《齿轮传动斜锥》PPT课件.ppt

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1、四川大学制造学院四川大学制造学院 斜齿圆柱齿轮强度 计算一.斜齿圆柱齿轮传动的受力分析斜齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮（helical gear)Fa1Fr1Ft1从动从动主动主动Fa2Fr2Ft2FtFrFaFtFrFnFFFaFrFtFnFFBFBrFBaFAFArFAa右旋右旋 左旋左旋1.力的大小力的大小Fn：normal forceFt：tangential forceFr：radial forceFa：axial thrust forceFa1Fr1Ft1从动主动主动Fa2Fr2Ft2FtFrFaFtFrFnFFFaFrFtFnFFBFBrFBaFAFArFAa1.力的大小力的大小Fa1F

2、r1Ft1从动从动主动主动Fa2Fr2Ft2FtFrFaFtFrFnFFFaFrFtFnFFBFBrFBaFAFArFAa旋向（齿螺旋线方向）旋向（齿螺旋线方向）转向（回转方向）转向（回转方向）左旋左旋右旋右旋2.力的方向力的方向Fa1Fr1Ft1从动从动主动主动Fa2Fr2Ft2FtFrFaFtFrFnFFFaFrFtFnFFBFBrFBaFAFArFAa(the right or left hand rule)主动轮左、右手法则：左螺旋用左手、右螺旋用右手。主动轮左、右手法则：左螺旋用左手、右螺旋用右手。握住主动轮轴线，除拇指外其余四指代表旋转方向，握住主动轮轴线，除拇指外其余四指代表旋转

3、方向，拇指的指向即主拇指的指向即主动轮的轴向力方向，从动轮轴向动轮的轴向力方向，从动轮轴向力方向与其相反、大小相等。力方向与其相反、大小相等。O1O2n2n1 Fa1n2n1Fa2Fa1Fr1Fr2Ft1Ft2Fa2 一.斜齿圆柱齿轮传动的受力分析二.斜齿齿面接触疲劳强度计算-9-1.计算原理计算原理 2.计算式计算式contact fatigue strength)斜斜齿齿圆圆柱柱齿齿轮轮接接触触疲劳强度计算式：疲劳强度计算式：(contact stress)(permissible contact stress)法面曲率半径：法面曲率半径：(1)求求 端面曲率半径：端面曲率半径：二.斜齿齿

4、面接触疲劳强度计算法面曲率半径：法面曲率半径：法面曲率半径：法面曲率半径：-13-等代等代入入 得得:（2）求 令：令：（3）求）求 ()dbb 接触线长度变化系数：接触线长度变化系数：斜斜0.91 人人0.971 得校核公式得校核公式:-15-(contact stress)(permissible contact stress)（12.29）弹性系数弹性系数弹性系数弹性系数 节点区域节点区域节点区域节点区域系数系数系数系数 重合度重合度重合度重合度系数系数系数系数 螺旋角螺旋角螺旋角螺旋角系数系数系数系数 并引入并引入 将将 、代入：代入：把把 代入上式得代入上式得 设计公式：设计公式：（

5、12.30）(reference circle diameter)得校核公式得校核公式:(contact stress)(permissible contact stress)（12.29）弹性系数弹性系数弹性系数弹性系数 节点区域节点区域节点区域节点区域系数系数系数系数 重合度重合度重合度重合度系数系数系数系数 螺旋角螺旋角螺旋角螺旋角系数系数系数系数 二.斜齿齿面接触疲劳强度计算3.计算特点：计算特点：（1）-17-（2）(：helix angle)弹性系数弹性系数弹性系数弹性系数 节点区域节点区域节点区域节点区域系数系数系数系数 重合度重合度重合度重合度系数系数系数系数 螺旋角螺旋角螺旋

6、角螺旋角系数系数系数系数 (contact stress)(permissible contact stress)（12.29）螺旋角螺旋角(：helix angle)（3）弹性系数弹性系数弹性系数弹性系数 节点区域节点区域节点区域节点区域系数系数系数系数 重合度重合度重合度重合度系数系数系数系数 螺旋角螺旋角螺旋角螺旋角系数系数系数系数 （12.29）二.斜齿齿面接触疲劳强度计算一般一般 (helix angle)取，斜：取，斜：80250人：人：2003501.计算原理计算原理 2.计算式计算式校核公式：校核公式：代入代入 得设计公式：得设计公式：(bending fatigue stre

7、ngth)(12.33)(bending stress)(permissible bending stress)最小接触线总长：最小接触线总长：三、斜齿齿根弯曲疲劳强度计算三、斜齿齿根弯曲疲劳强度计算法向剖面法向剖面 法向模数法向模数mn Fn拉拉压压（12.34）(normal module)3.计算特点计算特点 （1）-25-(12.35)(12.36)当当 时，按时，按 计算。若计算。若 ，则，则取取 。当。当 时，按时，按 计值计值.螺旋角系数螺旋角系数 ，按下式计算：按下式计算：（2）(virtual number of teeth)当量齿数当量齿数三、斜齿齿根弯曲疲劳强度计算当量齿

