齿轮传动—斜锥.pptx

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1、齿轮传动齿轮传动斜锥斜锥一.斜齿圆柱齿轮传动的的受受力力分分析析斜齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮（helical gear)第1页/共72页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 force第2页/共72页Fa1Fr1Ft1从动主动主动Fa2Fr2Ft2FtFrFaFtFrFnFFFaFrFtFnFFBFBrFBaFAFArFAa1.力的大小力的大

2、小第3页/共72页Fa1Fr1Ft1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.力的方向力的方向第4页/共72页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

3、，握住主动轮轴线，除拇指外其余四指代表旋转方向，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。第5页/共72页O1O2n2n1 Fa1n2n1Fa2Fa1Fr1Fr2Ft1Ft2Fa2一.斜齿圆柱齿轮传动的的受受力力分分析析第6页/共72页二.斜齿齿面接触疲劳强度计算-8-1.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 stres

4、s)第7页/共72页法面曲率半径：法面曲率半径：(1)求求 第8页/共72页端面曲率半径：端面曲率半径：第9页/共72页二二.斜斜齿齿齿齿面面接接触触疲疲劳劳强强度度计计算算法面曲率半径：法面曲率半径：第10页/共72页法面曲率半径：法面曲率半径：-12-等代等代入入 得得:第11页/共72页（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 第12页/共72页得校核公式得校核公式:-14-(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

5、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：第13页/共72页把把 代入上式得代入上式得 设计公式：设计公式：（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 第14页/共7

6、2页二.斜齿齿面接触疲劳强度计算3.计算特点：计算特点：（1）-16-第15页/共72页第16页/共72页（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 螺旋角螺旋角螺旋角螺旋角系数系数系数系数 (contact stress)(permissible contact stress)（12.29）第17页/共72页螺旋角螺旋角第18页/共72页(：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

7、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）第19页/共72页二二.斜斜齿齿齿齿面面接接触触疲疲劳劳强强度度计计算算一般一般 (helix angle)取，斜：取，斜：80250人：人：200350第20页/共72页1.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 strength)(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三、斜齿齿根弯曲疲劳

8、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 第21页/共72页Fn拉拉压压（12.34）(normal module)第22页/共72页3.计算特点计算特点 （1）-24-(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：第23页/共72页（2）(virtual number of teeth)第24页/共72页当量齿数当量齿数三三、斜斜齿齿齿齿根根弯弯曲曲疲疲劳劳强强度度计计算算第25页/共72页当量齿数当量齿数x=1.0第26页/共72页（2）(v

9、irtual number of teeth)(12.33)(bending stress)(permissible bending stress)（12.34）(normal module)第27页/共72页（3）（4）等等(P226)(12.14)(12.15)第28页/共72页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)-30-第29页/共72页四四、斜斜齿齿轮轮静静强强度度计计算算第30页/共72页 直齿圆锥齿轮传动的强度计算 7 7 第31页/共72页Ao1Bo2A一、直齿圆锥齿轮传动的几何计算-33

10、-第32页/共72页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12.28 12.28 4.锥距锥距-34-AO1BO2A第33页/共72页5.(图图12.28)6.一般一般 AO1BO2A8.7.第34页/共72页(图图12.28)6.一般一般 AO1BO2A8.7.第35页/共72页9.10.11.AO1BO2A第36页/共72页T二、轮齿受力分析 径向力Fr法向力Fn 圆周力 Ft轴向力 Fa第37页/共72页1.1.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

11、：axial thrust force第38页/共72页12Ft1二二、轮轮齿齿受受力力分分析析Fr1Fa1Ft2Fr2Fa2n2n1第39页/共72页1.计算原理：计算原理：图图图图 12.28 12.28(contact fatigue 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)第40页/共72页式中式中:2.计算式：计算式：公式公式公式公式 12.8 12.8 第41页/共72页(12.38)三、三、齿齿面面接接触

12、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：第42页/共72页三、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 第43页/共72页四、四、齿齿根根弯弯曲曲

13、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）第44页/共72页四、齿根弯曲疲劳强度计算四、齿根弯曲疲劳强度计算 设计公式：设计公式：（12.41）3.计算特点：计算特点：（1）（2）P247 图图30、P248图图31 -46-用公式用公式12.12.39 12.40 12.41 第45页/共72页 齿轮传动的效率和润滑 88 第46页/共72页一、效率一、效率 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（effic

14、iency)失失时时的的效效率率考考虑虑油油阻阻损损第47页/共72页二、润滑二、润滑 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深深第48页/共72页 齿轮结构 99 (Construction of Gears)第49页/共72页一、齿轮结构型式一、齿轮结构型式-51

15、-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 第50页/共72页一一一一、齿齿齿齿轮轮轮轮结结结结构构构构型型型型式式式式 第51页/共72页3.轮辐式轮辐式 4.齿圈式齿圈式-53-第52页/共72页一一一一、齿齿齿齿轮轮轮轮结结结结构构构构型型型型式式式式4.齿圈式齿圈式 第53页/共72页二二、结结构构尺尺寸寸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 第54页/共72页结束-56-第55页/共72页图

16、图12.12.27第56页/共72页表12.8第57页/共72页公式12.29(12.29)(12.30)第58页/共72页图12.16第59页/共72页图12.28-61-Ao1Bo2A背锥：back cone当量齿轮：virtual spur gear第60页/共72页(图12.28)-62-Ao1Bo2A背锥：back cone当量齿轮：virtual spur gear第61页/共72页图12.29Fr 第62页/共72页图12.28-64-AO1BO2A背锥：背锥：back cone当量齿轮：当量齿轮：virtual spur gear第63页/共72页图12.28-65-AO1BO

17、2A背锥：背锥：back cone当量齿轮：当量齿轮：virtual spur gear第64页/共72页图12.30当量齿数zv第65页/共72页图12.31当量齿数zv第66页/共72页图12.28-68-AO1BO2A背锥：背锥：back cone当量齿轮：当量齿轮：virtual spur gear第67页/共72页（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第68页/共72页图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)第69页/共72页第70页/共72页(12.39)（12.40）第71页/共72页感谢您的观看。感谢您的观看。第72页/共72页