机械设计基础 第4版 课件 第七章非平行轴齿轮传动.pdf

第七章非平行轴齿轮传动教学要求知识要素：1.非平轴杳桧传动的类型、特点及应用场合。2.直齿碓齿桧传动的啮合传动；直齿碓齿桧传动的基本参数 和几何尺寸计算。3.直齿碓齿桧传动的强度计算。4.交错轴斜岩桧传动：轴衣角2和螺旋角61,02的关东；正 确啮合条件，传动比计算。5.齿桧的结构设计。能力要求：1.能根据已知公式正确计算直香碓齿轮传动的几何尺寸。2.能根据工作要求正确设计直告碓香轮的结构。第七章非平行轴杳轮传动教学要求学习重点与难点：1.直告碓杳轮、交错轴斜告轮传动的正确啮合条件；直香碓告 轮传动的几何尺寸计算。2.直缶碓卷轮传动的强度计算（理解）o第七章非平行轴齿轮传动第一节概述第二节直杳碓杳轮传动第三节交错轴斜出轮传动第四节香桧的结构设计第一节概述当输入端与输出端回转轴线处于非平行状态时，采用非平行轴 齿轮传动。非平行轴齿轮传动有相交轴与相错轴两类，轴线交角可根据 需要在0 180选取。相交轴齿轮传动，单个齿轮呈锥状，称之为锥齿轮传动。相错轴齿轮传动，单个齿轮就是圆柱齿轮，称之为交错轴斜齿 轮传动（螺旋齿轮传动）。第二节直齿锥齿轮传动一、锥齿轮传动的特点和应用特点:锥齿轮用来传递两相交轴之间运动和动力。其轮齿分布在圆锥体上，齿形从大端到小端逐渐变小。传动可看成两个锥顶共点的圆锥体相互作纯滚动。两轴交角工由传动要求确定，可为任意值,常用轴交角=90。应用：直齿锥齿轮：由于设计、制造、安装方便，应用最广锥齿轮 1斜齿锥齿轮：介于两者之间，传动较平稳，设计较简单I曲齿锥齿轮：传动平稳、承载能力强，用于高速，重载传动二、锥齿轮的背锥和当量齿轮背锥直齿锥齿轮的齿廓曲线为空间的球面泡出遴。因球面无法展开为平面，故在锥齿轮的设计制造中，近似地用皆锥上的齿形来代替大端球面上的理论齿轮。当量齿轮两背锥展成平面后得到两个扇形齿轮，将两扇形齿轮的轮齿补 足，使其成为完整的圆柱齿轮，那么它们的齿数将增大Zvi和V2。这两个假想的直齿圆柱齿轮叫当量齿轮，其齿数为锥齿轮的当量齿数。ZyZ1/cos6Zy2Zz/cos。2正和7分别为两轮的分度圆锥角Zyi 2出,且不定是整数直齿锥齿轮最少齿数：ZmM二ZvminCOSb 当ha*=l,a=2 0。时,Zvmin=17三、直齿锥齿轮的啮合传动1.基本参数的标准值直齿锥齿轮传动的基本参数及几何尺寸是以轮齿大端为标 准的。规定锥齿轮大端模数，与压力角为标准值。2.正确啮合条件锥齿轮大端的模数和压力角分别相等，锥顶距相等，锥顶 重合且等于标准值。mi=m2“产的分度圆直径分别为：d1=2 Rsin61 d2=2 Rsin623.传动比,(ox d2 z2 sin 3214 2=-=-I co?d、Z sin dx4.几何尺寸计算直齿锥齿轮的齿高由大端到小端逐渐收缩，成为收缩齿锥齿轮。收缩齿直齿轮按顶隙不同可分为不等顶隙收缩齿和等顶隙收缩 齿。一对不等顶隙收缩齿标准直齿锥齿轮，其齿顶圆锥、齿根圆锥和分度圆锥具有同一个锥顶，节圆和分度圆重合，轴交角E=90,两轮的各部分名称及主要几何尺寸计算公式参见教材。四、直齿锥齿轮传动的强度计算1.直齿锥齿轮的受力分析假设力集中作用在轮齿中点分度圆处。小齿轮齿宽中点分度圆直径AB=(b/2)sin 6 r dml=d2 AB tdbsin 6 x轮齿所受总法向力此可分解为三个分力:圆周力2T1F-Ft tanaFr-Ft tana cosbFa-Ft tana sinb径向力径向力指向各自的轴心；轴向力轴向力Fa的方向对两个齿轮都是背着锥顶o当61+62=90。