第五章圓錐齒輪傳動(dòng)一、主要內(nèi)容本章主要討論直齒輪圓錐齒輪的幾何計(jì)算、受力分析、強(qiáng)度計(jì)算及傳動(dòng)設(shè)計(jì)。其中以直齒圓錐齒輪的受力分析為重點(diǎn)內(nèi)容，而強(qiáng)度計(jì)算只介紹其特點(diǎn)，下邊分別簡(jiǎn)述如下。1直齒圓錐齒輪的幾何計(jì)算本節(jié)主要內(nèi)容在機(jī)械原理課中已有詳盡的論述，要求掌握軸間夾角90的直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)，如節(jié)錐角1，2，錐距eL，齒寬系數(shù)L，平均直徑md及平均模數(shù)mm的計(jì)算方法。如：平均直徑ddLm)5.01(D=64平均模數(shù)mmLm)5.01(式中：d，m分別為大端分度圓直徑及大端模數(shù)。其它主要參數(shù)計(jì)算式見(jiàn)教科書(shū)表5-1。2直齒圓錐齒輪的受力分析作用在直齒圓錐齒輪齒廓面上的法向力，可視為是作用在齒寬節(jié)線中點(diǎn)處。法向力可以分解為圓周力tF、軸向力aF、法向力rF三個(gè)相互垂直的分力。各分力的計(jì)算式為圓周力111)5.01(2000dTFLt（N）軸向力111sintgFFta（N）徑向力111costgFFtr（N）式中：1T作用于主動(dòng)小齒輪上的工作轉(zhuǎn)矩（N）；L齒寬系數(shù)eLLb/；eL錐距（mm）；1主動(dòng)小齒輪的節(jié)錐角。當(dāng)9021時(shí)，一輪的徑向力與另一輪軸向力數(shù)值相等而方向相反，因而有21ttFF21raFF21arFF各力的方向如圖5-1所示。圓周力方向：作用于主動(dòng)輪上的圓周力與轉(zhuǎn)向相反，作用于從動(dòng)輪上的圓周力與轉(zhuǎn)向相同；徑向力方向：不論主、從動(dòng)輪，其徑向力均指向各自的輪心；軸向力方向：由小端指向大端。3直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算本節(jié)要求掌握如何運(yùn)用當(dāng)量齒輪的概念將一對(duì)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)化為一對(duì)當(dāng)量直齒圓柱齒輪傳動(dòng)來(lái)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。一對(duì)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)可視為圓錐齒輪寬度中點(diǎn)處的一對(duì)當(dāng)量圓柱齒輪傳動(dòng)，這樣就可直接引用前邊所述的直齒圓柱齒輪相應(yīng)的公式。齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：校核公式：bFLtcbYbmF)5.01(（MPa）設(shè)計(jì)公式：)()1()5.01(19032/122211bFLLwYuzKKTm(MPa)注意齒形系數(shù)FY應(yīng)按當(dāng)量齒數(shù)cos/zze查表取值，其它系數(shù)意義與圓柱齒輪相同。齒面接觸疲勞強(qiáng)度：校核公式：221)()5.01(5.20HLLwEHuKKTZ（mm）4直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)原則參數(shù)選擇時(shí)應(yīng)注意，直齒圓錐齒輪最小齒數(shù)為1mincos17z，齒數(shù)比不宜過(guò)大5/12zzu。齒寬系數(shù)不應(yīng)過(guò)大，因?yàn)閳A錐齒輪的齒越寬，制造、安裝誤差就越大，偏載也越嚴(yán)重，故一般取3.0L，還應(yīng)使最小齒寬mmb4min。二、復(fù)習(xí)思考題5-1直齒圓錐齒輪的齒形有何特點(diǎn)？這種齒輪常用于何處？它有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？5-2現(xiàn)今廣泛應(yīng)用的兩種曲齒錐齒輪叫蛇呢沒(méi)名稱(chēng)？各有何特點(diǎn)？5-3試合理確定圖5-2所示兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器內(nèi)各斜齒輪齒輪的螺旋線方向，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向如圖示。5-4直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算公式是如何從直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的相應(yīng)公式轉(zhuǎn)化求得的？5-5試寫(xiě)出直齒圓錐齒輪傳動(dòng)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的設(shè)計(jì)公式，校核公式并說(shuō)明公式中個(gè)符號(hào)的意義。5-6試寫(xiě)出直齒圓錐齒輪傳動(dòng)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的設(shè)計(jì)公式，校核公式并說(shuō)明公式中個(gè)符號(hào)的定義。5-7設(shè)計(jì)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)時(shí)，如何考慮選取齒數(shù)、齒數(shù)比和齒寬系數(shù)？三、典型例題例51如圖53所示，一對(duì)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)。已知mmbzzmmm25,48,24,321，I軸輸入功率111min160,2nkWP，試確定齒輪嚙合處作用力的方向及大小。解a)計(jì)算圓錐齒輪的工作轉(zhuǎn)矩及有關(guān)參數(shù)工作轉(zhuǎn)矩：mNnPT.2.11899.0160295509550111一對(duì)滾動(dòng)軸承效率99.0。圓錐齒輪大端分度圓直徑：mmmzd7232411mmmzd14434822圓錐齒輪的分錐角1，2：（9021）5.048/24/211zztg5533261506263553326909012圓錐齒輪錐距eL：mmdLe498.80553326sin272sin211齒寬系數(shù)L：3.0498.80/25/eLLbb)計(jì)算齒輪嚙合處作用力：圓周力NdTFLt7.386272)3.05.01(2.1182000)5.01(200011軸向力NtgtgaFFta629553326sin207.3862sin11徑向力NtgtgaFFtr5.