锥齿轮计算
锥齿轮设计计算
锥齿轮的设计计算
.选择齿轮的资料和精度等级
资料选择查表选用大小齿轮资料均为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;切合要求；220<250<350;为软齿面。
齿轮为8级精度。
3. 试选小齿轮齿数=20 = = =70。
二．按齿面接触疲惫强度设计
由齿面接触疲惫强度设计公式
1. 试选载荷系数。
计算小齿轮传达的转矩
=
3.由表选用齿宽系数。
4.确立弹性影响系数据表得。
5.确立地区载荷系数标准直齿圆锥齿轮传动。
6.依据循环次数公式计算应力循环次数
=
查图得接触疲惫寿命系数
查图得排除疲惫极限应力
计算排除疲惫许用应力
取无效概率为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
按实质的载荷系数校订分度圆直径
取标准m=5.
计算齿轮的有关参数
圆整并确立齿宽三．校核齿根曲折疲惫强度确立曲折强度载荷系数
1.计算当量齿数
查表得
计算曲折疲惫许用应力
由图得弯曲疲劳寿命系数
按脉动循环变应力确立许用应力
校核曲折强度
依据曲折强度条件公式进行校核
知足曲折强度，所选参数适合。
参照资料：
1. 《机械设计手册》第四版化学工业第一版社第3卷成大先主编。
2. 《机械设计同步指导及习题全解》中国矿业大学第一版社
3.。
锥齿轮节锥角计算公式
锥齿轮节锥角计算公式
一，锥齿轮如何测绘，要测哪些参数？如何计算？直齿圆锥齿轮：需确定模数m齿数z分度圆锥角δ。
1.数出被测齿轮齿数z。
2.测出大端齿顶圆da。
3.算出分度圆锥角δ，tanδ1=z1/z2, tanδ2=z2/z1。
4.由表中公式得m=da/(z+2cosδ)，取相近标准模数。
5.按表格计算其余数据。
二，直齿圆锥齿轮的标准模数是什么？
m=d1/z1=d2/z2d1小齿轮分度圆直径 z1小齿轮齿数d2大齿轮分度圆直径z2小齿轮齿数三，锥齿轮，斜齿圆柱齿轮以什么参数作为标准值？
锥齿轮是以背锥上的参数为标准值的，注意，背锥在图上是“斜的”，齿顶高、齿根高，沿背锥“斜着”画出高度。
分度圆直径沿径向画出，与背锥相交，分锥（线）过这个交点。
斜齿轮是以法面参数为标准值的。
因为齿轮刀具参数是标准化的，既能加工直齿轮也能加工斜齿轮，而加工斜齿轮时，是沿法向切削的。
锥齿轮计算
锥齿轮计算公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]3.3.2 主减速器锥齿轮的主要参数选择a)主、从动锥齿轮齿数z1和z2选择主、从动锥齿轮齿数时应考虑如下因素；为了啮合平稳、噪音小和具有高的疲劳强度，大小齿轮的齿数和不少于40在轿车主减速器中，小齿轮齿数不小于9。
查阅资料，经方案论证，主减速器的传动比为，初定主动齿轮齿数z1=6，从动齿轮齿数z2=38。
b）主、从动锥齿轮齿形参数计算按照文献[3]中的设计计算方法进行设计和计算，结果见表3-1。
从动锥齿轮分度圆直径取dm2=304mm 齿轮端面模数22/304/388m d z===表3-1主、从动锥齿轮参数c）中点螺旋角β弧齿锥齿轮副的中点螺旋角是相等的。
拖拉机主减速器弧齿锥齿轮螺旋角的平均螺旋角一般为35°～40°。
拖拉机选用较小的β值以保证，使运转平稳，噪音低。
取β=35°。
较大的εFd）法向压力角α法向压力角大一些可以增加轮齿强度，减少齿轮不发生根切的最少齿数，也可以使齿轮运转平稳，噪音低。
对于拖拉机弧齿锥齿轮，α一般选用20°。
e) 螺旋方向从锥齿轮锥顶看，齿形从中心线上半部向左倾斜为左旋，向右倾斜为右旋。
主、从动锥齿轮的螺旋方向是相反的。
螺旋方向与锥齿轮的旋转方向影响其所受轴向力的方向。
