斜齿轮传动..ppt

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1、6标准斜齿圆柱齿轮传动标准斜齿圆柱齿轮传动一、预备知识一、预备知识二二、斜齿圆柱齿轮轮齿的受力分析斜齿圆柱齿轮轮齿的受力分析三三、斜齿圆柱齿轮强度斜齿圆柱齿轮强度1.齿面接触疲劳强度齿面接触疲劳强度2.齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度一、预备知识一、预备知识1.螺旋角螺旋角0直齿是特例直齿是特例3.标准参数所在平面标准参数所在平面法面法面mn=m标标，n=202.正确啮合的条件正确啮合的条件左左旋，右旋旋，右旋mn1=mn2mt=mn/cosn1=n2tgt=tgn/cos5.特点特点:重合度大重合度大,传动平稳传动平稳,承载大承载大;但有轴向但有轴向力力1=24.当量齿轮当量齿轮法面直齿圆柱

2、齿轮。法面直齿圆柱齿轮。二、斜齿圆柱齿轮受力分析二、斜齿圆柱齿轮受力分析t td d1 1d d1F Fn nF Ft tF Fr rr rF Ft tPF Fa an nF Fr rPPF Fa aF Ft tPFFF Fn ntFFFFF Fn nF Fr rFFF Ft tF Fa aF Fn1.力的大小力的大小圆周力：圆周力：径向力：径向力：法向力：法向力：不同半径不同半径Ft不同不同(分度圆分度圆)各啮合点各啮合点处处Fn同同n法面压力法面压力角角Fa=Ft tan轴向力：轴向力：分度圆螺分度圆螺旋角旋角2.力的方向力的方向Fr指向轮心指向轮心Ft从动轮从动轮与转向相同与转向相同动力

3、动力Fa主动轮主动轮左右手定则左右手定则主动轮主动轮与转向相反与转向相反阻力阻力Fr1 =-Fr2F t1 =-Ft2F a1 =-Fa2Fn即左旋用左手；右旋用右手；四指表示齿轮的即左旋用左手；右旋用右手；四指表示齿轮的转动方向，大拇指表示轴向力转动方向，大拇指表示轴向力Fa的方向。的方向。只适合于主动轮只适合于主动轮。n1Ft1Ft2Fr1Fr2n2例例1 已知两轮的旋向已知两轮的旋向及主动轮的转向及主动轮的转向n1,在图中标出两齿轮受在图中标出两齿轮受力力Ft、Fr、Fa 的方向的方向及从动轮的转向及从动轮的转向 n2？Fa1Fa2 一对斜齿轮的啮合，可以看成在法面内的一对斜齿轮的啮合，

4、可以看成在法面内的一对当量直齿圆柱齿轮啮合，一对当量直齿圆柱齿轮啮合，接触应力计算仍接触应力计算仍采用赫兹公式采用赫兹公式只是综合曲率只是综合曲率半径采用法面内节点处的齿廓曲率半径半径采用法面内节点处的齿廓曲率半径 n1和和n2进行计算，接触线长度应按斜齿轮倾斜接触线进行计算，接触线长度应按斜齿轮倾斜接触线考虑。考虑。三三、斜齿圆柱齿轮强度斜齿圆柱齿轮强度1.齿面接触疲劳强度计算齿面接触疲劳强度计算1.齿面接触疲劳强度计算齿面接触疲劳强度计算bbb将式将式代入赫兹公式并整理得：代入赫兹公式并整理得：ZE -弹性系数（同直齿轮）弹性系数（同直齿轮）-节点区域系数节点区域系数同前理得：同前理得：-

5、螺旋角影响系数螺旋角影响系数标准直齿轮标准直齿轮节点区域系数节点区域系数标准斜齿轮标准斜齿轮节点区域系数节点区域系数2.齿根弯曲疲劳强度计算齿根弯曲疲劳强度计算借用直齿圆柱齿轮公式：借用直齿圆柱齿轮公式：以当量齿轮计算；以当量齿轮计算；(YF以当量齿数以当量齿数Zv查取查取)引进引进Y-螺旋角影响系数（螺旋角影响系数（图图4-19）；）；法面模数法面模数mn代替代替m。mm 设计式设计式代入：代入：使用公式注意事项：使用公式注意事项：大者强度低大者强度低。YF以当量齿数以当量齿数Zv查图查图416；d1为端面内分度圆直径，为端面内分度圆直径，d1=mt Z1；mn为法面内模数。为法面内模数。其

6、余注意事项同直齿轮。其余注意事项同直齿轮。当当Z1 Z2时时 F1 F2 7 直齿圆锥齿轮传动直齿圆锥齿轮传动一、预备知识一、预备知识二二、直齿圆锥齿轮轮齿的受力分析直齿圆锥齿轮轮齿的受力分析三三、直齿圆锥齿轮强度直齿圆锥齿轮强度1.齿面接触疲劳强度齿面接触疲劳强度2.齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度四四、直齿圆锥齿轮设计计算直齿圆锥齿轮设计计算一、预备知识一、预备知识1+2 901.相交轴传动相交轴传动交角交角1+22.标准参数标准参数 大端面参数大端面参数 m标标 m大，大，d1 m大大Z 13.全齿刚度不同，载荷全齿刚度不同，载荷沿齿向呈沿齿向呈分布，合力作分布，合力作用点在用点在0.4

