斜锥齿轮
锥齿轮的轴向力方向怎么判断
锥齿轮的轴向力方向怎么判断
锥齿轮轴向力方向判断，锥齿轮平面图形为梯形，梯形有长边和短边，短边就是小端，长边就是大端，轴向力的方向，从小端指向大端，同与其啮合齿轮的径向力相反。
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。
斜锥齿轮参数
斜锥齿轮参数
斜锥齿轮是一种在机械传动系统中常见的元件。
其参数一般需要考虑以下几个方面：
1. 齿数：斜锥齿轮的齿数通常为10-40个不等，根据具体传动比要求来确定。
2. 模数：斜锥齿轮的模数要与其它齿轮保持一致，一般为0.5-10mm不等。
3. 分度圆直径：斜锥齿轮的分度圆直径需要根据模数和齿数计算得出。
4. 压力角：斜锥齿轮的压力角一般为20°，这是一种常见的标准值。
5. 法向模数：斜锥齿轮的法向模数是其模数的余弦值，是与齿轮齿槽形状有关的一个参数。
6. 顶隙系数：斜锥齿轮的顶隙系数要根据其具体的应用场合来选择。
以上是斜锥齿轮的一些常见参数，具体的设计应根据实际需求来确定。
斜齿轮旋向与转向规律
斜齿轮旋向与转向规律
一、斜齿轮旋向
斜齿轮是一种特殊类型的齿轮，其齿线是倾斜的，通常与轴线形成一定的角度。
斜齿轮的旋向是指齿轮旋转的方向，它可以顺时针方向或逆时针方向旋转。
斜齿轮的旋向取决于其齿线的倾斜方向和齿轮旋转方向的相对关系。
二、转向规律
1.左旋斜齿轮：当斜齿轮的齿线向左倾斜时，齿轮顺时针方向旋转，此时，从齿轮轴线方向看，斜齿轮将带动与之啮合的另一个斜齿轮逆时针方向旋转。
2.右旋斜齿轮：当斜齿轮的齿线向右倾斜时，齿轮逆时针方向旋转，此时，从齿轮轴线方向看，斜齿轮将带动与之啮合的另一个斜齿轮顺时针方向旋转。
需要注意的是，斜齿轮的转向规律只适用于两个相互啮合的斜齿轮，即当两个斜齿轮的齿线在同一平面内且互相交叉时。
对于其他类型的齿轮，如直齿圆柱齿轮或锥齿轮，其转向规律可能会有所不同。
三、实际应用
斜齿轮在机械传动中有着广泛的应用，尤其在需要实现两个互相垂直轴之间的传动时。
由于斜齿轮具有较好的承载能力和传动稳定性，因此常用于传递大功率和重负载的情况。
此外，斜齿轮还可以实现反向传动，即在两个相邻的轴之间实现不同的旋转方向。
总之，了解斜齿轮的旋向和转向规律对于正确设计和使用机械传动系统具有重要意义。
在实际应用中，应该根据具体的机械系统和传动需求选择合适的斜齿轮及其旋向和转向规律，以确保机械传动的稳定性和可靠性。
斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数
斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数一、引言齿轮传动作为一种常见的机械传动形式，在各种机械设备中都得到了广泛的应用。
而在齿轮传动设计中，齿形系数是一个非常重要的参数，特别在斜齿轮和锥齿轮的强度计算中起着至关重要的作用。
本文将重点围绕斜齿轮和锥齿轮的强度计算中的齿形系数展开讨论，深入探究其在齿轮传动设计中的重要性。
二、斜齿轮和锥齿轮的齿形系数概述齿形系数是用来描述齿轮的齿形设计，对齿轮的加载能力和传动性能有着直接的影响。
对于斜齿轮和锥齿轮来说，齿形系数更是至关重要，因为其齿轮齿面的设计和接触过程更为复杂。
一般来说，齿形系数是通过齿面圆弧的几何参数以及载荷条件等来计算的，而对于斜齿轮和锥齿轮来说，齿形系数还需要考虑其齿根和齿顶的修形参数，以及接触线的夹角等因素。
在斜齿轮和锥齿轮的设计中，齿形系数的选择直接关系到齿轮的传动效率、载荷能力和使用寿命。
