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1、dm1d1d2R121 设计参数轴交角，齿数比u，齿数z1、z2，锥距R，分度圆锥角1、2，分度圆直径d1、d2，齿宽中点齿宽中点处即平均分度圆的直径为处即平均分度圆的直径为 d dm1m1、d dm2m2，当量齿轮齿数zv1、zv2，当量齿轮的分度圆直径dv1、dv2，直齿锥齿轮传动是以大端参数为标准值，直齿锥齿轮传动是以大端参数为标准值，强度计算时，是强度计算时，是以锥齿轮齿宽中点处的当量齿轮作为计算时的依据。以锥齿轮齿宽中点处的当量齿轮作为计算时的依据。第1页/共33页dm1d1d2R12锥距锥距R分度圆锥角分度圆锥角1、2第2页/共33页dm1d1d2R12若引入齿宽系数若引入齿宽系数
2、R=b/R，其，其取值为取值为0.250.35，最常用，最常用值为值为1/3齿宽中点处即平均分度圆齿宽中点处即平均分度圆的直径为的直径为dm1、dm2第3页/共33页dm1d1d2R12当量齿轮的模数当量齿轮的模数mv(mm)当量当量齿轮分度圆直径齿轮分度圆直径dv1、dv2第4页/共33页dm1d1d2R12当量齿轮齿数当量齿轮齿数zv1、zv2当量齿轮齿数比当量齿轮齿数比uv第5页/共33页2 轮齿受力分析轮齿受力分析圆周力圆周力方向：主动轮：与方向：主动轮：与n1反向反向 从动轮：与从动轮：与n2同向同向 径向力径向力轴向力轴向力方向方向:指向轮心指向轮心方向方向:指向大端指向大端第6页
3、/共33页锥齿轮传动的强度计算锥齿轮传动的强度计算2 2各分力计算公式：各分力计算公式：轴向力轴向力Fa的方向总是由锥齿轮的小端指向大端的方向总是由锥齿轮的小端指向大端 第7页/共33页锥锥齿轮传动受力图齿轮传动受力图第8页/共33页3 齿根弯曲疲劳强度计算齿根弯曲疲劳强度计算其中，载荷为其中，载荷为并引入各参数的关系得到：并引入各参数的关系得到：校核式：校核式：设计式：设计式：直齿锥齿轮的弯曲疲劳强度可近似地按齿宽中点处的当量圆柱齿轮进行计直齿锥齿轮的弯曲疲劳强度可近似地按齿宽中点处的当量圆柱齿轮进行计算。采用直齿圆柱齿轮强度计算公式，并代入当量齿轮的相应参数算。采用直齿圆柱齿轮强度计算公式
4、，并代入当量齿轮的相应参数:第9页/共33页 注意：注意：（1）齿形系数和应力校正系数按当量齿数查取，）齿形系数和应力校正系数按当量齿数查取，（2）载荷系数）载荷系数K 齿间载荷分布系数可取齿间载荷分布系数可取1，K=1，齿向载荷分布系数可取轴承系数的齿向载荷分布系数可取轴承系数的1.5倍，倍，K=1.5KHbeKHbe为轴承系数为轴承系数第10页/共33页第11页/共33页第12页/共33页4 齿面接触疲劳强度计算齿面接触疲劳强度计算同样以平均齿宽处的当量齿轮进行计算，综合曲率应为：很显然，当两齿轮平均齿宽处两当量齿轮在节点上的啮很显然，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：
5、合曲率半径为：从而可得到：从而可得到：第13页/共33页若将上式（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：若若=20，则得到：，则得到：校核式校核式设计式设计式第14页/共33页10-10 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通过强度计算确定出了齿轮的齿数z z、模数、模数m、齿宽、齿宽B、螺、螺旋角旋角b b、分度圆直径、分度圆直径d d 等主要尺寸。等主要尺寸。齿轮的结构设计主要是确定轮缘，轮辐，轮毂等结构形式齿轮的结构设计主要是确定轮缘，轮辐，轮毂等结构形式及尺寸大小。及尺寸大小。在综合考虑齿轮几何尺寸，毛坯，材料，加工方法，使
6、用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。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。第15页/共33页 常见齿轮结构形式常见齿轮结构形式 齿轮轴 实心式结构 腹板式结构 轮辐式结构第16页/共33页 常见齿轮结构形式常见齿轮结构形式齿轮轴齿轮轴 直径较小的钢质齿轮，当齿根圆直径与轴径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，称为齿轮轴接近时，可以将齿轮与轴做成一体，称为齿轮轴圆柱齿
7、轮轴圆柱齿轮轴 圆锥齿轮轴圆锥齿轮轴 第17页/共33页圆柱齿轮轴圆柱齿轮轴 圆柱齿轮圆柱齿轮e2mt第18页/共33页圆锥齿轮轴（对锥齿轮指小端）（对锥齿轮指小端）e圆锥齿轮轴圆锥齿轮轴 第19页/共33页实心式结构实心式圆柱齿轮实心式圆柱齿轮实心式圆锥齿轮实心式圆锥齿轮但航空齿轮为减轻重量，但航空齿轮为减轻重量，时，有时也设计为时，有时也设计为腹板式结构。腹板式结构。160mm 160mm第20页/共33页腹板式结构腹板式结构 500mm160200的齿轮可采用腹板式结构的齿轮可采用腹板式结构第21页/共33页腹板式锥齿轮腹板式锥齿轮第22页/共33页轮辐式结构轮辐式结构此种结构一般用于
8、的大尺寸齿轮，常用铸造方法制作毛坯，故将其设计为轮辐式结构。1000mmH1CH1H1 H1/5H1/5椭圆轮辐用于轻载椭圆轮辐用于轻载工字轮辐用于重载工字轮辐用于重载十字轮辐用于中载十字轮辐用于中载潘存云教授研制第23页/共33页第24页/共33页第25页/共33页第26页/共33页第27页/共33页第28页/共33页10-11 齿轮传动的润滑齿轮传动的润滑1 齿轮传动润滑方式齿轮传动润滑方式2 润滑剂的选择润滑剂的选择第29页/共33页1 齿轮传动润滑方式齿轮传动润滑方式人工定期润滑人工定期润滑开式、半开式、闭式低速开式、半开式、闭式低速 浸油润滑浸油润滑齿轮传动中润滑的作用：减摩、降磨、散热、防锈齿轮传动中润滑的作用：减摩、降磨、散热、防锈第30页/共33页浸油深度浸油深度圆柱齿轮：没圆柱齿轮：没h，不小于，不小于10mm圆锥齿轮：半个齿宽以上圆锥齿轮：半个齿宽以上单级：单级：(0.350.7)l/kw多级：按级数成倍增加多级：按级数成倍增加加油量第31页/共33页喷油润滑喷油润滑当当v 25m/s时：喷嘴时：喷嘴在啮入或啮出边皆可。在啮入或啮出边皆可。当当v 25m/s时：喷嘴时：喷嘴在啮出边为宜。在啮出边为宜。图示为喷嘴图示为喷嘴在啮入边在啮入边第32页/共33页