和几何尺寸
直齿圆锥齿轮传动
锥齿轮传动传递的是相交轴的运动和动力。其传动可以看成两个锥顶共点的圆锥体互作纯滚动。两轴交角Σ=δ1+δ2由传动要求确定,可为任意值。常用的为Σ=90°。
第一节 概 述
分类:直齿(常用)、斜齿(被曲线齿代替)、 曲线齿。特点:直齿锥齿轮:制造精度较低,工作时振动和噪声较大,适用于低速轻载传动;曲线齿锥齿轮:传动平稳,承载能力强,长用于高速重载场合,但设计制造复杂。
机械设计-锥齿轮
一、设计参数
直齿圆锥齿轮传动设计
锥齿传动
几何参数标准: 大端分度圆处 m、α为大端参数 强度计算推导思路: 锥齿轮→当量直齿轮 强度计算: 平均分度圆处 当量齿轮。
DUT-MYL
DUT-MYL
锥齿轮 齿数比: 锥距:
d1 d 2 R = + = d1 2 2
DUT-MYL
五、锥齿轮接触强度计算 按平均分度圆处的当量直齿圆柱齿轮计算,m代入mm 1、基本公式 赫兹公式:
Fnca σ H = ZE ⋅ ≤ [σ]H L ρΣ
DUT-MYL
强度校核公式:
σH
4 KT1 ≤ [σ H ] 2 3 φR (1 − 0.5φR ) d1 u
Z H Z E Zε
动载系数Kν ——按Vm 并降低一级精度查图7-9 齿间载荷分配系数 齿向载荷分布系数
Khβbe —— 轴承系数,查表7-11
3、YFa、Ysa 按当量齿数查表7-9
DUT-MYL
锥齿受力分析
Fr1= F’ cos δ1= Ft tgα cos δ1 = - Fa2 Fa1 = F’sinδ1 = Ft tg δ1 = -Fr2 主动轮 —— 与其转向n1相反 从动轮 —— 与其转向n2相同
Ft Fr Fa
Ft1= -Ft2 Fr1= -Fa2 Fa1= -Fr2
82
各力方向
分别指向各自轮心 指向各齿轮大端
DUT-MYL
例:受力分析
n1
Fr1 Fr2 Ft1 Fa1 Fa2 Ft2
n2
Fr1= -Fa2 Fr2= -Fa1
DUT-MYL
三、锥齿轮特点 1、锥齿轮齿廓大小沿齿宽方向变化,与其距锥顶距离 成正比; 2、轮齿大、小端刚度不同,沿齿宽的载荷分布不均; 3、锥齿轮较直齿轮精度低, 振动噪声大,速度不宜过高; 4、参数计算——大端为标准—— m ; 强度计算——齿宽中点的当量圆柱齿轮为准,— mm
锥齿轮传动设计
锥齿轮传动设计一、引言锥齿轮传动是一种广泛应用于各种机械传动中的一种传动方式。
其主要特点是具有较高的承载能力、传递效率高、工作平稳等优点。
在设计锥齿轮传动时,需要考虑多方面因素,包括输入输出功率、转速比、载荷类型和大小等因素。
本文将从锥齿轮传动的基本原理、设计方法以及常见问题解决方法等方面进行详细介绍。
二、锥齿轮传动的基本原理1. 锥齿轮传动的结构锥齿轮传动由两个相交的圆锥形齿轮组成,分别为主动齿轮和从动齿轮。
主动齿轮通常为小端直径较小的圆锥形,从动齿轮通常为大端直径较大的圆锥形。
2. 锥齿轮传动的工作原理当主动齿轮旋转时,其直径较小的小端将驱使从动齿轮转动。
由于两个圆锥形齿轮之间产生了相对运动,因此在接触线上产生了滚切运动。
这种滚切运动可以保证齿轮之间的接触面积均匀分布,从而使得传动效率提高。
三、锥齿轮传动的设计方法1. 锥齿轮传动的参数计算在进行锥齿轮传动设计时,需要计算出一系列参数,包括模数、压力角、齿数、分度圆直径等。
具体计算方法可以参考国家标准GB/T 10095-2008《锥齿轮》。