一般来说，较大的齿形系数可以提高齿轮的载荷能力，但会降低齿轮的传动效率；而较小的齿形系数则会提高齿轮的传动效率，但会降低其载荷能力。
在实际的斜齿轮和锥齿轮设计中，需要综合考虑齿轮的实际工况，并根据实际需求选择合适的齿形系数。
三、斜齿轮和锥齿轮的强度计算中的齿形系数应用在斜齿轮和锥齿轮的强度计算中，齿形系数是一个至关重要的参数。
在进行强度计算时，需要根据齿形系数来确定齿轮的受载面积，从而计算出齿轮的接触应力和弯曲应力。
而齿形系数的选择不仅关系到齿轮的强度计算结果，在一定程度上也影响到齿轮的精度和噪音水平。
正确选择齿形系数对于斜齿轮和锥齿轮的强度计算至关重要。
在实际应用中，由于斜齿轮和锥齿轮的齿形曲线更为复杂，齿面接触线和齿根圆直线的夹角也更为复杂。
齿形系数的计算更需要考虑到其在不同载荷情况下的变化规律，以及在不同部位的修形参数。
只有充分考虑到这些因素，才能够准确地进行斜齿轮和锥齿轮的强度计算，并保证齿轮的可靠性和使用寿命。
四、斜齿轮和锥齿轮齿形系数的个人观点和理解在斜齿轮和锥齿轮齿形系数的计算和应用中，我对其有着深刻的理解和认识。
齿轮传动的分类
齿轮传动的分类齿轮传动是一种常用的机械传动方式，广泛应用于各个领域。
根据齿轮的不同排列方式和传动方式，可以将齿轮传动分为多种类型，下面将分别介绍。
一、平行轴齿轮传动平行轴齿轮传动是指两个轴线平行的齿轮传动。
这种传动方式常用于机床、变速箱等机械设备中。
平行轴齿轮传动分为外啮合和内啮合两种方式。
外啮合是指齿轮轮缘之间的啮合，内啮合是指齿轮齿槽之间的啮合。
平行轴齿轮传动可以实现不同转速和扭矩的传递。
二、直角轴齿轮传动直角轴齿轮传动是指两个轴线相互垂直的齿轮传动。
这种传动方式常用于汽车、船舶等的传动系统中。
直角轴齿轮传动分为螺旋伞齿轮和斜齿轮两种方式。
螺旋伞齿轮具有低噪音、平稳等特点，斜齿轮则具有承载能力强、传动效率高等特点。
三、斜齿轮传动斜齿轮传动是指两个轴线夹角不为90度的齿轮传动。
这种传动方式常用于汽车、机床等设备中。
斜齿轮传动分为锥齿轮和蜗杆齿轮两种方式。
锥齿轮传动具有传动效率高、承载能力强等特点，蜗杆齿轮传动则具有减速比大、传动平稳等特点。
四、行星齿轮传动行星齿轮传动是指由一个中心齿轮和多个围绕中心齿轮旋转的行星齿轮组成的传动方式。
这种传动方式常用于汽车变速箱、工业机器人等设备中。
行星齿轮传动具有结构紧凑、传动效率高等特点。
五、摆线齿轮传动摆线齿轮传动是指由摆线齿轮和摆线齿轮架组成的传动方式。
这种传动方式常用于高精度传动系统中，如数控机床、印刷机等。
摆线齿轮传动具有传动精度高、噪音低等特点。
齿轮传动是机械传动中应用最为广泛的传动方式之一。
不同类型的齿轮传动具有各自的特点和优势，在实际应用中需要根据具体情况进行选择和设计。
机械设计课程设计：二级圆锥-斜齿圆柱齿轮减速器设计
N =60n j =60×960×1×（3×8×300×10=4.1472×10 h
N =0.471×10 h
7)查教材10-19图得：K =0.89 K =0.9
8)齿轮的接触疲劳强度极限：取失效概率为1%,安全系数S=1,应用公式（10-12）得:
[ ] = =0.89×650=578.5
2、按齿面接触疲劳强度设计
设计计算公式：
≥
（1）、确定公式内的各计算值
1）试选载荷系数 =1.8
2）小齿轮传递的转矩 =95.5×10 × =49.24KN.Mm
3）取齿宽系数
4）查图10-21齿面硬度得小齿轮的接触疲劳强度极限 650Mpa大齿轮的接触疲劳极限 550Mpa
5）查表10-6选取弹性影响系数 =189.8
=arccos
因 值改变不多,故参数 , , 等不必修正.
