第四章 齒 輪傳動(dòng) 設(shè)計(jì)部分內(nèi)容

1、閉式傳動(dòng)閉式傳動(dòng)開(kāi)式傳動(dòng)開(kāi)式傳動(dòng)半開(kāi)式傳動(dòng)半開(kāi)式傳動(dòng)封閉在箱體內(nèi)，潤(rùn)滑條件好封閉在箱體內(nèi)，潤(rùn)滑條件好外露，潤(rùn)滑較差，易磨損外露，潤(rùn)滑較差，易磨損介于上兩者之間介于上兩者之間,有防護(hù)罩有防護(hù)罩齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：傳遞功率和轉(zhuǎn)速適用范圍廣；優(yōu)點(diǎn)：傳遞功率和轉(zhuǎn)速適用范圍廣； 具有穩(wěn)定的傳動(dòng)比；具有穩(wěn)定的傳動(dòng)比； 效率高、結(jié)構(gòu)緊湊。效率高、結(jié)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)：制造成本較高；缺點(diǎn)：制造成本較高； 精度低時(shí)，噪聲和振動(dòng)較大；精度低時(shí)，噪聲和振動(dòng)較大； 4-6 齒輪傳動(dòng)失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則齒輪傳動(dòng)失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一、失效形式一、失效形式1、輪齒折斷、輪齒折斷疲勞折斷疲勞折斷過(guò)載折斷過(guò)載折斷全齒折斷

2、全齒折斷常發(fā)生于齒寬較小的直齒輪常發(fā)生于齒寬較小的直齒輪局部折斷局部折斷常發(fā)生于齒寬較大的直齒輪和斜齒輪常發(fā)生于齒寬較大的直齒輪和斜齒輪措施：措施：增大齒根圓角半徑、增大齒根圓角半徑、 提高齒面精度、正變提高齒面精度、正變位、增大模數(shù)等位、增大模數(shù)等2、齒面疲勞點(diǎn)蝕、齒面疲勞點(diǎn)蝕點(diǎn)蝕常發(fā)生于閉式軟齒面（點(diǎn)蝕常發(fā)生于閉式軟齒面（HBS350）傳動(dòng)中）傳動(dòng)中點(diǎn)蝕的形成與潤(rùn)滑油的存在密切相關(guān)點(diǎn)蝕的形成與潤(rùn)滑油的存在密切相關(guān)點(diǎn)蝕常發(fā)生于偏向齒根的節(jié)線附近點(diǎn)蝕常發(fā)生于偏向齒根的節(jié)線附近開(kāi)式傳動(dòng)中一般不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象開(kāi)式傳動(dòng)中一般不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象措施：措施：提高齒面硬度和齒面質(zhì)量、增大直徑提高齒面硬度和齒

3、面質(zhì)量、增大直徑3、齒面膠合、齒面膠合配對(duì)齒輪采用異種金屬時(shí)，其抗膠合能力比同種金屬?gòu)?qiáng)配對(duì)齒輪采用異種金屬時(shí)，其抗膠合能力比同種金屬?gòu)?qiáng)4、齒面磨損、齒面磨損是開(kāi)式傳動(dòng)的主要失效形式是開(kāi)式傳動(dòng)的主要失效形式5、齒面塑性變形、齒面塑性變形措施：提高齒面硬度，采用油性好的潤(rùn)滑油措施：提高齒面硬度，采用油性好的潤(rùn)滑油措施：采用異種金屬、降低齒高、提高齒面硬度等措施：采用異種金屬、降低齒高、提高齒面硬度等措施：改善潤(rùn)滑和密封條件措施：改善潤(rùn)滑和密封條件二、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則二、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則主要針對(duì)疲勞折斷和齒面點(diǎn)蝕這兩種失效形式主要針對(duì)疲勞折斷和齒面點(diǎn)蝕這兩種失效形式齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：齒輪抵抗輪齒