2. 锥齿轮传动的选型在进行锥齿轮传动选型时,需要考虑多方面因素,包括输入输出功率、转速比、载荷类型和大小等因素。
通常可以根据输入输出功率和转速比来确定合适的模数和齿数范围,在此基础上进行具体选型。
3. 锥齿轮传动的结构设计在进行锥齿轮传动结构设计时,需要考虑多方面因素,包括主动从动端的位置关系、两个圆锥形齿轮之间的啮合角度等因素。
通常可以采用CAD软件进行三维建模和仿真分析,以确保结构设计合理可靠。
四、常见问题解决方法1. 锥齿轮传动噪声问题锥齿轮传动在运行时会产生一定的噪声,主要原因是由于啮合面的滑动和滚动摩擦所引起的。
为了解决这一问题,可以采用降低齿轮间啮合角度、改善齿形等方法。
2. 锥齿轮传动润滑问题锥齿轮传动在运行时需要进行润滑以减少磨损和摩擦。
通常可以采用油浸式润滑或者油雾润滑等方法。
在选择润滑方式时需要考虑输入输出功率、转速比和工作环境等因素。
标准锥齿轮传动的强度计算
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 。
常见齿轮结构形式
⑴ 齿轮轴 ⑵ 实心式结构 ⑶ 腹板式结构 ⑷ 轮辐式结构
标准锥齿轮传动的强度计算
1 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。
轴交角∑,齿数比u,齿 数z1、z2,锥距R,分 度圆锥角δ1、 δ2,分度 圆直径d1、d2,齿宽中点 处即平均分度圆的直径为
dm1、dm2,当量齿轮 齿数zv1、zv2,当量齿轮 的分度圆直径dv1、dv2,
很显然,当两齿轮平均齿宽处两当量齿轮在节点上的啮 合曲率半径为:
从而可得到 :
若将上式(综合曲率表达式)及uv=u2、 等式代入赫兹公式,并令接触线长度L=b,得到:
若α=20°,则得到: 校核式 设计式
§10-10 齿轮的结构设计
通过强度计算确定出了齿轮的齿数z、模数m、齿宽B、螺
旋角b、分度圆直径d 等主要尺寸。
常见齿轮结构形式
⑴齿轮轴
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
圆柱齿轮轴
圆锥齿轮轴
圆柱齿轮轴
圆柱齿轮e<2mt
圆锥齿轮轴
< (对锥齿轮指小端)
圆锥齿轮轴பைடு நூலகம்
e
⑵实心式结构
< 160mm
实心式圆柱齿轮
但航空齿轮为减轻重量, 腹板式结构。
实心式圆锥齿轮 < 160mm 时,有时也设计为
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圆锥齿轮参数设计
0.概述
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。
这说明:可用大端背锥上的齿形近似地作为锥齿轮的大端齿形。
由于背锥可展开成平面并得到一扇形齿轮,扇形齿轮的模数m、压力角a和齿高系数ha*等参数分别与锥齿轮大端参数相同。
再将扇形齿轮补足成完整的直齿圆柱齿轮,这个虚拟的圆柱齿轮称为该锥齿轮的大端当量齿轮。
这样就可用大端当量齿轮的齿形近似地作为锥齿轮的大端齿形,即锥齿轮大端轮齿尺寸(ha、hf等)等于当量齿轮的轮齿尺寸。
(2) 基本参数
由于直齿锥齿轮大端的尺寸最大,测量方便。
因此,规定锥齿轮的参数和几何尺寸均以大端为准。
大端的模数m的值为标准值,按下表选取。
在GB12369-90中规定了大端的压力角a=20。
,齿顶高系数ha*=1,顶隙系数c*=0.2。