7、 b(重心重心)处。处。0.4 b4.中点背锥展开的直齿圆中点背锥展开的直齿圆柱齿轮柱齿轮圆锥齿轮的强度圆锥齿轮的强度当量齿轮。当量齿轮。背锥齿宽中点参数：齿宽中点参数：dm1=Z 1 mm=(1-0.5b/R)d1mm=m大大(1-0.5b/R)当量齿轮参数：当量齿轮参数：mu=mm ，bu=b R=b/RFt=2T1/dm1FnF/=Ftcos二二、直齿圆锥齿轮轮齿的受力分析直齿圆锥齿轮轮齿的受力分析Fr1=-Fa2关系关系:Ft1=-Ft2Fa1=-Fr2方向方向Ft从动轮从动轮与转向相同与转向相同动力动力F a总是指向大端总是指向大端主动轮主动轮与转向相反与转向相反阻力阻力Fr指向轮心

8、指向轮心Ft1n1Ft2Fr2Fa1Fr1Fa2n2三、强度计算三、强度计算（一）齿面接触疲劳强度计算（一）齿面接触疲劳强度计算（二）齿根弯曲强度计算（二）齿根弯曲强度计算R=b/R四四、直齿圆锥齿轮设计计算直齿圆锥齿轮设计计算设计准则与设计步骤与直齿轮相同。设计准则与设计步骤与直齿轮相同。1.参数选择参数选择:(一一)Z1 17(二二)齿宽系数齿宽系数R R=0.20.35(三三)u=Z2/Z1，u5 大锥齿轮大锥齿轮,不易加工不易加工8 齿轮的结构设计齿轮的结构设计 轮缘轮缘 轮毂轮毂 轮辐轮辐 孔板式孔板式 轮辐轮辐式式 实实心式心式若若e 2.5mt :齿轮轴齿轮轴8 齿轮的结构设计齿

9、轮的结构设计 9 齿轮传动的润滑齿轮传动的润滑讨论一讨论一 已知一对已知一对8级精度标准直齿圆柱齿轮在变速环境下工级精度标准直齿圆柱齿轮在变速环境下工作，传递功率作，传递功率P一定，当一定，当n1720r/min时时H H=300MPa,=300MPa,F1=60MPa,若若 n11440r/min时分析：时分析：1）齿面接触应力的变化情况？）齿面接触应力的变化情况？2）齿根弯曲应力又如何变化？）齿根弯曲应力又如何变化？分析：分析：(A)n1720r/min(B)n11440r/minHB/HA=(FtB/FtA)1/2=0.51/2=0.707F1B/F1A=FtB/FtA=0.5思考：设计

10、该对齿轮时应考虑哪种工况（高转速或低思考：设计该对齿轮时应考虑哪种工况（高转速或低转速）？转速）？HB=0.707 HA=0.707 300=212.16MPaF1B=0.5 F1A =0.5 60=30MPa讨论二讨论二 已知一对已知一对8级精度标准直齿圆柱齿轮传动，原设计级精度标准直齿圆柱齿轮传动，原设计m=4mm，Z118，Z2=27。若载荷、齿宽、材料及热。若载荷、齿宽、材料及热处理都不变，而改用参数处理都不变，而改用参数m=3mm，Z1=24，Z2=36的的齿轮。试比较参数改变前后的两对齿轮：齿轮。试比较参数改变前后的两对齿轮：1）齿面接触）齿面接触应力应力是否发生改变？是否发生改变

11、？为什么？为什么？2）齿根弯曲）齿根弯曲应力应力是提高了还是降低了？为什么？是提高了还是降低了？为什么？方案A：d1a=maz1a=418=72mm ma=4mm YF1=4.45方案B：d1b=mbz1b=324=72mm mb=3mm YF1=4.22讨论三讨论三n1要使中间轴上的轴向力能互相抵消一要使中间轴上的轴向力能互相抵消一部分。试求：各轮的转向旋向及部分。试求：各轮的转向旋向及Fa。Fa1Fa2Fa4Fa3n2n4 补充习题补充习题1：有一对齿轮原传递功率为有一对齿轮原传递功率为P时，算得其齿面接触时，算得其齿面接触应力应力H236MPa，小齿轮的弯曲应力，小齿轮的弯曲应力F1100MPa，若传递功率增为，若传递功率增为2P，试求此时的，试求此时的齿面齿面接触应力接触应力H和小齿轮的弯曲应力和小齿轮的弯曲应力F1。补充习题补充习题2：已知：一对齿轮已知：一对齿轮=350MP,=300MP,=320MP,这对齿轮的弯曲强度是否这对齿轮的弯曲强度是否够？够？=?(Z1=23,Z2=71)n1344.求：求：F t、F r、Fa 及轮及轮1的旋向？的旋向？5.求：求：F t、F r、Fa2 及两轮的旋向？及两轮的旋向？5n2n1Fa13.求：求：F t、F r、Fa及轮及轮2的旋向？的旋向？