4、疲勞折斷的能力齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：齒輪抵抗輪齒疲勞折斷的能力齒面接觸疲勞強(qiáng)度：齒輪抵抗齒面疲勞點(diǎn)蝕的能力齒面接觸疲勞強(qiáng)度：齒輪抵抗齒面疲勞點(diǎn)蝕的能力開(kāi)式齒輪傳動(dòng)采用準(zhǔn)則二，但不校核齒面接觸強(qiáng)度開(kāi)式齒輪傳動(dòng)采用準(zhǔn)則二，但不校核齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一：對(duì)于閉式軟齒面（對(duì)于閉式軟齒面（ HBS350）傳動(dòng)：）傳動(dòng)：主要失效形式是齒面點(diǎn)蝕，主要失效形式是齒面點(diǎn)蝕，所以按齒面接觸疲勞強(qiáng)所以按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，度設(shè)計(jì)， 而校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。而校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則二：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則二：對(duì)于閉式硬齒面（對(duì)于閉式硬齒面（ HBS350）傳動(dòng)：）傳動(dòng)：主要失效形式是齒根彎曲疲勞折斷，主要失效

5、形式是齒根彎曲疲勞折斷，所以按齒根彎所以按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，而校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。而校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。4-7 齒輪材料及其熱處理齒輪材料及其熱處理一、齒輪材料一、齒輪材料金屬材料金屬材料45號(hào)鋼號(hào)鋼中碳合金鋼中碳合金鋼鑄鋼鑄鋼低碳合金鋼低碳合金鋼最常用，經(jīng)濟(jì)、貨源充足最常用，經(jīng)濟(jì)、貨源充足鑄鐵鑄鐵35SiMn、40MnB、40Cr等等20Cr、20CrMnTi等等ZG310-570、ZG340-640等等HT350、QT600-3等等非金屬材料非金屬材料尼龍、夾木膠布等尼龍、夾木膠布等選材時(shí)考慮：選材時(shí)考慮：工作條件、載荷性質(zhì)、經(jīng)濟(jì)性、制造方法等工作條件、載荷性質(zhì)、經(jīng)

6、濟(jì)性、制造方法等齒輪毛坯鍛造齒輪毛坯鍛造選可以鍛造材料；鑄造選可以鍛造材料；鑄造選可鑄材料選可鑄材料二、熱處理二、熱處理調(diào)調(diào) 質(zhì)質(zhì)正正 火火表面淬火表面淬火滲碳淬火滲碳淬火表面氮化表面氮化軟齒面。軟齒面。改善機(jī)械性能，增大強(qiáng)度和韌性改善機(jī)械性能，增大強(qiáng)度和韌性硬齒面。硬齒面。接觸強(qiáng)度高、耐磨性好、可抗沖擊接觸強(qiáng)度高、耐磨性好、可抗沖擊配對(duì)齒輪均采用軟齒面時(shí)：配對(duì)齒輪均采用軟齒面時(shí)：小齒輪受載次數(shù)多，故材料應(yīng)選好些，熱處理硬度小齒輪受載次數(shù)多，故材料應(yīng)選好些，熱處理硬度稍高于大齒輪（約稍高于大齒輪（約3040HBS）4-8 齒輪傳動(dòng)的齒輪精度齒輪傳動(dòng)的齒輪精度 一、齒輪一、齒輪精度：精度：12個(gè)