当变速器挂前进挡时，应使主动齿轮的轴向力离开锥顶方向，这样可以使主、从动齿轮有分离趋势，防止轮齿卡死而损坏。
主减速器锥齿轮的材料驱动桥锥齿轮的工作条件是相当恶劣的，与传动系其它齿轮相比，具有载荷大、作用时间长、变化多、有冲击等特点。
因此，传动系中的主减速器齿轮是个薄弱环节。
主减速器锥齿轮的材料应满足如下的要求：a）具有高的弯曲疲劳强度和表面接触疲劳强度，齿面高的硬度以保证有高的耐磨性。
b）齿轮芯部应有适当的韧性以适应冲击载荷，避免在冲击载荷下齿根折断。
c）锻造性能、切削加工性能以及热处理性能良好，热处理后变形小或变形规律易控制。
差速器锥齿轮转速及扭矩计算
差速器锥齿轮转速及扭矩计算【实用版】目录1.差速器锥齿轮的定义与作用2.差速器锥齿轮的转速计算方法3.差速器锥齿轮的扭矩计算方法4.差速器锥齿轮的转速与扭矩对汽车性能的影响正文一、差速器锥齿轮的定义与作用差速器锥齿轮是汽车差速器中的重要组成部分，其主要作用是在汽车行驶过程中，根据汽车左右轮的转速差进行自动调整，使左右轮能够保持同步旋转。
这样既能保证汽车的行驶稳定性，又能有效降低汽车在行驶过程中的磨损。
二、差速器锥齿轮的转速计算方法差速器锥齿轮的转速计算主要依据差速器的结构和工作原理。
一般来说，差速器锥齿轮的转速可以通过以下公式进行计算：= (n1 + n2) / 2其中，n1 表示左轮的转速，n2 表示右轮的转速，n 表示差速器锥齿轮的转速。
在汽车行驶过程中，由于道路状况的不同，左轮和右轮的转速会产生差异。
因此，差速器锥齿轮的转速会在一定范围内进行调整，以保证汽车的正常行驶。
三、差速器锥齿轮的扭矩计算方法差速器锥齿轮的扭矩计算较为复杂，需要考虑差速器的结构、材料等因素。
一般来说，差速器锥齿轮的扭矩可以通过以下公式进行计算：T = (T1 + T2) / 2其中，T1 表示左轮的扭矩，T2 表示右轮的扭矩，T 表示差速器锥齿轮的扭矩。
在汽车行驶过程中，由于左轮和右轮的扭矩不同，差速器锥齿轮需要承受不同的扭矩。
因此，差速器锥齿轮的扭矩会在一定范围内进行调整，以保证汽车的正常行驶。
四、差速器锥齿轮的转速与扭矩对汽车性能的影响差速器锥齿轮的转速和扭矩对汽车的行驶性能具有重要影响。
如果差速器锥齿轮的转速过高或扭矩过大，会导致汽车的油耗增加、磨损加剧，甚至可能损坏差速器。
锥齿轮的圆周力
锥齿轮的圆周力是指在锥齿轮传动中，作用在齿面上的法向力在圆周方向上的分力。
锥齿轮的圆周力可以通过以下公式计算：
F_t=\frac{2T}{d_1}
其中，F_t为圆周力，T为传递的转矩，d_1为小齿轮的分度圆直径。
需要注意的是，上述公式仅适用于圆柱直齿轮的情况。
对于锥齿轮，由于其齿形和传动方式的复杂性，计算圆周力需要考虑更多的因素，如齿轮的几何参数、传动比、载荷分布等。
在实际应用中，通常使用专业的齿轮设计软件或参考相关的工程手册来计算锥齿轮的圆周力。
这些工具和资源可以提供更准确和详细的计算方法，以满足特定的设计需求。
锥齿轮计算模版.pdf
锥齿轮传动设计1.设计参数1150150********=====d d z z u 式中：u ——锥齿轮齿数比；1z ——锥齿轮齿数；2z ——锥齿轮齿数；1d ——锥齿轮分度圆直径（mm ）； 2d ——锥齿轮分度圆直径（mm ）。
1.10621115021)2()2(2212221=+=+=+=u d d d R mm 25.125)33.05.01(150)5.01(11=⨯−⨯=−=R m d d φ mm同理 2m d =125.25 mm式中：1m d 、2m d ——锥齿轮平均分度圆直径（mm ）；R φ——锥齿轮传动齿宽比，最常用值为R φ=1/3，取R φ=0.33。
