1、目的要求目的要求: :掌握直齒圓錐齒輪傳動的特點、參數、正確嚙合條 件；掌握齒輪傳動主要失效形式和計算準則、常用 齒輪材料。了解直齒圓錐齒輪當量齒數、背錐、受 力分析；齒輪材料的熱處理、漸開線齒輪精度。 教學重點教學重點: :直齒圓錐齒輪傳動特點、參數、正確嚙合條件和 齒輪傳動主要失效形式和計算準則、常用齒輪材 料。 教學難點教學難點: :直齒圓錐齒輪的受力分析。 教學內容教學內容: :錐齒輪的齒廓、背錐和當量齒數；直齒錐齒輪的嚙合 傳動；直齒錐齒輪傳動的受力分析；齒輪傳動的失效 形式與設計準則；齒輪常用材料及熱處理；齒輪傳動 精度。 第五講 錐齒輪傳動齒輪失效 維護 材料和精度 1.特點圓錐

2、齒輪機構是用來傳遞空間兩相交軸之間運動和動力的一種齒輪機構，其輪齒分布在截圓錐體上，齒形從大端到小端逐漸變小。圓柱齒輪中的有關圓柱均變成了圓錐。為計算和測量方便，通常取大端參數為標準值。 一對圓錐齒輪兩軸線間的夾角稱為軸角。其值可根據傳動需要任意選取，在一般機械中，多取90。 2.應用圓錐齒輪直齒圓錐齒輪：斜齒圓錐齒輪：曲齒圓錐齒輪：由于設計、制造、安裝方便，應用最廣介于兩者之間，傳動較平穩，設計較簡單傳動平穩、承載能力強，用于高速，重載傳動一、圓錐齒輪機構的特點及應用一、圓錐齒輪機構的特點及應用810 圓錐齒輪傳動 1.OAC、OBC分別為兩輪的分度圓錐，在兩錐齒輪大端 分別作一圓錐面O1C

3、A、O2CB，與相應的分度圓錐面 共軸，其母線O1C或O2C與相應的分度圓錐母線OC垂 直相交，此圓珠筆錐面稱為背錐。將錐齒輪大端的 球面漸開線投影在背錐上，背錐上的齒形與該球球 面漸開線的齒形相差很小，故用之來近似地來代替 大端齒形。將背錐展開成扇形面，以背錐母線（O1C或O2C）為分度圓半徑，畫出兩個扇形齒輪，使 其模數和壓力角分等于錐齒輪大端的模數和壓力 角，其齒數等于等于錐齒輪的實際齒數Z1、Z2。 將兩扇形齒輪補足為完整的直齒圓柱齒輪，則 齒數分別增加到ZV1和ZV2，這個假臣的圓柱齒輪為 錐齒輪的當量齒輪，ZV1和ZV2稱為當量齒數。由圖 可得出其幾何關系：二二. .直齒錐齒輪的齒

4、廓和當量齒數直齒錐齒輪的齒廓和當量齒數又因為所以式中，Z1、Z2分別為兩錐齒輪的實際齒數；1、2分別為兩錐齒輪的分度圓錐角。 11111cos2cosmzrrv211vvmzr111coszzv211coszzv 由于上式中，cos1、cos2數總小于1，所以ZV1Z1、ZV2Z2，即當量齒數大于實際齒數，且不一定為整數。直齒錐齒輪不產生根切的最少齒數為： Zmin=Zvmivcos=17cos 當量齒輪在錐齒輪的制造和設計計算中有廣泛應用。如：一般精度的錐齒輪常采用仿形法加工，銑刀的號碼應按當量齒數來選擇；在齒根抗彎強度計算時，要按當量齒數來查取齒形因數；此外，標準直齒錐齒輪不發生根切的最少

5、齒數可過當量齒數來計算。二二. .直齒錐齒輪的嚙合傳動直齒錐齒輪的嚙合傳動1.基本參數的標準值直齒圓錐齒輪傳動的基本參數及幾 何尺寸是以輪齒大端為標準的。規定錐齒輪大端模數 與壓力角為標準值。 2正確嚙合條件: 直齒錐齒輪的正確嚙合條件為兩錐齒輪大端模數和壓力 角分別相等且等于標準值。三三. .直齒錐齒輪傳動的受力分析直齒錐齒輪傳動的受力分析 大端處單位齒寬上的載荷與小端處單位齒寬上的載荷不相等，其合力作用點實際偏于大端，通常近似地將法向力簡化為作用于齒寬中點節線處的集中載荷，即作用在分度圓錐平均直徑 dm1處。若忽略接觸面的摩擦力，則作用在平均分度圓直徑dm1處法向剖面NN的法向力幾可分解為

6、三個互相垂直的空間分力；圓周力Ft、徑向力Fr 和軸向力Fa。這三個分力的大小由力矩平衡條件可得；式中， T1為主動齒輪傳遞的轉矩（Nm）； dm1可根據分度圓直徑 d1、錐距 R齒寬b確定。 圓周力方向，主動輪上 與其回轉方向相反，從動輪上 與其回轉方向相同；徑向力 圓周力Ft方向，主動輪上與其回轉方向相反，從動輪上與其回轉方向相同；徑向力Fr方向，都指向兩輪各自的輪心；軸向力Fa方向，分別沿各自的軸線指向輪齒的大端。 正確嚙合條件：圓錐齒輪大端的模數和壓力角分別相等，且錐距相等，錐頂重合連續傳動的條件： 重合度大于1，重合度可按當量齒輪進行計算傳動比：1212122112sinsinrrz

7、zi四、直齒圓錐齒輪的嚙合傳動四、直齒圓錐齒輪的嚙合傳動一、失效形式 1、輪齒折斷：輪齒折斷輪齒折斷通常有兩種情況：一種是由 于多次重復的彎曲應力和應力集中造成的疲勞折斷；另一種 是由于突然嚴重過載或沖擊載荷作用引起的過載折斷。這兩 種折斷都起始于輪齒根部受拉的一側。齒寬較小的直齒輪往 往發生全齒折斷。 2、齒面疲勞點蝕：點蝕常發生于潤滑狀態良好、齒面硬度較低 （HB350 HBS）的閉式傳動中。 811 齒輪傳動的失效形式與設計準則 3、齒面磨損4、齒面膠合5、齒面塑性變形二、設計準則傳動類型 主要失效形式 設計準則閉式軟齒面 齒面疲勞點蝕 齒面接觸疲勞強度齒輪傳動 準則閉式硬齒面 齒根彎曲疲勞 齒根彎曲疲勞齒輪傳動 折斷 強度準則 一、常用的齒輪材料一、常用的齒輪材料 1、鋼（1）鍛鋼 軟齒面齒輪（HBS350） 硬齒面齒輪（HBS350）（2）鑄鋼 2、鑄鐵：少用，一般用于強度要求不高的地方。 3、非金屬材料：應用少，常用于儀器儀表。 二、齒輪材料的選擇原則二、齒輪材料的選擇原則鋼制軟齒面齒輪要