7、精度等個(gè)精度等級(jí)，按精級(jí)，按精度的高低度的高低依次為依次為1，,12.常用的等常用的等級(jí)為級(jí)為6、7、8、9。接觸精度接觸精度影響載荷分布均勻性影響載荷分布均勻性影響傳動(dòng)平穩(wěn)性影響傳動(dòng)平穩(wěn)性影響運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性影響運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性二、二、精度等級(jí)公差精度等級(jí)公差齒輪傳動(dòng)常用精度等級(jí)及其應(yīng)用齒輪傳動(dòng)常用精度等級(jí)及其應(yīng)用精度 等級(jí)圓周速度v/ms-1應(yīng) 用 舉 例直齒圓柱斜齒圓柱直齒錐齒輪615309要求運(yùn)轉(zhuǎn)精確或在高速重載下工作的齒輪傳動(dòng)；精密儀器和飛機(jī)、汽車、機(jī)床中重要齒輪710206一般機(jī)械中的重要齒輪；標(biāo)準(zhǔn)系列減速器齒輪；飛機(jī)、汽車和機(jī)床中的齒輪8593一般機(jī)械中的重要齒輪；飛機(jī)、汽車和機(jī)床中的不重要

8、齒輪；紡織機(jī)械中的齒輪；農(nóng)業(yè)機(jī)械中的重要齒輪9362.5工作要求不高的齒輪；農(nóng)業(yè)機(jī)械中的齒輪平穩(wěn)性精度平穩(wěn)性精度運(yùn)動(dòng)精度運(yùn)動(dòng)精度4-9 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及計(jì)算載荷一、輪齒受力分析一、輪齒受力分析條件：標(biāo)準(zhǔn)齒輪并忽略齒面間的摩擦力條件：標(biāo)準(zhǔn)齒輪并忽略齒面間的摩擦力注意：下標(biāo)注意：下標(biāo)“1”表示主動(dòng)輪表示主動(dòng)輪 下標(biāo)下標(biāo)“2”表示從動(dòng)輪表示從動(dòng)輪 小齒輪轉(zhuǎn)矩小齒輪轉(zhuǎn)矩N.m小齒輪分小齒輪分度圓直徑度圓直徑分度圓分度圓壓力角壓力角21各力關(guān)系：各力關(guān)系：21ttFF21rrFF各力方向：各力方向：Ft1與主動(dòng)輪回轉(zhuǎn)方向相反與主動(dòng)輪回轉(zhuǎn)方向相反Ft2與從動(dòng)

9、輪回轉(zhuǎn)方向相同與從動(dòng)輪回轉(zhuǎn)方向相同F(xiàn)r1 、Fr2分別指向各自齒輪的輪心分別指向各自齒輪的輪心n2n1Fr2Fr1Ft1Ft2n1n2二、計(jì)算載荷二、計(jì)算載荷FncK = KA Kv KKKv KK影響因素：影響因素：原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)齒輪對(duì)稱布置齒輪對(duì)稱布置 齒輪制造精度高齒輪制造精度高 斜齒輪傳動(dòng)斜齒輪傳動(dòng) K取小值取小值原動(dòng)機(jī)為單缸內(nèi)燃機(jī)原動(dòng)機(jī)為單缸內(nèi)燃機(jī) 開(kāi)式齒輪傳動(dòng)開(kāi)式齒輪傳動(dòng) 齒輪速度高齒輪速度高 K取大值取大值= K Ft /cos Fnc= K Fn載荷系數(shù)載荷系數(shù)K載荷系數(shù)，參考表67選取。一、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算一、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算閉式軟齒面齒

10、輪傳動(dòng)的主要閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是失效形式是強(qiáng)度條件：強(qiáng)度條件：工作時(shí)的工作時(shí)的接觸應(yīng)力接觸應(yīng)力許用接觸許用接觸應(yīng)力應(yīng)力根據(jù)根據(jù)Hertz公式求出公式求出aLFnH24122212121111()nFbEE負(fù)號(hào)用于負(fù)號(hào)用于內(nèi)接觸內(nèi)接觸4-9 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算直齒圓柱齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算令：令：21111 綜合曲率半徑綜合曲率半徑可將可將Hertz公式推廣到其它曲面接觸公式推廣到其它曲面接觸則則1 、 2表示接觸處的曲率半徑表示接觸處的曲率半徑節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑：節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑：sin2111dCNsin2222dCN又：又：u = z2 / z1 = d2 / d1、L = b