530150111===z d m 同理 2m =5式中：1m 、2m ——锥齿轮大端模数。
175.4)33.05.01(5)5.01(11=⨯−⨯=−=R m m m φ同理 2m m =4.175式中：m m 1、m m 2——锥齿轮平均模数。
2.锥齿轮受力分析因为锥齿轮1与锥齿轮2的传动比为1，且各项数据相同，则现以锥齿轮1为分析对象得：125015083.932211=⨯==m t d T F N 88.88345cos 45tan 1250cos tan 111=︒⨯︒⨯==δαt r F F N 88.88345cos 45tan 1250sin tan 111=︒⨯︒⨯==δαt a F F N 22.133020cos 1250cos 11=︒==αt n F F N 式中；1t F ——锥齿轮圆周力；1r F ——锥齿轮径向力；1a F ——锥齿轮轴向力；1n F ——锥齿轮法向载荷；α——锥齿轮啮合角；δ——锥齿轮分度角。
3.齿根弯曲疲劳强度计算(1) 确定公式内的各计算数值1) 由《机械设计》图10-20c 查得锥齿轮的弯曲疲劳强度极限=1FE σ580MPa2) 由《机械设计》图10-18取弯曲疲劳寿命系数=1FN K 13) 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S =1.4，由《机械设计》式（10-12）得=⨯==4.15801][111S K FE FN F σσ414.29 MPa 4) 计算载荷系数K23.235.111.15.1=⨯⨯⨯==βαF F v A K K K K K5) 查取齿形系数由《机械设计》表10-5查得8.21=Fa Y6) 查取应力校正系数由《机械设计》表10-5查得55.11=Sa Y7) 计算大、小齿轮的[]F Sa Fa Y Y σ并加以比较[]01048.029.41455.18.2111=⨯=F Sa Fa Y Y σ 由《机械设计》式（10-24）得弯曲强度的设计公式为 []27.029.4141130)33.05.01(33.055.18.283.9323.241)5.01(43222111221231=⨯+⨯⨯⨯−⨯⨯⨯⨯⨯=⨯+−≥F Sa Fa R R Y Y u z KT m σφφ 由m=5>0.27，则弯曲疲劳强度符合要求。
锥齿轮传动设计计算
锥齿轮传动设计计算
一、传动参数的确定
在进行锥齿轮传动设计计算之前，需要确定一些传动参数，包括传动比、输入轴转速和输出轴转速等。
传动比是锥齿轮传动中一个重要的参数，一般由减速比或增速比来确定。
输入轴转速是指输入轴每单位时间旋转的
圈数，输出轴转速则是指输出轴每单位时间旋转的圈数。
二、几何尺寸的计算
锥齿轮传动的几何尺寸包括啮合点齿高、啮合点模数、齿轮齿数等，
这些参数对于锥齿轮传动的工作性能和传动效率有重要影响。
在进行几何
尺寸计算时，需要考虑齿轮的传动比、模数和齿数等因素，并确保齿轮的
啮合平稳和传动效率高。
三、强度计算
锥齿轮传动的传动强度是传动设计中一个重要的指标，其计算包括齿
轮弯曲强度和齿轮接触强度两个方面。
齿轮弯曲强度计算是通过计算齿轮
受力情况，进而确定齿轮的弯曲强度是否满足要求。
齿轮接触强度则是通
过计算尖接触法计算齿轮的接触应力，进而确定齿轮的接触强度是否满足
要求。
四、疲劳寿命计算
锥齿轮传动在长时间使用过程中，需要考虑其疲劳寿命。
疲劳寿命是
指锥齿轮传动在特定工况下能够承受的循环载荷次数，这对于锥齿轮传动
的可靠性和使用寿命有重要影响。
疲劳寿命计算需要考虑齿轮的载荷、工
作表面、材料强度以及齿轮的表面处理等因素。
五、稳定性分析
综上所述，锥齿轮传动设计计算需要考虑多个方面的因素，包括传动
参数的确定、几何尺寸的计算、强度计算、疲劳寿命计算和稳定性分析等。
