机械设计基础 教学课件 作者 王亚辉 主编 第十章 其他齿轮传动.docVIP

授课题目： 第10章 其它齿轮传动 10.1圆锥齿轮传动 授课方式 （请打√） 理论课√ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□ 课时 安排 2 教学大纲要求： 了解圆锥齿轮传动的特点和参数； 掌握圆锥齿轮传动的基本尺寸计算和强度计算。 教学目的、要求：了解圆锥齿轮传动的特点和应用； 掌握圆锥齿轮传动的基本尺寸计算和设计计算。 教学重点及难点： 圆锥齿轮传动的参数和尺寸计算 思考题和习题：一、判断题 1、2、3、 二、选择题 2、3、4、5、6 三、综合题 1、5、6 课后总结分析：圆锥齿轮传动的特点和当量齿轮； 圆锥齿轮传动的参数； 要求掌握圆锥齿轮传动的基本尺寸计算。 教 学内 容 备注 10.1圆锥齿轮传动 10.1.1概述 圆锥齿轮传动用来传递两相交轴之间的运动和动力。圆锥齿轮传动分为：直齿圆锥齿轮传动、斜齿圆锥齿轮传动和曲齿圆锥齿轮传动，其中应用最广泛的是两轴交角的直齿圆锥齿轮传动。 与圆柱齿轮不同，圆锥齿轮的轮齿是沿圆锥面分布的，其轮齿尺寸朝锥顶方向逐渐缩小。 圆锥齿轮的运动关系相当于一对节圆锥作纯滚动。与圆柱齿轮相似，圆锥齿轮也有分度圆锥、齿顶圆锥、齿根圆锥、基圆锥。标准安装的圆锥齿轮机构，要求分度圆锥与节圆锥重合。 图10-1所示为一对标准直齿圆锥齿轮，其节圆锥与分度圆锥重合，、为两轮的分度圆锥角，为两分度圆锥几何轴线的夹角，、为大端节圆直径。当时，其传动比 （10-1） 10.1.2锥齿轮的齿廓曲线、背锥和当量齿轮 如图10-2所示，当发生面A沿基圆锥作纯滚动时，平面上通过锥顶的直线OK将形成一渐开线曲面，即直齿圆锥齿轮的齿廓曲面。渐开线NK上各点与锥顶O的距离均相等，所以该渐开线必在一个以O为球心，OK为半径的球面上。但因球面渐开线无法在平面上展开，给设计和制造造成困难，故常用背锥上的齿廓曲线来代替球面渐开线。 将背锥表面展开成一扇形平面，扇形的半径就是背锥母线的长度，以为分度圆半径，大端模数为标准模数，大端压力角为20°，按照圆柱齿轮的作图方法画出扇形齿轮的齿形。该齿廓即为圆锥齿轮大端的近似齿廓，扇形齿轮的齿数为圆锥齿轮的实际齿数。 将扇形齿轮补足为完整的圆柱齿轮，这个圆柱齿轮称为圆锥齿轮的当量齿轮，当量齿轮的齿数称为当量齿数。由图可见 因，所以 （10-2）GB12369—1990的规定，直齿圆锥齿轮的基本参数是以其大端为标准。 当轴交角时，标准直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算见表10-1。 表10-1 标准直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算 名称 符号 计算方式及说明 基本参数 大端模数 按表10-2，取标准值 大端压力角 α 取标准值α=20° 齿数 z 按规定选取 齿顶高系数 ha* 取ha*=1 顶隙系数 c* 取c*=0.2 几何尺寸 分度圆锥角 δ 分度圆直径 d d=mz 齿顶高 ha ha=m 齿根高 hf hf=1.2m 全齿高 h h=2.2m 齿顶圆直径 da da=d+2mcosδ 齿根圆直径 df df=d-2.4mcosδ 锥距 R 齿宽 b b=ψRR=(0.25～0.3)R θa θa=arctan 齿 根 角 θf 例10-1 一对标准直齿圆锥齿轮传动，已知=5mm，=20，=60，=90°1，其重合度即为当量齿轮传动的重合度，可用当量齿轮的参数按直齿圆柱齿轮重合度计算公式来计算。 10.1.5直齿圆锥齿轮的强度计算 1.直齿圆锥齿轮轮齿上的作用力 图10-4 直齿圆锥齿轮受力分析 齿间的法向作用力用表示，可分解为三个分力： 圆周力、径向力和轴向力。圆周力的大小可根据齿轮的平衡条件求得，径向力和轴向力可通过图中的几何关系求得，即