11、 、Fn = Ft / cos ,并引入并引入K1222112122(1)12sincos11HKTubduEE節(jié)點(diǎn)處的接觸應(yīng)力：節(jié)點(diǎn)處的接觸應(yīng)力： 材料彈性系數(shù)材料彈性系數(shù)ZE 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ZH 2.5121(1)3.53EKTuZbdu齒面接觸強(qiáng)度條件：齒面接觸強(qiáng)度條件：校核式：校核式：121(1)3.53HEHKTuZM Pabdu討論：討論：d 越大，越大，接觸強(qiáng)度接觸強(qiáng)度 越大越大越小越小,令：令：d = b / d1 齒寬系數(shù)齒寬系數(shù) 軟齒面、對(duì)稱布置：軟齒面、對(duì)稱布置：d = 0.81.4 非對(duì)稱布置：非對(duì)稱布置：d = 0.61.2懸臂布置、開(kāi)式傳動(dòng)：懸臂布置、開(kāi)

12、式傳動(dòng)：d = 0.30.4直齒輪取小直齒輪取小斜齒輪取大斜齒輪取大硬齒面降低硬齒面降低50%校核式：校核式：131(1)3.53HEHdKTuZdu21313.531EHdZKT udm mu設(shè)計(jì)式：設(shè)計(jì)式：b2 = d d1b1=b2b1b2limHNHHZSlimHNZ許用接觸應(yīng)力：許用接觸應(yīng)力： 試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限，查圖633；接觸疲勞壽命系數(shù)，據(jù)N60 xnxjxLh查圖634；齒面接觸疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)，查表88；HS二、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算二、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算輪齒受載后，相當(dāng)于懸臂梁輪齒受載后，相當(dāng)于懸臂梁故齒根部分彎曲應(yīng)力最大，是危險(xiǎn)截面故齒根部分彎曲應(yīng)力最大，是危險(xiǎn)截面

13、為防止輪齒折斷，必須保證：為防止輪齒折斷，必須保證：FF危險(xiǎn)截面危險(xiǎn)截面彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力許用彎曲許用彎曲應(yīng)力應(yīng)力假設(shè)：全部載荷由一對(duì)輪齒承擔(dān)，并忽略摩擦力假設(shè)：全部載荷由一對(duì)輪齒承擔(dān)，并忽略摩擦力載荷作用于齒頂時(shí)的受力分析：載荷作用于齒頂時(shí)的受力分析：垂直分力垂直分力 F2 = FnsinF齒頂載荷齒頂載荷作用角作用角引起壓應(yīng)力（忽略不計(jì)）引起壓應(yīng)力（忽略不計(jì)）危險(xiǎn)截面的具體位置在哪？危險(xiǎn)截面的具體位置在哪？水平分力水平分力 F1 = FncosF引起彎曲應(yīng)力引起彎曲應(yīng)力4-9 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算直齒圓柱齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算cos)(cos)(62msmhbmKFFFFt常用常用30切線法確

14、定危險(xiǎn)截面位置切線法確定危險(xiǎn)截面位置齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算以受拉邊為計(jì)算依據(jù)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算以受拉邊為計(jì)算依據(jù)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件：齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件：FPFWM力臂為力臂為 hF，齒根厚為，齒根厚為 sF彎矩：彎矩：M = F1 hF= FncosF hFK抗彎截面系數(shù)：抗彎截面系數(shù)：W = b sF2/6（矩形截面）（矩形截面）齒寬齒寬2cos6FFFnbshKFFn=Ft/cos分子、分母分子、分母同除以同除以m2 令其為齒形令其為齒形系數(shù)系數(shù) YFa故，彎曲應(yīng)力：故，彎曲應(yīng)力：FatFYbmKF112F SK TYbm dcos)(cos)(62msmhYFFFFa齒形系數(shù)齒形系數(shù)