只有在全面考虑传动要求的前提下，才能设计出安全可靠、经济高效的锥
齿轮传动。
圆弧齿锥齿轮计算公式
圆弧齿锥齿轮计算公式圆弧齿锥齿轮计算公式：1大端分度圆dd1=Z1m，d2=Z2m2分锥角δδ1=arctan（Z1/Z2），δ2=90-δ13锥距RR=d1/2sinδ1=d2/2sinδ24齿距pp=πm5齿高hh=（2ha*+c＊）m6齿顶高haha=(ha＊+x）m7齿根高hfhf=(ha＊+c*—x)m8顶隙cc=c*m9齿根角θfθf1=arctg（hf1/R)，θf2=arctg(hf2/R）10齿顶角θaθa1=θf2,θa2=θf1（等顶隙收缩齿）顶锥角δaδa1=δ1+θf2,δa2=δ2+θf112根锥角δfδf1=δ1-θf1,δf2=δ2—θf213顶圆直径dada1=d1+2ha1cosδ1，da2=d2+2ha2cosδ2，14分锥顶点至轮冠距离AkAk1=d2/2—ha1sinδ1，=d1/2—ha2sinδ215齿宽中点分度圆直径dmdm1=d1—bsinδ1,dm2=d2—bsinδ216齿宽中点模数mmmm=dm1/z1=dm2/z217中点分度圆法向齿厚smnsmn=（0.5πcosβm+2xtanα+xt)mm18中点法向齿厚半角ψmnψmn=smnsinδcos2βm/dm19中点分圆法向弦齿厚smnsmn=smn(1-ψmn2/6）20中点分圆法向弦齿高hamham=ha-btanθa/2+smnψmn/421当量齿数ZvZv=Z/cosδcos3βm端面重合度εαεα=[Z1(tanαvat1—tanαt）/cosδ1+Z2（tanαvat2—tanαt)/cosδ2]/2π其中:tanαt=(tanα/cosβm）cosαvat=［Zcosαt/（Z+2（ha＊+x）cosδ)］εα=1。
29723齿线重合度εβεβ=btanβmπ/mm24总重合度ε=(εα2+εβ2）1/2关于弧半径：求扇形弧半径扇形弧即指整个圆圈中的一部分. 通常的已知条件是由水平线除２组成的大边和以垂直线组成的小边。
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3.3.2 主减速器锥齿轮的主要参数选择
a)主、从动锥齿轮齿数z1和z2
选择主、从动锥齿轮齿数时应考虑如下因素；
为了啮合平稳、噪音小和具有高的疲劳强度，大小齿轮的齿数和不少于40在轿车主减速器中，小齿轮齿数不小于9。
查阅资料，经方案论证，主减速器的传动比为6.33，初定主动齿轮齿数z1=6，从动齿轮齿数z2=38。
b）主、从动锥齿轮齿形参数计算
按照文献[3]中的设计计算方法进行设计和计算，结果见表3-1。
从动锥齿轮分度圆直径d m2取d m2=304mm
齿轮端面模数22
===
m d z
/304/388
表3-1主、从动锥齿轮参数
c）中点螺旋角β
弧齿锥齿轮副的中点螺旋角是相等的。
拖拉机主减速器弧齿锥齿轮螺旋角的平均螺旋角一般为35°～40°。
拖拉机选用较小的β值以保证较大的εF，使运转平稳，噪音低。
取β=35°。
d）法向压力角α
法向压力角大一些可以增加轮齿强度，减少齿轮不发生根切的最少齿数，也可以使齿轮运转平稳，噪音低。
对于拖拉机弧齿锥齿轮，α一般选用20°。
e) 螺旋方向
从锥齿轮锥顶看，齿形从中心线上半部向左倾斜为左旋，向右倾斜为右旋。
主、从动锥齿轮的螺旋方向是相反的。
螺旋方向与锥齿轮的旋转方向影响其所受轴向力的方向。
当变速器挂前进挡时，应使主动齿轮的轴向力离开锥顶方向，这样可以使主、从动齿轮有分离趋势，防止轮齿卡死而损坏。
3.4 主减速器锥齿轮的材料
驱动桥锥齿轮的工作条件是相当恶劣的，与传动系其它齿轮相比，具有载荷大、作用时间长、变化多、有冲击等特点。
