機械設計第十章

錐齒輪傳動

第一節概述第二節直齒錐齒輪受力分析第三節直齒錐齒輪傳動的強度計算

第四節結構設計返回章目錄第一節概述

錐齒輪傳動廣泛應用于傳遞相交軸或交錯軸之間的運動和動力。

錐齒輪類型很多，也有很多分類方法。按齒面節線可分為直齒、斜齒、圓弧齒、擺線齒；按兩軸線位置可分為正交、斜交、偏置；按兩軸交角分：可分為外嚙合、內嚙合和平面嚙合錐齒輪；按齒高收縮方式可分為標準收縮、等頂隙收縮、雙重收縮、等高齒。本章主要介紹兩軸正交的標準直齒錐齒輪傳動的設計，其主要幾何尺寸的計算公式見表10-2。常用錐齒輪傳動類型直齒錐齒輪傳動弧齒錐齒輪傳動擺線錐齒輪傳動準雙曲面齒輪傳動第二節直齒錐齒輪受力分析

兩齒輪在節點嚙合，忽略摩擦力，將沿齒寬分布的載荷等效變換為集中作用在齒寬中點的法向力，通常將法向力分解為相互垂直的三個分力：切向力、徑向力、軸向力。受力分析簡圖主動齒輪受力計算公式：

從動齒輪受力計算公式：

各分力之間的關系：

受力分析簡圖各個分力方向的確定：

對于主動齒輪，切向力方向與節點運動方向相反；對于從動齒輪，切向力方向與節點運動方向相同； 徑向力方向均由節點垂直指向各自的軸線； 軸向力方向均平行于各自軸線且由節點背離錐頂指向大端。受力分析簡圖各個分力方向的確定：

切向力：Ft1=-Ft2

，Ft1與n1反向,Ft2與n2同向徑向力：Fr1=-Fa2

，指向圓心軸向力：Fa1=-Fr2，指向大端第三節直齒錐齒輪傳動的強度計算

直齒錐齒輪傳動的強度計算是在齒寬中點的當量齒輪上進行，并且考慮錐齒輪傳動的特點進行修正。一、計算載荷考慮各種影響因素后，錐齒輪傳動的計算載荷為： 二、齒面接觸疲勞強度 將錐齒輪傳動的當量齒輪參數和計算載荷代入圓柱齒輪強度計算公式，并考慮柱齒輪的特點進行修正，可得直齒錐齒輪傳動的齒面接觸疲勞強度的校核公式和設計公式。校核公式：2.設計公式： 對一般鋼制標準錐齒輪傳動，可得鋼制標準直齒錐齒輪齒面接觸疲勞強度簡化設計公式：三、齒根彎曲疲勞強度 將錐齒輪傳動的當量齒輪參數和計算載荷代入圓柱齒輪強度計算公式，可得直齒錐齒輪傳動的齒根彎曲疲勞強度的校核公式和設計公式。校核公式2.設計公式： 對于一般鋼制標準直齒圓柱齒輪，可得鋼制標準直齒錐齒輪齒根彎曲疲勞強度簡化設計公式：

錐齒輪的結構可分為齒輪軸、整體式、腹板式、組合式幾種。齒輪直徑較小時，應該選擇整體式結構；若輪體最小厚度時，必須選擇齒輪軸結構。齒頂圓直徑小于500mm時，可采用鍛造齒輪；齒頂圓直徑大于500mm時，可采用鑄造齒輪。對于組合式結構，要考慮錐齒輪的軸向力方向。第四節結構設計

齒輪軸和整體式結構

腹板式結構

組合式結構

圖示減速機I軸的轉向已知。要求1、合理確定斜齒輪螺旋線的方向。

2、畫出II軸上兩齒輪的三個分力的方向。本章結束齒輪軸整體式