15、msmhFF 、 與齒形有關(guān)的比例系數(shù)與齒形有關(guān)的比例系數(shù)YFa與模數(shù)的大小無(wú)關(guān)，只取決于輪齒的形狀與模數(shù)的大小無(wú)關(guān)，只取決于輪齒的形狀當(dāng)齒廓的基本參數(shù)已定時(shí)，當(dāng)齒廓的基本參數(shù)已定時(shí)，YFa取決于齒數(shù)取決于齒數(shù) Z 和變位系數(shù)和變位系數(shù)考慮齒根應(yīng)力集中，引入應(yīng)力修正系數(shù)考慮齒根應(yīng)力集中，引入應(yīng)力修正系數(shù) Ysa，則，則Ft =2T1/d1YFS = YFa YSa - 復(fù)合齒形系數(shù)復(fù)合齒形系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)齒輪：標(biāo)準(zhǔn)齒輪： z 越多，越多，YFS越小越小SaFatFYYbmKF112FFSFKTYbmd彎曲強(qiáng)度條件：彎曲強(qiáng)度條件：引入齒寬系數(shù)引入齒寬系數(shù) d = b/d1，并代入，并代入 d1 = mz

16、1，則：，則：13212FFSFdKTYm z設(shè)計(jì)式：設(shè)計(jì)式：13212FSdFYKTmmmz討論：討論：m彎曲強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度齒厚齒厚 s截面積截面積 F標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪 YFS1YFS2故故F1 F2校核式：校核式： 原則：在保證齒根彎原則：在保證齒根彎曲強(qiáng)度的前提下，選曲強(qiáng)度的前提下，選取盡可能多的齒數(shù)。取盡可能多的齒數(shù)。閉式傳動(dòng)：閉式傳動(dòng)：z1 =2040開(kāi)式傳動(dòng)：開(kāi)式傳動(dòng)：z1 =1725lim FNFFYSlimFNY許用彎曲應(yīng)力： 試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限，查圖635；彎曲疲勞壽命系數(shù)，據(jù)N60 xnxjxLh查圖636；齒根彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)，查表88；FS每轉(zhuǎn)一圈同側(cè)每轉(zhuǎn)一圈同側(cè)

17、齒面的嚙合次數(shù)齒面的嚙合次數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)2、小輪齒數(shù)Z1 3、齒寬系數(shù) 1/dbd二、二、設(shè)計(jì)步驟注意：設(shè)計(jì)步驟注意： 4-104-10、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇和設(shè)計(jì)步驟、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇和設(shè)計(jì)步驟 一、設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇1、壓力角4、模數(shù)m。在滿足齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度的條件下取較小值 軟齒面按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 硬齒面按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度4-11 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算FnFaFtFrFnFaeennFrFrttFtF一、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析一、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析條件：標(biāo)準(zhǔn)齒輪并忽略摩擦

18、力條件：標(biāo)準(zhǔn)齒輪并忽略摩擦力圓周力圓周力112/tFTd徑向力徑向力cos/ntrtgFF軸向力軸向力tgFFta法向力法向力coscos/ntnFFn法面壓力角法面壓力角t端面壓力角端面壓力角螺旋角螺旋角斜齒輪的特點(diǎn)斜齒輪的特點(diǎn) 輪齒呈螺旋形；嚙合時(shí)接觸線傾斜輪齒呈螺旋形；嚙合時(shí)接觸線傾斜21各力關(guān)系：各力關(guān)系：21ttFF21rrFF各力方向：各力方向： Ft、Fr與直齒輪相同與直齒輪相同F(xiàn)a 決定于齒輪的轉(zhuǎn)向和輪齒的旋向決定于齒輪的轉(zhuǎn)向和輪齒的旋向 21aaFFn2n1Fr2Fr1Ft1Ft2n1n2Fa2Fa1用用“主動(dòng)輪左、右手定則主動(dòng)輪左、右手定則”判斷判斷二、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算