因此，传动系中的主减速器齿轮是个薄弱环节。
主减速器锥齿轮的材料应满足如下的要求：
a）具有高的弯曲疲劳强度和表面接触疲劳强度，齿面高的硬度以保证有高的耐磨性。
b）齿轮芯部应有适当的韧性以适应冲击载荷，避免在冲击载荷下齿根折断。
c）锻造性能、切削加工性能以及热处理性能良好，热处理后变形小或变形规律易控制。
d）选择合金材料是，尽量少用含镍、铬呀的材料，而选用含锰、钒、硼、钛、钼、硅等元素的合金钢。
拖拉机主减速器锥齿轮与差速器锥齿轮目前常用渗碳合金钢制造，主要有20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB、22CrNiMo和16SiMn2WMoV。
渗碳合金钢的优点是表面可得到含碳量较高的硬化层（一般碳的质量分数为0.8%～1.2%），具有相当高的耐磨性和抗压性，而芯部较软，具有良好的韧性。
因此，这类材料的弯曲强度、表面接触强度和承受冲击的能力均较好。
由于钢本身有较低的含碳量，使锻造性能和切削加工性能较好。
其主要缺点是热处理费用较高，表面硬化层以下的基底较软，在承受很大压力时可能产生塑性变形，如果渗碳层与芯部的含碳量相差过多，便会引起表面硬化层的剥落。
为改善新齿轮的磨合，防止其在余兴初期出现早期的磨损、擦伤、胶合或咬死，锥齿轮在热处理以及精加工后，作厚度为0.005～0.020mm的磷化处理或镀铜、镀锡处理。
对齿面进行应力喷丸处理，可提高25%的齿轮寿命。
对于滑动速度高的齿轮，可进行渗硫处理以提高耐磨性。
3.5 主减速器锥齿轮的强度计算
3.5.1 单位齿长圆周力
按发动机最大转矩计算时
P=
d emax g f 312
2k T ki i η
×10nD b
（3-4） 式中：
i g —变速器传动比，常取一挡传动比，i g =7.48 ；
D 1—主动锥齿轮中点分度圆直径mm ；D 1=64mm 其它符号同前；
将各参数代入式（3-4），有：
P=856 N/mm
按照文献[1],P ≤[P]=1429 N/mm ，锥齿轮的表面耐磨性满足要求。
3.5.2 齿轮弯曲强度
锥齿轮轮齿的齿根弯曲应力为：
w
σ =
30s m
v s w
2Tk k k ×10k m bDJ
（3-5）
式中：
w σ—锥齿轮轮齿的齿根弯曲应力，MPa ；
T —齿轮的计算转矩，Nm ；
k 0—过载系数，一般取1； k s —尺寸系数，0.682；
k m —齿面载荷分配系数，悬臂式结构，k m =1.25； k v —质量系数，取1；
b —所计算的齿轮齿面宽；b=47mm
D —所讨论齿轮大端分度圆直径；D=304mm J w —齿轮的轮齿弯曲应力综合系数，取0.03；
对于主动锥齿轮， T=1516.4 Nm ；从动锥齿轮，T=10190Nm ； 将各参数代入式（3-5），有：
主动锥齿轮，w σ =478MPa ；
从动锥齿轮，w σ =466MPa ；
按照文献[1], 主从动锥齿轮的w σ≤[w σ]=700MPa ，轮齿弯曲强度满足要求。
3.5.3 轮齿接触强度
锥齿轮轮齿的齿面接触应力为：
σj
（3-6）
式中：
σj—锥齿轮轮齿的齿面接触应力，MPa；
D1—主动锥齿轮大端分度圆直径，mm；D1=64mm
b—主、从动锥齿轮齿面宽较小值；b=47mm
k f—齿面品质系数，取1.0；
c p—综合弹性系数，取232N1/2/mm；
k s—尺寸系数，取1.0；
J j—齿面接触强度的综合系数，取0.01；
T z—主动锥齿轮计算转矩；T z=1516.4N.m
k0、k m、k v选择同式（3-5）
将各参数代入式（3-6），有：
σj=2722MPa
按照文献[1]，σj≤[σj]=2800MPa，轮齿接触强度满足要求。