1、圓 錐 齒 輪 傳 動(dòng),第 十 四 節(jié),1、圓錐齒輪齒廓的形成,圓錐齒輪齒廓的形成原理與直齒圓柱齒輪相似,當(dāng)一平面沿圓錐面作無(wú)滑動(dòng)的滾動(dòng)，平面上的一直線所形成的軌跡，即為圓錐齒輪的齒廓。,一、圓錐齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與應(yīng)用,圓錐稱為基圓錐，齒廓曲面是以O(shè) 為圓心的球面漸開(kāi)線。 一對(duì)圓錐齒輪傳動(dòng)相當(dāng)一對(duì)節(jié)圓錐純滾動(dòng)。,圓錐齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與應(yīng)用,齒廓曲面是以O(shè)為圓心的球面漸開(kāi)線。,圓錐齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與應(yīng)用,圓錐齒輪機(jī)構(gòu)用于相交軸傳動(dòng)，兩軸可以相交成任意角度，一般相交成90。,兩軸可以相交成任意角度,兩軸相交成90,2、用途,圓錐齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與應(yīng)用,圓錐直齒輪由于設(shè)計(jì)、制造、安裝都較方便，故在兩軸相交傳動(dòng)中應(yīng)用

2、最廣泛。,圓錐齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與應(yīng)用,圓錐斜齒輪由于傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力強(qiáng)，常用于高速重載的傳動(dòng)中，如汽車(chē)、飛機(jī)、拖拉機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中。,圓錐齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與應(yīng)用,雙級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器,圓錐齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與應(yīng)用,蝸桿錐齒減速器,圓錐齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與應(yīng)用,蝸桿錐齒減速器,3、傳動(dòng)特點(diǎn),一對(duì)圓錐齒輪傳動(dòng)相當(dāng)一對(duì)節(jié)圓錐純滾動(dòng)。圓錐齒輪有齒頂圓錐，分度圓錐，齒根圓錐，一對(duì)正確安裝的標(biāo)準(zhǔn)圓錐齒輪節(jié)圓錐和分度圓錐重合。,圓錐齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與應(yīng)用,d1=2Rsin1 ,d2=2Rsin2 R ：節(jié)圓錐的母線長(zhǎng)，稱為節(jié)錐距。,4、傳動(dòng)比,兩節(jié)圓錐在接觸點(diǎn)C 的速度相等：,圓錐齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與應(yīng)用,d1=2Rsin1 ,d2=

3、2Rsin2,圓錐齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與應(yīng)用,O1,O2,1,2,O,C,圓錐齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與應(yīng)用,二、圓錐齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸,圓錐齒輪有齒頂圓錐，分度圓錐，齒根圓錐，基圓錐等。圓錐齒輪的大端和小端參數(shù)不同，為計(jì)算和檢測(cè)方便，取大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。圓錐齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸以大端為準(zhǔn)，大端模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。,模數(shù)m ： 根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算或結(jié)構(gòu)要求確定，并按表取標(biāo)準(zhǔn)值。,壓力角：,圓錐齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸,節(jié)錐角：,節(jié)錐距：,圓錐齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸,齒頂高,齒寬,:齒寬系數(shù),齒根高,全齒高,圓錐齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸,分度圓直徑,齒頂圓直徑,齒根圓直徑,圓錐齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸,齒頂角,根錐角,頂錐角,齒根角,圓錐齒輪傳動(dòng)的

4、幾何尺寸,齒廓曲面球面漸開(kāi)線，它是一條空間曲線，理論上應(yīng)在以O(shè)為圓心、錐距R為半徑的球面上。但是球面不能展開(kāi)為平面，球面漸開(kāi)線不能在平面上展開(kāi)，這給錐齒輪的設(shè)計(jì)和制造帶來(lái)了很大困難。所以，通常采用一種近似的方法來(lái)解決錐齒輪的齒廓曲線。,三、背錐和當(dāng)量齒數(shù),1、背錐,圓錐齒輪的齒廓曲線為球面漸開(kāi)線。若在分度圓錐上的A，C點(diǎn)作與分度圓錐直角相截（相切）的圓錐，該圓錐稱為背錐。,O,A,C,O,背錐和當(dāng)量齒數(shù),背錐,背錐和當(dāng)量齒數(shù),2、當(dāng)量齒數(shù),圓錐的球面漸開(kāi)線應(yīng)在以O(shè)為球心、OC為半徑的球面上。,O,把球面漸開(kāi)線齒廓投射到背錐上，該投影和球面漸開(kāi)線極為相似。,背錐和當(dāng)量齒數(shù),顯然，背錐面與球面非常

