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圆柱齿轮设计 - 图文

类别:在线留言   发布时间:2019-08-29 07:36   浏览:

  c*=0.2。标准直齿圆锥齿轮各部分名称如图13-35所示,几何尺寸计算公式见表13-8。

  直齿圆锥齿轮的正确啮合条件由当量圆柱齿轮的正确啮合条件得到,即两齿轮的大端模数和压力角分别相等,即有m1=m2=m;?1 =?2 =? 。 图13-35 13.12.3 当量齿轮与当量齿数

  直齿圆锥齿轮齿廓曲线是一条空间球面渐开线,其形成过程与圆柱齿轮类似。不同的是,圆锥 齿轮的齿面是发生面在基圆锥上作纯滚动时,其上直线KK′所•☆■▲展开的渐开线曲面AA′K′K,如图13-36所示。因直线上任一点▼▼▽●▽●在空间所形成的渐开线距锥顶的距离不变,故称为球面渐开线

  由于球面无法展▲★-●开成平面,使得圆锥齿轮设计和制造存在很大的困难,所以,实际上的圆锥齿轮是采用近似的方法来进行设计和制造的。

  图13-37所示为一具有球面渐开线齿廓的直齿圆锥齿轮,过分度圆锥上的点A作球面的切线,与分度圆锥的轴线A为母线◆■作一圆锥体,此圆锥面称为背锥。背锥母线与分度圆锥上的切线的交点a′、b′与球面渐开线上的a、b点非常接近,即背锥上的齿廓曲线和齿轮的球面渐开线很接近。由于背锥可展成平面,其上面的平面渐开线齿廓可代替直齿圆锥齿轮的球面渐开线。

  将展开背锥所形成的扇形齿轮(图13-38)补足成完整的齿轮,即为直齿圆锥齿轮的当量齿轮,当量齿轮的齿数称为当量齿数,即

  ?z2??cos?2??z1式中, z1、 z2为两直齿圆锥齿轮的实际齿数;δ1、δ2为两齿轮的分锥角。

  选择齿轮铣刀的刀号、轮齿弯曲强度计算及确定不产生根切的最少齿数时,都是以zv为依据的。

  名 称 分度圆锥角 分度圆直径 锥距 齿宽 齿顶圆直径 齿根圆直径 顶圆锥角 根圆锥角 符 号 δ D R?mz2sin?

  现对图13-39所示的圆锥齿轮传动中的主动轮进行受力分析。作用在直齿圆锥齿轮齿面上的法向力Fn可视为集中作用在齿宽中点分度圆直径上,即作用在齿宽中点的法向截面N-N内。法向力沿圆周方法、径向和轴向可分解为三个互成直角的分力,即圆周力、径向力和轴向力。

  圆周力和径向力方向的确定方法与直齿轮相同,两齿轮的轴向力方向都是沿各自的轴线指向大端。两轮的受力可根据作用与反作用原理确定:Ft1=-Ft2,Fr1=-Fa2,Fa1=-Fr2,负号表示二力的方向相反。

  锥齿轮传动的强度按齿宽中点的一对当量直齿轮的传动作近似计算,当两轴交角∑=90°时, 齿面接触疲劳强度计算公式

  式中

  R为齿宽系数,

  R=b/R,一般

  R=0.25~0.3。其余各项符号的意义与直齿轮相同。对所求得的锥距,需满足表中的几何关系,即

  齿轮的制造工艺复杂,大尺寸的锥齿轮加工更困难,因此在设计时应尽量减小其次尺寸。如在传动中同时有圆锥齿轮传动和圆柱齿轮传动时,应尽可能将圆锥齿轮传动放在高速级,这样可使设计的锥齿轮的尺寸较小,便于加工。为了使大锥齿轮的尺寸不致过大,通常,齿数比取u

  大小轮◆◁•齿数选择应符合传动比i的要求。齿数取整可能会影响传动比数值,误差一般控制在 5%以内。

  为避免根切,标准直齿圆柱齿轮最小齿数zmin=17,斜齿圆柱齿轮zmin=17cosβ。

  大轮齿数为小轮的倍数,跑合▪▲□◁性能好。而对于重要的传动或重载高速传动,大小轮齿互为质数,这样轮齿磨损均匀,有利○▲-•■□于提高寿命。

  中心距一定时,增加齿数能使重合度增大,提高传动平稳性;同时,齿数增多,相应模数减小,对相同分度圆的齿轮,齿顶圆直径小,可以节约材料,减轻重量,并能节省轮齿加工的切削量。所以,在满足弯▲●…△曲强度的前提下,应适当减小模数,增大齿数。高速齿轮或对噪声有严格要求的齿轮传动建议取z1≥25。 2.模数

  传递动力的齿轮,其模数不宜小于1.★▽…◇5 mm。过小加工检验不便。普通减速器、机床及汽车变速箱中的齿轮模数一般在2~8 mm之间。

  齿轮模数必须取标准值。为加工测量方便,一个传动系统中,齿轮模数□◁的种类应尽量少。 3.齿◁☆●•○△宽

  齿宽取大些,可提高齿轮承★△◁◁▽▼载能力,并相应减小径向尺寸,使结构紧凑;但齿宽越大,沿齿宽方向载荷分布越不均匀,使轮齿接触不良。

  设计中常用齿宽系数φa=b/a对齿宽作必▼▲要的限制。一般减速器斜齿轮常取φa=0.4;机床或汽车变速器齿轮往往为硬齿面,不利于跑合,由于一根轴上有多个滑动齿轮,为减小轴承跨距,齿宽宜小些,常取φa=0.1~0.2(滑动齿轮取小值)。开式齿轮径向尺寸一般不受限制,且安装精度差,取较小齿宽φa=0.1~0.3。

  为保证接触齿宽,圆柱齿轮的小齿轮齿宽b1比大齿轮齿宽b2略大,b1=b2+(3~5)mm。 4.螺旋角β

  一般斜齿圆柱齿轮螺旋角在8°~25°之间,β过小,显不出斜齿轮传动平稳、重合度大等优势。但β过大,会使轴向力增大,影响轴承寿命。对于人字齿轮或两对左右对称配置的斜齿轮,由于轴向力抵消,可取β=25°~40°。

  设●计中,常在模数mn和齿数z1 、z2确定后,为圆整中心距或配凑标准中心距而需根据以下几何关系计算螺旋角β

  1.明确设计要求,列出已知条件(如功率P、转速n、传动◆●△▼●比i等)。 2.分析失效形式,判定设计准则

  闭式齿轮主要失效为齿面点蚀和齿根弯曲疲劳破坏,设计时应控制齿面接触疲劳应力和齿根弯曲疲劳应力。

  开式齿轮主要失效为齿面磨损和齿根弯曲疲劳破坏。设计时要选耐磨材料,进行齿根弯曲疲劳强度计算,并用将计算所得模数加大10%~20%的办法考虑磨损的影响。 各类齿轮要采取相应的润滑和密封措施。 3.选材料,计算许用应力 4.确定参数 (1)强度计算

  进行齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度设计计算,求出满足强度要▪…□▷▷•求的参数计算值:计算模数mc,计算齿宽bc,计算中心距ac等。

  核验计算:初定齿数z1 、z2,模数m,螺旋角β,齿宽b等。 进行齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度核验,使ζ≤[ζ]。

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