直齿圆锥齿轮传动
一:特点与应用 : 圆锥齿轮机构是用来传 递空间 两相交轴 之间运 动和动力的一种齿轮机
构。两轴线交角 ∑可根据 传动需要来确定，一般
多采用∑=90 度。
与圆柱齿轮不同，其轮齿沿圆锥面分齿形从大端 到小端逐渐变小，通常把齿形较大处的 大端参数 做为标准值。
圆锥齿轮的轮齿有直齿、斜齿和曲线齿（圆弧齿、 摆线齿）等多种形式。
? r1 ? oc sin ? 1 r2 ? oc sin ? 2
故传动比：
i ? ? 1 r1 sin ? 1
? 对于 ? ?1 ? ? 2 ? 90o时
i ? ctg ?1 ? tg ? 2
对于i ? 1时 ?1 ? ?2
二:齿廓曲面的形成
? 圆锥齿轮的齿廓曲面 是球面渐开线 曲面，其 形成是：
? 一个圆平面S与一个基圆 ? 锥切于直线OC ，圆平面半
径与基圆锥锥距 R 相等，
且圆心与锥顶重合。当圆 平面绕圆锥作纯滚动时， 该平面上任一点B 将在空
间展出一条渐开线AB 。渐 开线必在以O 为中心、锥 距 R 为半径的球面上，成
为球面渐开线。
三:基本参数和几何尺寸
? 1: 直齿圆锥齿轮的正确啮合条件
通常把直齿圆锥齿轮的大端模数取为标准 值，大端分度院压力角取标准压力角 。
正确啮合条件： 两轮大端模数和大端分度圆处的压力角分
别相等。 m 1=m 2 α 1=α 2
2. 直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算
四：锥齿轮的结构
? 1：圆锥齿轮轴 ? 2：实心式锥齿轮 ? 3：腹板式锥齿轮 ? 4：带肋腹板式锥齿轮
一般机械传动中，普遍采用的直齿圆锥齿轮传 动。但汽车、拖拉机等高速重载机械中，多用 曲线齿圆锥齿轮。
一对圆锥齿轮传动相当于一对 节圆锥的纯滚动。
? 除了节圆锥之外， 圆锥齿轮还有分 度圆锥、齿顶圆 锥、齿根圆锥和 基圆锥。
正确安装的标准圆锥齿轮， 其节圆锥与分度圆锥重合。
设δ1 和δ2 分别是小齿轮和大齿轮的分度圆锥角， ∑为两轴线的交角， ∑＝δ1 ＋δ2 。
齿轮传动的作用力及计算
11-4直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷：一、齿轮上的作用力：为了计算齿轮的强度，设计轴和选用轴承，有必要分析轮齿上的作用力。
当不计齿面的摩擦力时，作用在主动轮齿上的总压力将垂直于齿面，（因为齿轮传动一般都加以润滑，齿轮在齿啮合时，摩擦系数很小，齿面所受的摩擦力相对载荷很小，所以不必考虑），即为P175图11-5b所示的Fn（沿其啮合线方向），Fn可分解为两个分力：圆周力：Ft=2T1/d1 N径向力：Fr=Fttgα N而法向力：Fn=Ft/cosα NT1：小齿轮上的扭矩 T1=9550000p/n1 n·mmP：传递的功率（KW） d1：小齿轮分度圆直径 mmα：压力角 n1：小齿轮的转速(r·p·m)Ft1：与主动轮运动方向相反；Ft2与从动轮运动方向一致。
各力的方向 Fr：分别由作用点指向各轮轮心。
Fn：通过节点与基圆相切（由法切互为性质）。
根据作用力与反作用力的关系，主从动轮上各对的应力应大小相等，方向相反。
二、计算载荷：Fn是根据名义功率求得的法向力，称为名义载荷，理论上Fn沿齿宽均匀分布，但由于轴和轴承的变形，传动装置的制造安装误差等原因，载荷沿齿宽的分布并不均匀，即出现载荷集中现象（如P176图11-6所示，齿轮相对轴承不对称布置，由于轴的弯曲变形，齿轮将相互倾斜，这时，轮齿左端载荷增大，轴和轴承刚度越小，b越宽，载荷集中越严重。