8、数当量齿数x=1.0（2）(virtual number of teeth)(12.33)(bending stress)(permissible bending stress)（12.34）(normal module)（3）（4）等等(P226)(12.14)(12.15)P232式式12.20:轮齿单向受力：轮齿单向受力：(12.21)轮齿双向受力或开式传动：轮齿双向受力或开式传动：(12.22)-31-四、斜齿轮静强度计算 直齿圆锥齿轮传动的强度计算 7 7 Ao1Bo2A一、直齿圆锥齿轮传动的几何计算-34-1.大端模数大端模数m，齿数比，齿数比 2.3.分锥角：分锥角：图图12.2

9、8 12.28 4.锥距锥距-35-AO1BO2A5.(图图12.28)6.一般一般 AO1BO2A8.7.(图图12.28)6.一般一般 AO1BO2A8.7.9.10.11.AO1BO2AT二、轮齿受力分析 径向力Fr法向力Fn 圆周力 Ft轴向力 Fa1.1.力的大小力的大小2.2.力的方向力的方向 TFn：normal force Ft：tangential forceFr：radial forceFa：axial thrust force12Ft1二、轮齿受力分析Fr1Fa1Ft2Fr2Fa2n2n1 1.计算原理：计算原理：图图图图 12.28 12.28(contact fati

10、gue strength)2.计算式：计算式：公式公式公式公式 12.8 12.8 三三、齿齿面面接接触触疲疲劳劳强强度度计计算算 节点区域节点区域系数系数ZH弹性系数弹性系数ZE重合度重合度系数系数(12.8)(12.8)式中式中:2.计算式：计算式：公式公式公式公式 12.8 12.8(12.38)三三、齿齿面面接接触触疲疲劳劳强强度度计计算算设计公式：设计公式：(12.39)校核公式：校核公式：3.计算特点：计算特点：（1）P216 图图12.9 （2）P217 表表12.10 当量齿轮重合度：当量齿轮重合度：三、齿面接触疲劳强度计算支支 承承 情情 况况应应 用用两轮均两轮均为两端为两

11、端支承支承一轮两端一轮两端支承另一支承另一轮悬臂轮悬臂两轮均为两轮均为悬臂支承悬臂支承飞机、车辆飞机、车辆1.501.651.88工业机器、工业机器、船舶船舶1.651.882.25（3）（4）12.10（5 5）表表12.20 齿向载荷分布系数齿向载荷分布系数 四四、齿齿根根弯弯曲曲疲疲劳劳强强度度计计算算 1.计算原理计算原理 2.计算式计算式 校核公式：校核公式：(bending fatigue strength)图图12.28 背锥背锥(back cone)（12.40）四四、齿齿根根弯弯曲曲疲疲劳劳强强度度计计算算 设计公式：设计公式：（12.41）3.计算特点：计算特点：（1）（2

12、）P247 图图30、P248图图31 -47-用公式用公式12.12.39 12.40 12.41 齿轮传动的效率和润滑 88 一一、效效率率 失失时时的的效效率率考考虑虑啮啮合合损损轴轴承承的的效效率率效率效率（efficiency)失失时时的的效效率率考考虑虑油油阻阻损损二二、润润滑滑 1、润滑的作用、润滑的作用2、润滑的形式、润滑的形式润滑：润滑：lubrication圆周速度：圆周速度：peripheral velocity若若：v1215 m/s ,则用油池润滑则用油池润滑,一般浸（一般浸（12）h v=0.50.8 m/s ,则浸入深度可达：则浸入深度可达：v12 m/s ,则采

13、用喷油润滑。则采用喷油润滑。0.7h，但至少为，但至少为10mm深深 齿轮结构 99 (Construction of Gears)一一、齿齿轮轮结结构构型型式式-52-d1.8ds1.齿轮轴齿轮轴 2.圆盘式圆盘式 圆盘式圆盘式 实心式实心式 腹板式腹板式 一一、齿齿轮轮结结构构型型式式 3.轮辐式轮辐式 4.齿圈式齿圈式-54-一一、齿齿轮轮结结构构型型式式4.齿圈式齿圈式 二、结构尺寸1.轮毂尺寸轮毂尺寸D1=(1.6 1.8)dsL=(1 1.5)ds 或或 L=b2.轴毂配合轴毂配合r6,s6m6,k68、9级级 H7或或H86、7级级 H73.精度配合精度配合 结束-57-图图1

14、12 2.27表12.8公式12.29(12.29)(12.30)图12.16图12.28-62-Ao1Bo2A背锥：back cone当量齿轮：virtual spur gear(图12.28)-63-Ao1Bo2A背锥：back cone当量齿轮：virtual spur gear图12.29Fr 图12.28-65-AO1BO2A背锥：背锥：back cone当量齿轮：当量齿轮：virtual spur gear图12.28-66-AO1BO2A背锥：背锥：back cone当量齿轮：当量齿轮：virtual spur gear图12.30当量齿数zv图12.31当量齿数zv图12.28-69-AO1BO2A背锥：背锥：back cone当量齿轮：当量齿轮：virtual spur gear（12.8）(permissible contact stress)节点区域节点区域系数系数ZH弹性系数弹性系数ZE重合度系重合度系数数图12.9（精度等级）（精度等级）十分精密的齿轮装置十分精密的齿轮装置圆周速度圆周速度v(m/s)(12.39)（12.40）