直齿圆锥齿轮计算
第10章-直齿圆锥齿轮传动
第二节 直齿锥齿轮的齿廓曲面、背 锥和当量齿数
1.直齿锥齿轮的齿廓曲面 直齿锥齿轮齿廓的形成如图10一1所示.设一个发生面S与一 个基圆锥相切.该发生面在基圆锥上做纯滚动时.其上任一点K 将在空间展出一条渐开线AK.它上面任一点到锥顶O的距离 都是相等的.故是球面渐开线。在发生面上线段KK′的轨迹即 是直齿圆锥齿轮齿廓曲面—球面渐开面齿廓。
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第四节 直齿圆锥齿轮强度计算
一、直齿圆锥齿轮受力分析
图10一4所示为直齿圆锥齿轮主动轮轮齿受力情况。为简化 起见.忽略摩擦力的影响.并假定载荷集中作用在齿宽中部的 节点上。法向力可以分解为3个互相垂直的分力.即圆周力、 径向力和轴向力。 各力的方向是:圆周力和径向力的方向的确定方法与直齿圆柱 齿轮相同.两齿轮轴向力的方向都是沿着各自的轴线方向并指 向轮齿的大端。
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第四节 直齿圆锥齿轮强度计算
二、齿面接触疲劳强度
直齿锥齿轮的失效形式及强度计算的依据与直齿圆柱齿轮基 本相同.可近似地按齿宽中点的一对当量直齿圆柱齿轮传动 来考虑。将当量齿轮的有关参数代人直齿圆柱齿轮的强度校 核及设计计算公式.得直齿锥齿轮的齿面接触疲劳强度校核 和设计计算公式如下:
H ZEZH
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图10一1 球面渐开线的形成
为 了 认 真 贯彻 落实党 的十六 届六中 全会精 神和中 央《决 定》、 “三级 ”公安 会 议 精 神 , 深入学 习领会 胡锦涛 总书记 观摩全 国公安 民警大 练兵汇 报演出 时的重 要 讲 话 以 及 中央、 省、市 领导关 于公安 执法工 作和队 伍建设 的重要 指示精 神,切 实 解 决 公 安 队伍中 存在的 突出问 题,教 育引导 广大公 安民警 进一步 解放思 想、与 时 俱 进 、 开 拓创新 ,大力 弘扬求 真务实 精神, 打造一 支作风 过硬的 公安队 伍。上 级 公 安 党 委 决定开 展为期 八个月 的纪律 作风整 顿教育 活动。 本人按 照要求 ,认真 学 习 了 中 共 中央《 中国共 产党纪 律处分 条例》 、《中 国共产 党党内 监督条 例》、 《 中 国 共 产 党纪律 处分条 例》、 《人民 警察法 》、《 国家公 务员条 例》、 《国家 公 务 员 行 为 规范》 等有关 文件精 神,学 习了毛 建东、 肖琳、 桂红林 等先进 典型的 事 迹 。 通 过 学 习 教育 和深入 思考, 我个人 对纪律 作风整 顿教育 有了更 深的理 解 , 对 自 身 存在的 问题也 有了进 一步的 认识。 现在对 照工作 实际, 作如下 剖析: 一 、存在 的主要 问题 1、在 “纪律 作风整 顿教育 ”活动 初期, 片面地 自我安 慰, 认 为 自 己 既 无参与 赌博, 又无考 试作弊 ,更无 开无牌 无证、 假牌假 证车, 没有什
机械设计基础——直齿锥齿轮传动的设计特点
z1 zv1 cos1
zv 2
z2 cos 2
三、标准直齿锥齿轮的几何尺寸
四、直齿锥齿轮的受力分析和强度计算
锥齿轮的轮齿截面从大端到小端 逐渐缩小,各部位的受力分布也 是从大端到小端逐渐缩小,通常 假设载荷集中在齿宽中点节线 处 的法平面内,并近似认为锥齿轮 的强度相当于当量直齿圆柱齿轮 的强度。
四、直齿锥齿轮的受力分析和强度计算
在齿宽中点节线处的法向 平面内,法向力Fn可分解为 三个分力:圆周力Ft、径向 力Fr和轴向力Fa 。
圆周力:
2000T1 2000T1 Ft1 d m1 (1 0.5 R )d1
dm1 (1 0.5 R )d1 (1 0.5b / R)d1
四、直齿锥齿轮的受力分析和强度计算
3.参数选择
直齿圆柱齿轮强度计算时参数选择的原则基本上适应于锥齿轮传
动,其特点如下: (1)单级直齿锥齿轮传动,一般取u=1-5;
z z (2) YFS 按当量齿数 v cos 由图5-26查取;
(3)许用应力的确定与圆柱齿轮相同; 通常 Ψ R 0.25 ~ 0.3 。
直齿锥齿轮
∑=δ1+δ2=90°的直齿锥齿轮传动的
强度条件。
一、直齿锥齿轮的传动比
二、直齿锥齿轮的当量齿数
1、背锥 背锥:过A点做该圆弧的切线与轴线交于O’,以O’A为母线 绕轴线OO’旋转所得的与球面齿廓相切的圆锥体称为背锥。
二、直齿锥齿轮的当量齿数
2、当量齿轮 当量齿轮:将背锥展成一平面扇形齿轮,并将该扇形齿轮 补充为整圆齿轮。这样所得的直齿圆柱为原直齿锥齿轮的当量 齿轮。
(4)齿宽系数 Ψ 大时,齿宽就大,推荐Ψ R 0.2(u 6) ~ 0.35(u 1) R
CATIA标准直齿圆锥齿轮的建模