（3）计算大.小齿轮的分度圆直径
d = =62
d = =248
（4）计算齿轮宽度
B=
（5）结构设计
小齿轮（齿轮1）齿顶圆直径为66mm采用实心结构
大齿轮（齿轮2）齿顶圆直径为252mm采用腹板式结构其零件图如下
图二、斜齿圆柱齿轮
设计计算及说明
=1.32
=61.4mm
=2.7 mm
=24.08
结果
=96.33
4）查取齿形系数查教材图表（表10-5） =2.6476， =2.18734
5）查取应力校正系数查教材图表（表10-5） =1.5808， =1.78633
6）查教材图表（图10-20c）查得小齿轮弯曲疲劳强度极限 =520MPa，大齿轮弯曲疲劳强度极限 =400MPa。
斜齿轮
式中：YFa、YSa应按当量齿数zv=z/cos3查表确定 斜齿轮螺旋角影响系数Yβ的数值可查图确定
标准斜齿圆柱齿轮强度计算
四、齿面接触疲劳强度计算 斜齿轮齿面接触强度仍以节点处的接触应
标准斜齿圆柱齿轮强度计算4
力为代表，将节点处的法面曲率半径rn代入计 算。法面曲率半径以及综合曲率半径有以下关 系为： rt d sin t
L
L
因此，
b cos b
KFt KFt KFn pca bα L cos t cos b bα cos t cos b
载荷系数的计算与直齿轮相同，即：K＝KA Kv Kα Kβ
标准斜齿圆柱齿轮强度计算
三、齿根弯曲疲劳强度计算 斜齿轮齿面上的接触线为一斜线。受载时，
标准斜齿圆柱齿轮强度计算3
轮齿的失效形式为局部折断（如右图）。
强度计算时，通常以斜齿轮的当量齿轮为对
象，借助直齿轮齿根弯曲疲劳计算公式，并引入
斜齿轮螺旋角影响系数Yβ，得： 校核计算公式： F
斜齿圆柱齿轮轮齿受载及折断KFtYFaYSa Y bmnα
F
2 KT1Y cos 2 YFaYSa 设计计算公式：m n 3 2 F d z1 α
KT1 H 2 3 R 1 0.5R d1 u
设计计算公式： d1 2.923 (
H
ZE
)2
KT1 R 1 0.5R 2 u
齿轮的结构设计
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、分度圆直 径d 等主要尺寸。
2
dα
u H
斜齿轮的[H]
标准锥齿轮传动的强度计算
斜齿轮、锥齿轮各个分力的判定方法
斜齿轮、锥齿轮中各个分力判定的方法一、斜齿轮传动:
①主动轮上线速度方向与圆周力方向相反。
(只适用于主动轮)
②径向力指向齿轮的圆心。
(只针对外啮合齿轮，题目里一般也是外啮合的齿轮传动)
③轴向力的判别方法用左右手定则:(只针对主动轮)(左旋用左手，右旋用右手)
让四指环绕方向与主动轮的转向相同，则大拇指所指的方向为该齿轮在啮合部位所受轴向力的方向。
④同一级齿轮上的旋向相同。
二、锥齿轮传动:
①锥齿轮的轴向力方向是从小端指向大端。
②圆周力与径向力的方向均和斜齿轮传动的判别方法相同。
以上是判断三个分力方向的方法，做题时具体的判别步骤如下:
以斜齿轮传动为例:
1、找到主动轮，识别主动轮的转向→根据原则①判断出主动轮在啮合部位所受圆周力的方向→判断该主动轮的旋向→根据左右手定则判断出该主动轮在啮合部位所受轴向力的方向→根据原则②判断出该主动轮在啮合部位所受径向力的方向。
至此，主动轮上三个分力的方向全部判别完毕，再根据力的平街关系来判别其他齿轮所受力的方向。
——参考教材【机械设计第十版】。
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1
ZE ZH Z
H
Z
2
初选 Kt =1.5 T1 = 9.55106
11 1470
=
71462Nm
m
选齿宽系数 ，表6-6 P134 ψd=0.9