此外，由于各种原动机和工作机的特性不同，齿轮制造误差以及轮齿变形等原因，还会引起附加动载荷。
精度越低，圆周速度V越大，附加载荷越大。
因此在计算强度时，通常以计算载荷K·Fn代替名义载荷Fn，以考虑上两因素的影响。
K—载荷系数表达式11-311-5 直齿圆柱齿轮的齿面接触强度计算：一、设计准则：齿轮强度计算是根据齿轮失效形式来决定的，在闭式传动中，轮齿的失效形式主要是齿面点蚀，开式传动中，是齿轮折断，在高速变截的齿轮传动中，还会出现胶合破坏，因胶合破坏的计算方法有待进一步验证和完善。
直齿圆锥齿轮检测项目及常用检测方法
241
M 管理及其他 anagement and other
纵向退出测头，按 360° /Z 的度数转一角度，使测头纵向移至 L 值，横向调整双刻线居中得横向读数 b2，按同样方法逐齿测得 b3,b4,…，bn，所 b 值中的最大、最小之差即为齿距累积偏差。
们接触到的圆锥齿轮均为直齿圆锥齿轮 , 然而直齿圆锥齿轮的制造精度及其检测项目成为我们关注的问题 , 本文就此进行了归
纳与总结。
关键词 ：直齿圆锥齿轮 ；测量项目 ；齿距累积
中图分类号 ：TG86 文献标识码 ：A
文章编号 ：11-5004（2020）06-0241-2
M 管理及其他 anagement and other
直齿圆锥齿轮检测项目及常用检测方法
杨引锋，许利利，宋 丹
（中国航发西安动力控制科技有限公司，陕西 西安 710077）
摘 要 ：圆锥齿轮又叫伞齿轮 , 用于传递两个相交轴 ( 常用的轴交角为 90° ) 或不平行和不相交轴线直径的回转运动 , 目前 , 我
在圆锥齿轮的设计、制造和检测过程中，通常把圆锥齿轮按 背锥展开所得的齿扇，近似地看做渐开线圆柱齿轮，称为圆锥齿 轮的当量圆柱齿轮。当齿轮的齿数较多时，其背锥上的理论齿形 接近于当量圆柱齿轮的渐开线齿形。
图 1 直齿圆锥齿轮
收稿日期 ：2020-03 作者简介 ：杨引锋，女，生于 1985 年，汉族，陕西户县人，本科，中级工程师， 研究方向 ：航空发动机燃油附件齿轮件工艺技术研究，精密承力件工艺技术研究， 精密密封件工艺技术研究。
一对圆锥齿轮传动正确啮合条件
齿轮正确啮合条件是：1、两直齿轮的法向模数和法向压力角应分别相等；2、两斜齿轮螺旋角大小相等，方向相反。
齿轮连续啮合条件，是重合度必须大于1，标准齿轮是指各项参数均符合标准值的齿轮，不同用途的标准齿轮依照不同的标准制造。
标准齿轮往往用作测量齿轮用于生产齿轮的参考样件或者用于矫正测量仪器，一对啮合传动的齿轮，节圆与分度圆不重合的安装称为非标准安装，其中心距称为非标准安装中心距，有齿侧间隙，产生冲击，重合度下降，平稳性差。
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
圆锥齿轮的特点和分类
一、圆锥齿轮的特点和分类：
1.特点：
⑴ 用于传递两相交轴之间的运动和动力。
Σ——两轴的交角，多数Σ=90°。
⑵ 轮齿分布在一个截锥体上
圆锥齿轮的轮齿是分布在一个截锥体
上的。
所以，相应于圆柱齿轮中的各有关“
圆柱”，在这里都变成了“圆锥”，例如齿顶
圆锥、分度圆锥、齿根圆锥等。
⑶ 齿形由大端至小端逐渐变化
齿轮大端参数为标准值
