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河南理工大学机械与动力工程学院 * * 1 设计参数 2 轮齿受力分析 3 齿根弯曲疲劳强度计算 4 齿面接触疲劳强度计算 §10-8 标准锥齿轮传动的强度计算 dm1 d1 d2 R δ1 δ2 1 设计参数 轴交角∑，齿数比u，齿 数z1、z2，锥距R，分 度圆锥角δ1、 δ2，分度 圆直径d1、d2，齿宽中点处即平均分度圆的直径为 dm1、dm2，当量齿轮 齿数zv1、zv2，当量齿轮 的分度圆直径dv1、dv2， 　　直齿锥齿轮传动是以大端参数为标准值，强度计算时，是以锥齿轮齿宽中点处的当量齿轮作为计算时的依据。 dm1 d1 d2 R δ1 δ2 ①锥距R ②分度圆锥角δ1、 δ2 dm1 d1 d2 R δ1 δ2 若引入齿宽系数ΦR=b/R，其取值为0.25～0.35，最常用值为1/3 ③齿宽中点处即平均分度圆的直径为dm1、dm2 dm1 d1 d2 R δ1 δ2 ⑤当量齿轮的模数mv (mm) ④当量齿轮分度圆直径dv1、dv2 dm1 d1 d2 R δ1 δ2 ⑥当量齿轮齿数zv1、zv2 ⑦当量齿轮齿数比uv 2 轮齿受力分析 圆周力 方向：主动轮：与n1反向 从动轮：与n2同向 径向力 轴向力 方向: 指向轮心 方向: 指向大端 锥齿轮传动的强度计算2 各分力计算公式： 轴向力Fa的方向总是由锥齿轮的小端指向大端 锥齿轮传动受力图 3 齿根弯曲疲劳强度计算 其中，载荷为 并引入各参数的关系得到： 校核式： 设计式： 　　直齿锥齿轮的弯曲疲劳强度可近似地按齿宽中点处的当量圆柱齿轮进行计算。采用直齿圆柱齿轮强度计算公式，并代入当量齿轮的相应参数: 注意： （1）齿形系数和应力校正系数按当量齿数查取， （2）载荷系数K ① 齿间载荷分布系数可取1，Kα=1， ②齿向载荷分布系数可取轴承系数的1.5倍，Kβ=1.5KHβbe KHβbe为轴承系数 4 齿面接触疲劳强度计算 同样以平均齿宽处的当量齿轮进行计算，综合曲率应为： 很显然，当两齿轮平均齿宽处两当量齿轮在节点上的啮合曲率半径为： 从而可得到： 若将上式（综合曲率表达式）及uv=u2、 等式代入赫兹公式，并令接触线长度L=b，得到： 若α=20°，则得到： 校核式 设计式 §10-10 齿轮的结构设计 通过强度计算确定出了齿轮的齿数z、模数m、齿宽B、螺旋角b、分度圆直径d 等主要尺寸。 齿轮的结构设计主要是确定轮缘，轮辐，轮毂等结构形式及尺寸大小。 在综合考虑齿轮几何尺寸，毛坯，材料，加工方法，使用要求及经济性等各方面因素的基础上，按齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，再根据推荐的经验数据进行结构尺寸计算。 常见齿轮结构形式 ⑴ 齿轮轴 ⑵ 实心式结构 ⑶ 腹板式结构 ⑷ 轮辐式结构 常见齿轮结构形式 ⑴齿轮轴 直径较小的钢质齿轮，当齿根圆直径与轴径接近时，可以将齿轮与轴做成一体，称为齿轮轴 圆柱齿轮轴 圆锥齿轮轴 圆柱齿轮轴 圆柱齿轮e<2mt 圆锥齿轮轴 ＜ （对锥齿轮指小端） e 圆锥齿轮轴 ⑵实心式结构 实心式圆柱齿轮 实心式圆锥齿轮 但航空齿轮为减轻重量， 时，有时也设计为腹板式结构。 ＜ 160mm ＜ 160mm ⑶腹板式结构 ＜ 500mm 160～200＜ 的齿轮可采用腹板式结构 腹板式锥齿轮 ⑷轮辐式结构 此种结构一般用于 的大尺寸齿轮，常用铸造方法制作 毛坯，故将其设计为轮辐式结构。 ～1000mm H1 C H1 H1 H1/5 H1/5 椭圆轮辐用于轻载 工字轮辐用于重载 十字轮辐用于中载 潘存云教授研制