Z E = 189 .8 MPa ZH=2.42 图6－14
a
= [1.88 3.2( 1 z1
1 )]cos
z2
齿厚公差：Tsn =2tanan Fr2 br2
2.515
齿厚公差：Tsn =2tanan Fr2 br2
3.927
Fr=0.056mm br=1.26 IT9=0.1638mm 齿厚公差：Tsn =0.126mm
下偏差：Esni= － 0.077－0.126=－ 0.203mm
模数 齿数 压力角 螺旋角 精度等级 齿距累积总公差 单个齿距极限偏差 齿廓总公差 螺旋线总公差
d m1
d1 = mz1
模数：mm=(1-0.5ψR)m
mm
m
齿数：zv1=z1/cosd1 zv2=z2/cosd2
齿宽系数：ψR=b/R
dm1 = mm z1
=0.25~0.30
二、轮齿的受力分析
各力的大小：
Ft1
=
2T1 d m1
=
Ft 2
Fr1 = Ft1 tana cosd1 = Fa2 Fa1 = Ft1 tana sin d1 = Fr 2
=
45 MPa＜[σ]F2=223
5、齿轮精度设计（大齿轮）
按 8级精度设计大齿轮
Fp=0.070 mm，±fpt=±0.018 mm Fa=0.025 mm， Fb=0.029 mm
中心距极限偏差： ± fa=±0.0315 mm 168 ±0.0315 mm
h
=
mn
zmn 2
[1
cos(90o
F Ft 4 r4
n1 Fa1
·Ft1
Fa 4
Fr 2
Ft 2
4
n Fa2 2
2
n3
注意：当 n 反向时，Ⅱ轴轴向力大。
§6-8 齿轮的结构设计
一、轴齿轮
二、实心齿轮
e
三、腹板式齿轮
四、铸造齿轮
作业：P161 习题： 6-17和6-24
例6-3 已知：P=11kW，n1 = 1470r/min, i = 3.8
有关强度的说明和参数的选择与直齿轮相同。
= 80 200;
过小，斜齿轮的特点不明显； 过大，轴向力 Fa =Ft tanb 大。
斜齿轮与直齿轮强度比较
H = ZE Z ZH
2KT1 u 1 bd12 u
H = ZE Z ZH Z
F
=
2 KT1 bd1m
YFaYSaY
cos an
b
L
=
cos
b
Z
2
b
d1
b
1 = 1 1 = u1
n1 n2 n1u
n1
=
t1 cos b
=
d1 sin at 2 cos b
b
n1 t1
at b
=
d1 cos a t 2 cos b
tan at
1 = 2 cos b u 1 d1 cos a t tan a t u
侧隙
配偶齿轮齿数 中心距及极限偏差
mn
2.5
z2
103
an
20o
b
14°42′04″
8 GB/T10095.1-2001
Fp ± fpt
Fa Fb
Esns
s Esni
h
0.070
± 0.018
0.025
0.029
3.927
0.077 0.203
2.515
z1
27
a ±fa
168 0.0315
/
z)]
= 2.5 103 2.5 [1 cos(900 /103)] = 2.515mm 2
公称弦齿厚：公式 S= mnz sin(90o/z)=3.927 mm
j bnmin=2/3(0.06+0.0005×168 + 0.03×2.5) =0.146mm
Esns= − j bnmin /(2cos20o) = − 0.146/ (2cos20o) 下偏=差− ：0.0E7s7nmi= mEsns－Tsn
斜齿轮接触 强度校核式
考虑接触线倾斜，引入
螺旋角系数 Z = cos
将齿宽 b = ψd d1 代入
d1
3
2KT1
d
u
u
1
ZEZ ZH Z
H
2
斜齿轮接触强度设计式
