斜齿圆柱齿轮的强度计算与结构设计课件

07 07 斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动主要内容主要内容:斜齿轮的参数斜齿轮的参数斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动的强度计算斜齿圆柱齿轮传动的强度计算斜齿轮的结构设计斜齿轮的结构设计重点和难点：重点和难点：斜齿轮传动两个计算准则之关联和区别斜齿轮传动两个计算准则之关联和区别正确选择斜齿轮的参数正确选择斜齿轮的参数达到的技能：达到的技能：斜齿圆柱齿轮的强度计算斜齿圆柱齿轮的强度计算斜齿轮的结构设计斜齿轮的结构设计一、斜齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算一、斜齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算直齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成KK线平行于齿轮轴线。斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成KK线不平行于齿轮轴线。斜齿圆柱齿轮的啮合斜齿圆柱齿轮的啮合斜齿圆柱齿轮的啮合斜齿圆柱齿轮的啮合点线点啮合线为斜线，轮齿为逐渐进入啮合，传动平稳，实际啮合线长，使重合度提高。斜齿圆柱齿轮的主要参数齿距与模数齿距与模数法面参数法面参数：标准参数：标准参数-用于齿轮加工；用于齿轮加工；端面参数端面参数：尺寸计算：尺寸计算-用于齿轮的啮合传动。用于齿轮的啮合传动。齿顶高系数和顶隙系数齿顶高系数和顶隙系数压力角压力角螺旋角螺旋角齿厚齿厚齿根高齿根高分度圆直径分度圆直径可通过改变螺旋角来满足中心距的要求。中心距中心距基圆直径基圆直径齿顶圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿根圆直径齿顶高齿顶高例题例题例题例题一对外啮合标准渐开线斜齿轮，已知中心距为a250mm，两齿轮的齿数分别为zl23，z298，模数为mn4mm。试求这对齿轮的端面模数mt，端面压力角t、螺旋角和当量齿数zv，并计算齿轮的几何尺寸。解：二、平行轴斜齿轮机构的啮合传动二、平行轴斜齿轮机构的啮合传动内啮合内啮合外啮合外啮合1 1、正确、正确啮合的条件啮合的条件平行轴斜齿轮机构交错轴斜齿轮机构端面重合度端面重合度轴向重合度轴向重合度(附加重合度附加重合度)2 2、平行轴斜齿轮机构平行轴斜齿轮机构传动的重合度传动的重合度三、斜齿圆柱齿轮的当量齿数与斜齿轮法面齿形相当的直齿轮的齿数当量齿数应用当量齿数应用：选取铣刀强度分析选取变位系数标准斜齿轮发生不根切的最少齿数:例题例题例题例题某机床上的一对标准斜齿圆柱齿轮已报废，测得Z1=25，Z2=70，全齿高h=9.0mm，在机床上测出该对齿轮的中心距a=200mm，为配换新齿轮，试确定该对齿轮的端面模数mt，法向模数mn，分度圆直径d，齿顶圆直径da及螺旋角。解：例题例题在某设备中有一对渐开线直齿圆柱齿轮，已知z1=26，i12=5，m=3mm，=200，ha*=1，c*=0.25。在技术改造中，提高了原动机转速，为了改善齿轮传动的平稳性，要求在不降低强度，不改变中心距和传动比的条件下，将直齿轮传动改为斜齿轮传动，并希望将斜齿轮的分度螺旋角控制在200以内，重合度r3，试确定z1、z2、mn和齿宽B。解：原直齿轮机构中，z1=26，i12=5，m=3mm，则 z2=130 mm 斜齿轮机构中，因要求强度不降低，中心距和传动比不改变，故令mn=m=3 mm，a=234 mm，00200，i12=z2 /z1=5 斜齿轮几何参数计算先取=2004683（z1+5z1）468 cos200有 26 z1 24.4取 z1=25，z2=125取 B=50 mm斜齿圆柱齿轮传动的优缺点q啮合过程平稳，噪音小。q重合度大，承载能力强。q结构可比直齿轮机构更紧凑。q制造成本与直齿轮相当。有轴向力，=820四、斜齿轮传动的强度计算四、斜齿轮传动的强度计算（一）轮齿上的作用力（一）轮齿上的作用力（一）轮齿上的作用力（一）轮齿上的作用力 受力分析受力分析：大小 方向 关系圆周力：主动轮上与转向相反；从动轮上与转向相同。径向力：由啮合点指向轮心。轴向力：用主动轮左、右法则手判断。