锥齿轮读书工程报告

机械设计读书报告

摘要：机械设计是机械专业一门重要课程，对机械部件的设计加工有着重要意义。锥齿轮传动是机械设计一种不可或缺的传动方式，在工业生产有着广泛的应用。所以，锥齿轮的设计尤为重要。 关键词：机械设计，锥齿轮，传动

一.锥齿轮传动的基本类型,特点及应用

锥齿轮的分类方法：按轴交角分，按节平面的齿线分，按齿高分。 按轴交角分为正交传动，斜交传动，共轴线传动。其中，正交传动的特点为轴交角∑=90°，应用最广。斜交传动的特点为轴交角∑≠90°，0°＜∑＜180°，应用范围一般用于15°≤∑≤165°.共轴线传动的特点为轴交角∑=0°，此时应用于内啮合联轴器；轴交角∑=180°，此时应用于端面齿盘联轴器。 按节平面的齿线分为直线齿，曲线齿。直线齿又分为直齿锥齿轮，斜齿锥齿轮；曲线齿分为弧齿锥齿轮，零度弧齿锥齿轮，摆线齿锥齿轮。

按齿高分为收缩齿，等高齿。收缩齿包括不等顶隙收缩齿，等顶隙收缩齿，双重收缩齿。

由于工作要求不同，锥齿轮设计成多种形式，下面着重介绍最常用的轴交角∑=90°的标准直齿锥齿轮的设计。 二.直齿锥齿轮的设计参数

直齿锥齿轮传动是以大端参数为标准值的。在强度计算时，则以齿宽中点处的当量齿轮作为计算的依据。对轴交角∑=90°的直齿锥齿轮传动，其参数为齿数比，锥距，分度圆直径，平均分度圆直径，当量齿轮的分度圆直径，齿宽系数，当量齿数，平均模数和大端模数等。 三.轮齿的受力分析

圆锥齿轮主动轮的受力情况：主动轮上的法向力Fn，Fn作用在位于齿宽b中间位置的节点P上，即作用在分度圆锥上的平均直径dm1处。设齿轮上作用的转矩为T1，忽略接触面上的摩擦力，则法向力Fn可分解成三个互相垂直的分力：即圆周力Ft1，径向力Fr1及轴向力Fa1,计算式为： 圆周力 Ft1=dm1

2T1

径向力 Fr1=F′cosδ=Ft1tanαcosδ 轴向力 Fa1= F′sinδ=Ft1 tanαsinδ 大齿轮的受力与与此相反。 四.强度计算

接触疲劳强度的计算：对于正交传动，计算公式得 σ ΖΖ

βΗ

Η

=Ζ

ΗΖΖΕΖ

Ε

β

Ζ

Κ

ΑvΗβΗαmt

dm1beΗ

×

u

为节点区域系数， Ζ

为弹性系数，Ζ 为接触强度计算的重合度系数，

Κ

为接触强度计算的螺旋角系数系数，Ζ

Ηβ

为接触强度计算的锥齿轮系数，Κ

Ηα

Α

为使用系数，Κv动载系数，Κ

为接触强度计算的齿向载荷分布系数，Κ为

接触强度计算的齿向载荷分配系数，Fmt齿宽重点分度圆上的名义切向力，beΗ为接触强度计算的有效齿宽。 对于α=20°的直齿锥齿轮，Ζ

3

Η

=2.5，所以

KT1

R(1 0.5 R)u

d1≥2.92 ([σΕ])2

Η

Ζ3

弯曲强度校核计算： σF=bd

2ΚT1YFaYSa

1m(1 0.5 R)

≤[σF]

YSa应力校正系数，YFa齿形系数，其它符号意义同前。 δ1=tan 1Ζ1

2

Ζ

δ2=∑-δ1。 五.直齿锥齿轮几何尺寸计算 d1=mΖ1； d2=mΖ2；

da1=d1+2mcosδ1; da2=d2+2mcosδ2; df1=d1 2.4mcosδ1; df2=d2 2.4mcosδ2;

m

R=2 Ζ

21

+Ζ22;

b= R×R; 六.设计步骤

1.选择齿轮材料，齿数和精度等级； 2.计算出转矩；

3.按齿面解除疲劳强度设计，一般α=20°，Ζ d1≥2.92 ([σΕ])2

Η

3

Η

=2.5，根据公式

Ζ3

KT1

R(1 0.5 R)u

， 向下计算；

4.预选K值； 5. 计算循环应力；

6.确定安全系数S，接触强度寿命系数ΖN，齿面硬化系数Ζ响系数Ζ

LVR，查出σHlim

W，润滑油膜影

；

7.得出d1，算出实际传动比i，与理论值进行比较，进行修正，得出模数； 8.计算出dm1， m，选出K； 9.计算齿宽b，锥距R； 10.根据σ

Η

=Ζ

Η

Ζ

Ε

Ζ Ζ

β

Ζ

ΑvΗβΗαmt

Κdm1beΗ

×

u

，进行校核；

≤[σ

F

11.校核齿根弯曲疲劳强度，公式为 σδ1=tan 1Ζ1

2

F=bd

2ΚT1YFaYSa

1m(1 0.5 R)

]，

Ζ

δ2=∑-δ1； 12.查出YFa，YSa，σ

Flim，YN,尺寸系数YX,应力修正系数YST，进行校核；

13.计算齿轮的主要参数及几何尺寸； 14.锥齿轮结构设计。 七. 齿轮结构设计

齿轮的结构设计主要包括选择合适的结构形式，确定齿轮的轮毂，轮辐，轮缘等各部分的尺寸并绘制齿轮的零件工作图等，在强度允许的条件下，为了经济利益常采用腹板式。

锥齿轮的支承结构：小齿轮悬臂式，大齿轮悬臂式或简支式；或者小齿轮简支式，大齿轮悬臂式或简支式。

小齿轮和大齿轮都悬臂的特点及应用:支承刚性差，结构简单，装拆方便，一般用于轻载。

小齿轮悬臂大齿轮简支和小齿轮简支大齿轮悬臂的特点及应用：支承刚性好，结构复杂，不易拆装，多用于中轻载传动。

小齿轮和大齿轮都简支的特点及应用：支承刚性最好，结构复杂，不易拆装，用于重载荷冲击大的传动。

感想：锥齿轮的传动设计在工业生产中使用的很广泛，它的重要性不言而喻。通过对锥齿轮设计的学习使我明白了锥齿轮设计的方法，对锥齿轮有了一个深刻的认识，在今后的学习中，应该加强这方面的知识储备，更好的提高自己的专业技能。