时，有-sin 8 1二cos 8 2Teos 5 1二sin 5 2于是有:r Frl=Fa2 VJ-Fr2工的方向在主动轮上与运动方向 相反，在从动论上与运动方向相 同；2、直齿锥齿轮传动的强度计算可以近似认为，一对直齿圆锥齿轮传动和位于齿宽中点的一对当量圆柱齿轮传动的强度相等。强调当量齿轮的求馁aISm2将当量齿轮的有关参数代入直齿圆柱齿轮的强度讣算公式和设计计算公式，可得直齿锥齿轮传动的强度计算公式和设计计算公式。接触应力，确定方法与直齿圆柱齿轮相同。引入齿宽系数ipR=b/Re为载荷因数，Ze为材料系数，Zh为节点啮合系数，。槽为许用直齿锥齿轮传动的齿面接触疲劳强度校核公式为齿根弯曲疲劳强度校核公式0=4.7K碎 40.7K7；V%”05%）2z；，吃+1%As为复合齿形因数，按当量齿数4=Zi/cos6i选取。hJ为许用弯曲应力，确定方法与直齿圆柱齿轮相同。第三节交错轴斜齿轮传动交错轴斜齿轮机构用于实现两任意交错轴之间的传动。一、轴交角与螺旋角a和a的关系一对相互啮合的交错轴斜齿轮，两轮的轴交角与两轮的螺 旋角力和尸2存在着如下关系=1月也I当=0时，a=-为，交错轴斜齿轮传动即为平行轴斜齿轮传动；当自向）=0,则轴交角=尸201），表明一个直齿圆柱齿轮和一个斜齿圆柱齿轮也可以组成交错轴斜齿轮传动。二、几何尺寸一对相互啮合的交错轴斜齿轮，其中心距为。=巧+0=22 2 nzi/（比。$1）+飞2%（2 COS 用）可以通过改变1，用的值来凑中心距。三、正确啮合条件一对交错轴斜齿轮仅在法面内啮合，其正确啮合条件为妊1=吗12=%&ni=焦旭四、齿向相对滑动速度和传动比一对交错轴斜齿轮啮合时，两轮在节点P处，存在相对滑动 速度Vpg,交错轴斜齿轮机构的传动比为i12=io1/ft2=r2cos2/(Ficos)五、特点和应用轮齿间为点接触，相对滑动速度较大，轮齿间强度低，易磨损。不宜传递较大的动力，可以通过改变螺旋角的方法调整中心距 和改变齿轮的转动方向。广泛应用于齿轮剃齿合布齿等精细切削加工中。第四节齿轮的设计结构L齿轮轴直径较小的钢质齿轮，当齿根圆直径与 一轴径接近时，可以将齿轮与轴做成一体,称为齿轮轴。否则可能引起轮缘断裂。圆柱齿轮：e v 2 mt锥应轮:e 1.6 mt第四节齿轮的设计结构1.齿轮轴2.实心齿轮3.腹板式齿轮%二I.64;/(L2.L5)4,并使42 b c-0.3b;8=(2.54)%，但不小手8 mm d。和d按结构取定，当d较小时可不开孔lhdh=L6ds;lh=(1.2.-1.5)4,并使乙 Nb c-0.3b;8=(2.5.4)%，但不小手8 mm do和d按结构取定。b4=1.64(铸钢)；d户.64(铸铁)(=(121.5)4,并使(2 b c=0.2b;但不小于10 mm d=(2.5.4)加心但不小于8 mmhj=0.8 ds;h2=0.8 h2;s=1.5%;但不小于 10 mm e=0.8 ds;h2=0.8%bAdh=1.6 ds;1fl=(L2.L5)ds c=(0.2-0.3)b;A=(2.5-4)me;但不小于 10 mm dO和d按结构取定bdh=(1.6-1.8)ds;lh=(L2.L5)4 c=(0.20.3)b;s=0.8c;A=(2.54)me;但不小于10 mm 力和d按结构取定