锥齿轮模数(摘自GB12368-90)
… 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 5.5 6 6.5 7 8 …
(3) 当量齿数
当量齿轮的齿数zv称为锥齿轮的当量齿数。
zv与锥齿轮的齿数z的关系可由上图求出,由图可得当量齿轮的分度圆半径rv
而
则有
式中:d为锥齿轮的分度锥角。
zv一般不是整数,无须圆整。
3 直齿锥齿轮传动的运动设计
(1) 背锥和当量齿轮
下图为一对锥齿轮的轴向剖面图。
该对锥齿轮的轴角等于两分度锥角之和,即
由于直齿锥齿轮传动强度计算及重合度计算的需要引进一对当量齿轮(上图),它们是用该对锥齿轮齿宽中点处的背锥展开所得到的。
当量齿轮的分度圆半径d v1/2和d v2/2分别为这对锥齿轮齿宽b中点处背锥的母线长;模数即为齿宽中点的模数,称为平均模数m m。
1. 直齿圆锥齿轮的啮合传动特点
一对锥齿轮的啮合传动相当于其当量齿轮的啮合传动。
因此有如下特点:
(1) 正确啮合条件
(2) 连续传动条件 e>1,重合度e可按其齿宽中点的当量齿轮计算。
(3) 不根切的最少齿数
(4) 传动比i12 因,故
当S=90°时,有
2. 几何尺寸计算
根据锥齿轮传动的特点,其基本几何尺寸按大端计算,但锥齿轮齿宽中点处及其当量齿轮的几何尺寸必须通过大端导出。
(1) 齿宽系数FR 。
一般取F R=1/3,且b1=b2=b
(2) 齿宽中点的分度圆直径(平均分度圆直径)d m和平均模数m m
(3) 齿宽中点处当量齿轮的分度圆直径d mv、当量齿数z v及齿数比u v
式中齿数比影响分度锥顶角的大小,一般取u≤3,最大不超过5。
参考上图导出标准直齿锥齿轮传动的几何尺寸计算公式列于标准直齿锥齿轮传动的主要几何尺寸计算公式表中。
4. 直齿锥齿轮传动的强度计算
直齿锥齿轮的强度计算比较复杂。
为了简化计算,通常按其齿宽中点的当量齿轮进行强度计算。
这样,就可以直接引用直齿圆柱齿轮的相应公式。
因直齿锥齿轮的制造精度较低,在强度计算中一般不考虑与重合度的影响,即取齿间载荷分配系数Ka、重合度系数Ze、Ye的值为1。
1 轮齿受力分析
忽略齿面摩擦力,并假设法向力Fn集中作用在齿宽中点上,在分度圆上可将其分解为圆周力Ft、径向力Fr和轴向力Fa相互垂直的三个分力,如下图所示。
各力的大小分别为
式中 T1--小齿轮的名义转矩(N·mm);
轮齿受力分析
各力的方向主动轮圆周力的方向与轮的转动方向相反,从动轮圆周力的方向与轮的转动方向相同;主、从动轮径向力分别指向各自的轮心;轴向力则分别指向各自的大端。
载荷系数
式中:KA-使用系数,按使用系数KA表查取
Kv-动载荷系数,降低一级精度等级,用齿宽中点的圆周速度由动载荷系数Kv图查取
Kb-齿向载荷分布系数,可按式,式中K Hbbe由表齿向载荷分配系数K Hbbe查取。
2. 齿面接触疲劳强度计算
以当量齿轮作齿面接触疲劳强度计算,则式
为
将当量齿轮的有关参数代入上式中,可得直齿圆锥齿轮传动的齿面接触疲劳强度校核公式为而齿面接触疲劳强度设计公式为
式中各参数按前述确定。
3. 齿根弯曲疲劳强度计算
将当量齿轮的有关参数代入式和中,可得直齿圆锥齿轮传动的齿根弯曲疲劳强度校核公式和设计公式
式中Y Fa-齿形系数,根据当量齿数,由外齿轮的齿形系数图YFa查取。
YSa-应力修正系数,根据当量齿数,由应力修正系数YSa图查取。