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2.分类：
按齿形分：直齿、斜齿、曲齿（圆弧齿、螺旋齿）等多种形式。
3.转向：
箭头相对或相背。
二、直齿锥齿轮的啮合传动
1、正确啮合条件：
两轮大端模数和压力角应分别相等：
m1=m2=m;
α1=α2=α。
2、传动比：
当Σ=90°时：
1212122112δδωωsin sin ====
r r Z Z i 2112122112tan o δδωω=====t c r r Z Z i。
机械原理A第六章-9.10
5、几何尺寸： 几何尺寸：
o
δ
d = mZ da = d + 2ha cosδ d f = d − 2hf cosδ
若 ∑ = 90
o
分度锥锥顶角： 分度锥锥顶角：
df
Z1 δ 1 = arctg (
Z2
)
d da
δ 2 = 90 − δ 1
o
其它尺寸见公式表。 其它尺寸见公式表。
1 和直径系数(特性系数)q: 3) 蜗杆导程角 γ和直径系数(特性系数)q:
蜗杆导程角 γ 1
β1
Px1
πd
l
Z1 px1 Z1m L tgγ 1 = = = d1 πd1 πd1
γ1
则： d1 =
Z 1m
tg γ 1
蜗杆直径系数(特性系数)q 蜗杆直径系数(特性系数)q
为了控制刀具数量； 强蜗杆轴的强度和刚度。 为了控制刀具数量；增强蜗杆轴的强度和刚度。
n2 n1 n2
n1
n2
n2
(右旋） 右旋） 右旋
n1
(左旋） 左旋） 左旋
n1
§ 6-10 直齿圆锥齿轮传动
(Transimission of bevel gear) 圆锥齿轮应用、 一、圆锥齿轮应用、特点及类型 1、应用：传递任意两相交轴间的运动 应用：
和动力。 和动力。 特点: 轮齿分布在圆锥体上； 2、特点:1) 轮齿分布在圆锥体上； 2).为计算和测量方便，大端参数 2).为计算和测量方便， 为计算和测量方便 为标准值; 为标准值; o 3).两轴交角任意 两轴交角任意， 3).两轴交角任意，但轴交角∑ = 90 多用。 多用。 类型：直齿，斜齿，曲齿。 3、类型：直齿，斜齿，曲齿。
直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮、蜗杆蜗轮计算
Sz1=0.45πMdu Sf1=Sz1cosλ h~=Mdu Z2=iZ1 Dfe2=MduZ2 Dje2=Dfe2=MduZ2 Dg2=Mdu(Z2-2.4) Ddi2=Mdu(Z2+2)
Dw2=Ddi2+Mdu(根据注：及时改）
b=0.65Ddi1 R1=0.5Dfe1-Mdu R1=0.5Ddi1+1.2Mdu
注：蜗杆特性系数q 为 14,13,12,11,10,9, 8
注:☆蜗杆螺纹长度 L:当Z=1~2时取大于 (11+0.06Z2)Mdu, 当Z=3~4时取大于 (12.5+0.09Z2)Mdu
注：蜗杆在分度圆 上的轴向齿厚 =1.498m,分度圆上 的法向齿厚 =1.498mcosλ
切制螺纹部分长度L
A
模数
Mdu
轴截面齿形角
α
传动比
i
变位系数 径向间隙
蜗
杆
蜗 轮
ξ
c
头数
Z1
特性系数
q
齿顶高
hdi
齿根高
hg
分度圆直径
Dfe1
节圆直径
Dje1
齿顶圆直径
Ddi1
齿根圆直径
Dg1
分度圆螺旋导角(弧度）
λ
法向模数
mf
螺旋长度
L☆
轴截面齿距
P