19、二、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算斜齒輪的強(qiáng)度斜齒輪的強(qiáng)度當(dāng)量直齒圓柱齒輪的強(qiáng)度當(dāng)量直齒圓柱齒輪的強(qiáng)度相當(dāng)于相當(dāng)于當(dāng)量直齒圓柱齒輪：當(dāng)量直齒圓柱齒輪：模數(shù)模數(shù) = 斜齒輪法面模數(shù)斜齒輪法面模數(shù) mn 壓力角壓力角 = 斜齒輪法面壓力角斜齒輪法面壓力角n齒數(shù)齒數(shù) = 當(dāng)量齒數(shù)當(dāng)量齒數(shù) zv = z/cos3分度圓直徑分度圓直徑 dv = d/cos2法向力法向力 = 斜齒輪的法向力斜齒輪的法向力 Fn將當(dāng)量直齒輪的參數(shù)代入直齒輪強(qiáng)度公式，將當(dāng)量直齒輪的參數(shù)代入直齒輪強(qiáng)度公式，得斜齒輪接觸強(qiáng)度條件：得斜齒輪接觸強(qiáng)度條件：ZH 斜齒輪的節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，斜齒輪的節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)， 12121HEHHPKT uZZZb

20、duZ 重合度與螺旋角系數(shù)重合度與螺旋角系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪 ZH 2.45 = 815時(shí)，時(shí)，Z 1 15時(shí)，時(shí)，Z 0.95 則：則：12113.46HEHKTuZbdu12113.29HEHKTuZbdu（=815時(shí)）時(shí)） （ 15時(shí)）時(shí)） 相同條件下，斜齒輪接觸應(yīng)力比直齒輪小相同條件下，斜齒輪接觸應(yīng)力比直齒輪小（ 15時(shí)）時(shí)） 故：故：斜齒輪接觸強(qiáng)度比直齒輪大斜齒輪接觸強(qiáng)度比直齒輪大原因：原因： 重合度大，同時(shí)嚙合的齒數(shù)多重合度大，同時(shí)嚙合的齒數(shù)多 接觸線是傾斜的接觸線是傾斜的 當(dāng)量齒輪直徑大，齒廓平直當(dāng)量齒輪直徑大，齒廓平直引入齒寬系數(shù)引入齒寬系數(shù) d = b/d1，得設(shè)計(jì)式：，得

21、設(shè)計(jì)式：21313.461EHdZKT udmmu21313.291EHdZKT udmmu（=815時(shí)）時(shí)） 其他幾何參數(shù)計(jì)算：其他幾何參數(shù)計(jì)算：三、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算三、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 接觸線傾斜接觸線傾斜特點(diǎn)特點(diǎn)： 輪齒局部折斷輪齒局部折斷斜齒輪的彎曲強(qiáng)度也按斜齒輪的彎曲強(qiáng)度也按進(jìn)行進(jìn)行斜齒輪的彎曲強(qiáng)度條件斜齒輪的彎曲強(qiáng)度條件 1211.9FFSFnKTYbm z1211.68FFSFnKTYbm z（ 15時(shí)）時(shí)） （=815時(shí)）時(shí)） 由于由于的影響，斜齒輪彎曲應(yīng)力比直齒輪小的影響，斜齒輪彎曲應(yīng)力比直齒輪小故：故：斜齒輪彎曲強(qiáng)度比直齒輪大斜齒輪彎曲強(qiáng)度比直齒輪大引入齒寬系數(shù)引入