5、接近。,背錐上具有大端模數(shù)、大端壓力角的齒形。 將背錐展開(kāi)，以背錐展開(kāi)后的齒形近似地作為圓錐齒輪大端球面漸開(kāi)線齒形。,O,A,C,O,當(dāng)量齒數(shù),背錐和當(dāng)量齒數(shù),該齒形就是以背錐距OC為分度圓半徑，具有大端模數(shù)和壓力角的圓柱齒輪。 此展開(kāi)后的齒輪稱為圓錐齒輪當(dāng)量齒輪。 它的齒數(shù)稱為圓錐齒輪當(dāng)量齒數(shù)zv 。,當(dāng)量齒數(shù),背錐和當(dāng)量齒數(shù),當(dāng)量齒數(shù),背錐和當(dāng)量齒數(shù),圓錐齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù),由當(dāng)量齒輪（圓柱直齒齒輪）可知不發(fā)生根切的最少齒數(shù)zvmin=17 圓錐齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)： 當(dāng)=45時(shí) zmin=12,當(dāng)量齒數(shù),背錐和當(dāng)量齒數(shù),3、正確嚙合條件,大端模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。 大端模數(shù)相等 m1

6、 = m2 大端壓力角 1=2 保證兩個(gè)齒輪的錐距相等、錐頂重合。,背錐和當(dāng)量齒數(shù),1、輪齒受力分析,為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常假定載荷集中作用在圓錐齒輪齒寬中間的節(jié)點(diǎn)上。,其方向在該節(jié)點(diǎn)處法向平面內(nèi)的齒輪齒廓的公法線方向上。,四、圓錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算,dm1,徑向力,軸向力,切向力,1）作用力的大小,圓錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算,式中： T1 ：小錐齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 d1 ：小錐齒輪的平均節(jié)圓直徑,：齒寬系數(shù),圓錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算,主動(dòng)輪上與運(yùn)動(dòng)方向相反； 從動(dòng)輪上與運(yùn)動(dòng)方向相同。,切向力Ft ：,2）作用力的方向,圓錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算,K,Fn2,Ft2,Fr2”,Fr2,Fx2,Fr2,切向力,齒寬系數(shù):,圓錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算

7、,徑向力Fr ：指向各自輪心； 軸向力Fx ：指向各自輪的大端。,Fr1,Fx1,Fr2,Fx2,圓錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算,Fn1,Fn2,Ft1,Fr1”,Ft2,Fr2”,Fr1,Fr1,Fx1,Fr2,Fx2,Fr2,K,切向力Ft ： 主動(dòng)輪上與運(yùn)動(dòng)方向相反， 從動(dòng)輪上與運(yùn)動(dòng)方向相同； 徑向力Fr ： 指向各自輪心； 軸向力Fx ： 指向各自輪的大端。,圓錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算,2、圓錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算,一對(duì)圓錐直齒齒輪和位于平均節(jié)圓節(jié)點(diǎn)處法面內(nèi)的一對(duì)當(dāng)量圓柱直齒齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度近似相等。,圓錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算,接觸強(qiáng)度計(jì)算,1)接觸強(qiáng)度驗(yàn)算公式：,2)接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式：,圓錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算,彎曲強(qiáng)度計(jì)算,3）彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算公式,4）彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式,圓錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算,式中： m ：大端模數(shù)； dm1 ：平均直徑 ； YFS ： 齒形系數(shù)，按當(dāng)量齒數(shù) zv=z/cos查表。,圓錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算,1、單個(gè)齒輪,反映圓的視圖用點(diǎn)畫(huà)線畫(huà)分度圓，用粗實(shí)線畫(huà)出大端與小端的齒頂圓，其余與直齒圓柱齒輪相同。,五、圓錐齒輪的畫(huà)法,圓錐齒輪畫(huà)圖步驟（一）,圓錐齒輪的畫(huà)法,圓錐齒輪畫(huà)圖步驟（二）,圓錐齒輪的畫(huà)法,圓錐齒輪畫(huà)圖步驟（三）,圓錐齒輪的畫(huà)法,圓錐齒輪畫(huà)圖步驟