例题设两级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如图所示，试问：1）低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反；2）低速级齿轮的螺旋角应取多大数值才能使中间轴上两个轴向力相互抵消。（取传动效率=1）解：低速级小齿轮的旋向应为左旋，才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反。为使中间轴上两个轴向力相互抵消，必须有取=1对比，直齿轮的接触强度公式！（二）强度计算（二）强度计算ZH随着的增加而减小！对比，直齿轮的弯曲强度公式！齿形系数YFS应根据当量齿轮的齿数zv=z/cos3选取！螺旋角系数Y=0.850.92圆锥齿轮机构用来实现两相交轴之间的传动，通常轴交角=1+290直齿圆锥齿轮机构直齿圆锥齿轮机构圆锥齿轮传动的特点圆锥齿轮传动的特点可传递交叉轴的运动，常用=90；一般使用场合：传动比i，vm/s；制造与安装精度较低；小轮常悬臂安装，支承刚度较低。一、齿面的形成及其啮合一、齿面的形成及其啮合圆平面s沿基圆锥作纯滚动，形成球面渐开线。圆锥齿轮的齿廓曲线为球面渐开线。二、背锥与当量齿数二、背锥与当量齿数球面渐开线如何展成平面？球面渐开线如何展成平面？背锥背锥：作圆锥与球面切于圆锥齿轮大端分度圆。背锥扇形平面补成圆形当量齿数：zv=z/cos 选铣刀；计算不产生根切的最小齿数；计算重合度、齿顶齿厚；强度校核。轮齿分布在一个截圆锥体上，轮齿分布在一个截圆锥体上，齿形从大端到小端逐渐变小，齿形从大端到小端逐渐变小，通常取大端的参数为标准值。通常取大端的参数为标准值。三、直齿圆锥齿轮的啮合传动三、直齿圆锥齿轮的啮合传动2 2、重合度计算、重合度计算3 3、传动比、传动比 大端处 m=m1=m2，=1=2 ，且均标准值。两轮的锥距相等、锥顶重合。1 1、正确啮合条件、正确啮合条件当=1+2=90时四、直齿圆锥齿轮的四、直齿圆锥齿轮的尺寸计算尺寸计算收缩顶隙直齿圆锥齿轮等顶隙直齿圆锥齿轮齿顶圆锥与分度圆锥不重合例题例题已知一对等顶隙收缩齿渐开线标准直齿圆锥齿轮的=90，z1=17，z2=43，m3mm，试求分度圆锥角、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、锥距、齿顶角、齿根角、顶锥角、根锥角和当量齿数。解：当量齿数齿顶角齿根角顶锥角根锥角等顶隙时，a=f五、直锥齿轮传动的强度计算五、直锥齿轮传动的强度计算（一）设计参数（一）设计参数锥距锥距R（二）轮齿受力分析（二）轮齿受力分析 圆周力圆周力：主动轮上与转向相反；从动轮上与转向相同。径向力径向力：由啮合点指向轮心。轴向力轴向力：由小端指向大端。例题已知直齿圆锥齿轮斜齿轮圆柱齿轮减速器布置和转向如图所示。锥齿轮m=5mm，齿宽b=50mm，z1=25，z2=60；斜齿轮mn=6mm，z3=21，z4=84。欲使轴上的轴向力在轴承上的作用完全抵消，求斜齿轮3的螺旋角3大小和旋向。（提示：锥齿轮的力作用在齿宽中点）解：由题意：故（三）强度计算（三）强度计算直齿锥齿轮的齿面接触疲劳强度，按平均分度圆处的当量圆柱齿轮计算，工作齿宽为锥齿轮的齿宽b。校核公式设计公式齿面接触疲劳强度直齿锥齿轮的弯曲疲劳强度可近似地按平均分度圆处的当量圆柱齿轮进行计算。设计公式校核公式齿根弯曲疲劳强度YFS按当量齿数zv查取！10 齿轮的结构和齿轮传动的润滑2.0m1.6m齿轮轴齿轮和轴做成一个整体。实心结构齿轮孔板结构圆柱齿轮孔板结构圆锥齿轮轮辐结构齿轮齿轮传动的润滑轮齿啮合面间加注润滑剂，可避免金属直接接触，减少摩擦损失、可以冷却散热及防锈蚀。进行适当地润滑，可以大为改善轮齿的工作状况，确保运转正常及预期的寿命。（一）齿轮传动的润滑方式开式及半开式齿轮传动，或速度铰低的闭式齿轮传动，通常用人工作周期性加油润滑，润滑剂为润滑油或润滑脂。通用的闭式齿轮传动，其润滑方法根据齿轮的圆周速度大小而定。当齿轮的圆周速度v12m/s时，将大齿轮的轮齿浸入油池中进行浸油润滑。齿轮在传动时，就把润滑油带到啮合的齿面上，也将油甩到箱壁上，借以散热。写在最后写在最后成功的基成功的基础在于好的学在于好的学习习惯The foundation of success lies in good habits49谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way讲师：XXXXXX XX年XX月XX日