22、齒寬系數(shù) d = b/d1，則，則 b = d1 d 代入強(qiáng)度條件得設(shè)計(jì)式：代入強(qiáng)度條件得設(shè)計(jì)式：13211.9FSndFKT Ymm mz13211.68FSndFKT Ymm mz（ 15時(shí)）時(shí)） （=815時(shí)）時(shí)） ： YFS 應(yīng)按應(yīng)按 ZV = Z / cos3 查取查取 設(shè)計(jì)時(shí)代入設(shè)計(jì)時(shí)代入： 斜齒輪的強(qiáng)度等同于其當(dāng)量直齒輪的強(qiáng)度斜齒輪的強(qiáng)度等同于其當(dāng)量直齒輪的強(qiáng)度 條件相同時(shí)條件相同時(shí),斜齒輪的強(qiáng)度大于直齒輪斜齒輪的強(qiáng)度大于直齒輪4-12 直齒錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)直齒錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)振動(dòng)和噪聲較大，常用于線速度振動(dòng)和噪聲較大，常用于線速度V5 m/s的場(chǎng)合的場(chǎng)合 輪齒分布在錐面上，逐漸收縮

23、輪齒分布在錐面上，逐漸收縮特點(diǎn)特點(diǎn)： 載荷沿齒寬分布不均載荷沿齒寬分布不均 Fnb0.4b為簡(jiǎn)化計(jì)算，假定：為簡(jiǎn)化計(jì)算，假定： 法向力法向力Fn作用于齒寬中點(diǎn)作用于齒寬中點(diǎn) 錐齒輪的強(qiáng)度等同于錐齒輪的強(qiáng)度等同于b/2dv/2dv半徑半徑=錐齒輪齒寬中點(diǎn)背錐母線長(zhǎng)度錐齒輪齒寬中點(diǎn)背錐母線長(zhǎng)度 齒寬齒寬 = 錐齒輪齒寬錐齒輪齒寬 b 模數(shù)模數(shù) = 錐齒輪齒寬中點(diǎn)平均模數(shù)錐齒輪齒寬中點(diǎn)平均模數(shù)mm作用于齒寬中點(diǎn)的法向力分解成三個(gè)分力：作用于齒寬中點(diǎn)的法向力分解成三個(gè)分力：一、受力分析一、受力分析dm1 = d1 (1-0.5 b/R) = d1 (1-0.5R) d1 小錐齒輪大端分度圓直徑小錐齒輪

24、大端分度圓直徑圓周力圓周力1112/tmFTd徑向力徑向力111costgFFtr軸向力軸向力111sintgFFtadm1 小錐齒輪齒寬中點(diǎn)分度圓直徑小錐齒輪齒寬中點(diǎn)分度圓直徑R 錐頂距錐頂距b 齒寬齒寬R = b/R 齒寬系數(shù)齒寬系數(shù)1 小齒輪分度圓錐角小齒輪分度圓錐角d1RO1 dm1利用當(dāng)量直齒圓柱齒輪進(jìn)行分析計(jì)算利用當(dāng)量直齒圓柱齒輪進(jìn)行分析計(jì)算各力關(guān)系：各力關(guān)系：21ttFF21arFF各力方向：各力方向：Ft、Fr與圓柱齒輪相同與圓柱齒輪相同F(xiàn)a1 、 Fa2 分別指向各自齒輪的大端分別指向各自齒輪的大端 21raFF二、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算二、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算校核公式：校核公式：設(shè)計(jì)公式：設(shè)計(jì)公式：13214.98(1 0.5)HEHRRKTZdu21314.98(10.5)ERHRZKTdmmu三、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算三、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算同理，根據(jù)當(dāng)量齒輪推出錐齒輪的彎曲強(qiáng)度條件同理，根據(jù)當(dāng)量齒輪推出錐齒輪的彎曲強(qiáng)度條件校核公式：校核公式：設(shè)計(jì)公式：設(shè)計(jì)公式：1322214(1 0.5)1FSFRRYKTmmmzu1322214(1 0.5)1FSFFRRKTYm zu4-13 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 當(dāng)圓柱齒輪當(dāng)圓柱齒輪齒根與鍵槽頂齒根與鍵槽頂部距離部距離e小于3.51mm；圓錐齒輪圓錐齒