螺旋导程
PZ
螺牙沿分度圆柱上的轴向齿厚 Sz1 螺牙沿分度圆柱上的法向齿厚 Sf1
备注
ξ=(A/Mdu)-0.5(q+z2) C=0.25Mdu Z1=1,2,4 q=Dfe1/Mdu hdi=Mdu hg=1.2Mdu Dfe1=qMdu Dje1=Dfe1+2Mduξ=Mdu(q+2ξ) Ddi1=Mdu(q+2) Dg1=Mdu(q-2.4) λ=arctgZ1/q mf=Mducosλ L=(12+0.1z2)Mdu L=(13+0.1z2)Mdu P=πMdu
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
《机械设计基础》第六章 齿轮传动
由渐开线特性可知，线段B2K等于基圆齿距pb，比值B1B2/pb称为重合度，用 ε表示。于是连续传动条件是：ε≥1 ε越大，表示同时啮合的轮齿对数越多，齿轮传动越平稳。
§6-6 齿轮的材料与制造
一、齿轮材料及热处理
齿轮材料的基本要求：齿面硬度高、齿芯韧性好。 常用的齿轮材料是各种牌号的优质碳素钢、合金结构钢、铸钢和铸铁等。 一般采用锻件和轧制钢材。当齿轮较大（直径大于400～600mm）而轮坯不易 锻造时，可采用铸钢；低速传动可采用灰铸铁；球墨铸铁有时可代替铸钢，非 金属材料的弹性模量小，且能减轻动载和降低噪声，适用于高速轻载、精度要 求不高的场合，常用的有夹木胶布、尼龙、工程塑料等。见表6－3。 齿轮常用的热处理方法有：表面淬火、渗碳淬火、调质、正火、渗氮。 调质和正火处理后的齿面硬度较低（HB ≤350），为软齿面；其他三种 （HB>350）为硬齿面。 软齿面的工艺过程较简单，适用于一般传动。当大小齿轮都是软齿面时， 考虑到小齿轮齿根较薄，受载次数较多，故选择材料和热处理时，一般使小 齿轮齿面硬度比大齿轮高20～50HB。硬齿面齿轮的承载能力较高，但生产 成本高。当大小齿轮都是硬齿面，小齿轮的硬度可与大齿轮相等。
上式表明：一对传动齿轮的瞬时角速度与其连心 线O1O2被啮合齿廓接触点公法线所分割的两线段成 反比。这一定律为齿廓啮合的基本定律。
欲使两齿轮瞬时角速度比恒定不变，必须使C点 为连心线上的固定点。 凡能满足上述要求的一对齿廓称为共轭齿廓。 机械中常用的齿廓曲线有渐开线、圆弧和摆线等， 过节点C所作的两个相切的圆称为节圆。一对齿轮的啮合传动可以看作 其中应用最广泛的是渐开线齿廓。 一对节圆作纯滚动。一对外啮合齿轮的中心距等于其节圆半径之和。
n1 1 r2 rb 2 i12 n2 2 r1 rb1
圆锥齿轮和圆柱齿轮
圆锥齿轮和圆柱齿轮是两种常见的齿轮类型，它们存在一定的区别。
具体分析如下：
- 圆锥齿轮：用于传递两相交轴之间的运动和动力，通常用于垂直相交的轴线传动。
其轮齿分布在截锥体上，齿形从大端到小端逐渐缩小。
有直齿、斜齿和曲齿等类型。
具有紧凑的结构、较高的承载能力和传动效率，且传动比稳定。
- 圆柱齿轮：包括直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮，它们的轴线互相平行。
外啮合传动时，两齿轮转动方向相反；内啮合传动时，两个齿轮转动方向相同。
直齿圆柱齿轮传动简单，制造容易；斜齿圆柱齿轮传动平稳，传递的力较大。
总的来说，如果需要传递垂直轴之间的动力或空间受限，可能会选择圆锥齿轮。
而圆柱齿轮则更适合于轴线平行的情况下传递动力，且制造成本相对较低。