三、齿根弯曲疲劳强度计算
斜齿轮弯曲强度按
法面齿形参数（当
mn
量齿轮）进行。
考虑接触线倾斜，引入
螺旋角系数 Y
Y F
=
2KT1 bd1mn
YFaYSaY
F
F
=
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2KT1 bd1mn
YFaYSaY
Y
F
将
b
= d d1
=d
mn z1
cos
代入，得：
mn
3
2KT1 cos2 YY
ψd z12
YFaYSa
F
注意: YFaYSa 按当量齿数 zv = z / c查os3取 。
2a
2 168
b＝14.7013o= 14°42′04″
d1 =
mn z1
cos
= 69.785mm
b = d d1 = 62.8mm
d2
=
mn z2
cos
B2
= 266.215mm
= 64mm, B1
= 68mm
4、校核齿根弯曲强度
F
=
2 KT1 bd1mn
YFaYSaY Y
应用范围
极精密分 精密分度 度机构的 机构的齿 齿轮，高 轮，高速 速并要求 并要求平 平稳无噪 稳无噪声 声的齿轮， 的齿轮， 高速涡轮 高速涡轮 机齿轮， 机齿轮， 检查7级 检查8级、 齿轮的理 9级齿轮的 想精确齿 理想测量
轮。 齿轮。
高速、平 高速动力 稳、无噪 小而需逆 声高效率 转的齿轮， 齿轮，航 机床中的 空、机床、进给齿轮， 汽车中的 航空齿轮， 重要齿轮，读数机构 分度机构 齿轮，具 的齿轮， 有一定速 读数机构 度的减速 齿轮， 器齿轮
§6-5 斜齿圆柱齿轮的强度计算
一、轮齿的受力分析 各力的大小:
αn Fn
Fr
Ft
c
n1 d1
Ft
=
2T1 d1
Fn
=
cos
Ft
cos an
Fr
=
Ft
cos
tana n
Fa
Fa = Ft tan d1
各力的方向:
=
mn z1
cos
Ft 、F判r 定方法与直齿轮相 同。
T1
Fa 方向用“主动轮左、右
Y
= 0.25 0.75 ,
an
an
=
a cos b
=
1.67
cos b
= 1.77
Y = 0.67 Y = 0.87 图6－28
F1
=
2 KT1 bd1mn
YFa1YSa1Y Y
= 47 MPa＜[σ]F1=236
F2
=
2 KT1 bd1mn
YFa 2YSa 2YY
H
d1 3
0.85
R
4KT1
(1 0.5
R
)
2
u
(
Z
E Z Z
H
H
)2
四、齿根弯曲强度计算
F
=
4 KT1Y YFaYSa
0.85 R (1 0.5 R )2 z12m3
1 u2 F
m 3
4 KT1Y
0.85 R (1 0.5 R )2 z12
return
return
return
表6—6齿宽系数ψd
齿轮相对轴承的位置
对称布置 非对称布置
悬臂布置
齿面硬度
硬齿面
软齿面
0.4～0.9
0.8～1.4
0.3～0.6
0.6～1.2
0.2～0.5
0.3～0.6
return
6-7 return
表
齿轮某些精度等级的应用范围 return
精度等级 4级 5级 6级 7级 8级 9级
1
u2
YFaYSa
F
z 注意: 1、YFaYSa按当量齿数 v查取。
2、有关强度的说明与直齿轮相同。
习题6－3 已知直齿锥齿轮—斜齿圆柱齿轮传动，输出轴Ⅲ转向如
图，试：1、画出各齿轮受力方向；
2、为使Ⅱ轴轴向力小，合理确定齿轮3、4 的旋向。
Ⅱ
Ⅲ
1
3
Fa3
Ⅰ
Fr1
· Fr3 Ft3
d1t
3
21.5 71462 0.9
3.8 3.8
1
198.8
2.42
413
0.77
0.98
2
=59.6 mm
v = d1t n1 = 4.59m / s
60 1000