CATIA标准直齿圆锥齿轮的建模标准直齿圆锥齿轮参数:轴交角:Σ=90°模数:m=7齿数:z1=17, z2=29压力角:α=20°齿宽:b=40齿顶系数:c∗=0.2锥齿轮啮合图分度圆半径:r1=m z1/2=7×17/2=59.5当量分度圆半径:r n=r1/cosδ锥距:R=r1/sinδ当量齿顶圆半径:r n a=r n+m当量齿根圆半径:r nf=r n-(1+c∗)m)分度锥角:δ=tan−1(z1z2知道以上参数,就可以把这对齿轮副画出来了,所欠缺的,就是齿轮体上的一些特征参数,比如,齿轮体的外形参数,以及齿轮的装配方式方面的参数。
简化的图形架构关于绘图方面的一些设定:圆锥齿轮副的轴线,都在YZ平面内,小圆锥齿轮轴线指向Y轴正方向,大圆锥齿轮轴线指向Z轴正方向。
绘图中涉及到的一些数据,将即时计算。
绘制:直接进入“创成式外形设计”(开始-形状-创成式外形设计)。
点击“直线”按钮,出现“直线定义”对话框:在“线型”里选择“点-方向”;对话框转换成“点-方向”定义对话框;在“点”里,点右键选择“创建点”;对话框转换成“点定义”对话框。
在“点类型”里选择“平面上”;在“平面”里点右键选择“YZ平面”;用鼠标随便在界面上点一下,初始点就选择完毕了,该初始点在YZ平面内,以后可以编辑该点,确定分度锥角顶点的位置;点击“确定”回到直线线定义对话框;在“方向”里点右键,选择“Y部件”定义Y轴为直线方向;在“终点”里定义直线的长度;定义直线长度为r2长度101.5;点击“确定”,“直线.1”定义生成。
要点是直线方向,要指向Y轴的相反方向,这样画出的圆锥齿轮,看到的是齿轮前端,能更清楚的看清齿形。
现在我们要画出分度圆半径r1:点击“直线”按钮,出现“直线定义”对话框:在“线型”里选择“曲线的角度/法线”;在“曲线”里选择刚刚画完的“直线.1”,直接在绘图区里,点击画完的直线就行了;在“支持面”里点右键选择“YZ平面”;在“点”里选择刚画完的直线.1的“终点”,也是直接在绘图区里,点击画完的直线.1的终点,就可选中;在“角度”选项里,把数值改成“90°”;在“终点”里定义直线长度为r1长度59.5;点击“确定”,“直线.2”定义生成。
角度变位直齿圆锥齿轮的计算公式
( 1 )当量中心距发生变化 ,其值不 等于当量
标 准 中心距 ;
( 2 )当量齿轮的分度 圆与节 圆不重 合 ,即圆
锥 齿 轮 的节 圆锥与 分度 圆锥 不重 合 ; ( 3 )平 面和球 面渐 开 线齿形 都 在 啮合节 点处 ;
计手 册 、齿 轮手 册等 相关 资料 时 ,几乎 都是 高
Ab s t r a c t :I n o r d e r t o me e t t h e a c t u a l p r o du c t i o n o f s t r a i g ht b e v e l g e a r s a n d d e s i g n n e e d s , a c c o r d i n g t o t h e a n g u l a r d i s p l a c e me nt s p u r g e a r
Ke y wo r d s :a n g u l a r d e le f c t i o n; s t r a i g h t be v e l g e a r ;c a l c u l a t i o n f o m u r l a;e q u i v a l e n t g e a r
An g u l a r De le f c t i o n Ca l c u l a t i o n F o r mu l a o f t h e S t r a i g h t Be v e l Ge a r
YUAN Yi —g a n g ( Gu a n g d o n g L i u l i n g Ho n g t o n g I n d u s t r i a l C o . ,L t d . ,Me i z h o u 5 1 4 01 6 ,Ch i n a )
圆锥齿轮传动
第五章 圆锥齿轮传动一、 主 要 内 容本章主要讨论直齿轮圆锥齿轮的几何计算、受力分析、强度计算及传动设计。
其中以直齿圆锥齿轮的受力分析为重点内容,而强度计算只介绍其特点,下边分别简述如下。
1.直齿圆锥齿轮的几何计算本节主要内容在机械原理课中已有详尽的论述,要求掌握轴间夹角 90=∑的直齿圆锥齿轮传动的主要参数,如节锥角1δ,2δ,锥距e L ,齿宽系数L ψ,平均直径m d 及平均模数m m 的计算方法。
如:平均直径 d d L m )5.01(ψ-= 平均模数 m m L m )5.01(ψ-=式中:d ,m 分别为大端分度圆直径及大端模数。
其它主要参数计算式见教科书表5-1。
2.直齿圆锥齿轮的受力分析作用在直齿圆锥齿轮齿廓面上的法向力,可视为是作用在齿宽节线中点处。
法向力可以分解为圆周力t F 、轴向力a F 、法向力r F 三个相互垂直的分力。
各分力的计算式为 圆周力 111)5.01(2000d T F L t ψ-=(N )轴向力 111s i n δαtg F F t a = (N ) 径向力 111c o sδαtg F F t r = (N ) 式中:1T ——作用于主动小齿轮上的工作转矩(N .M); L ψ——齿宽系数e LL b /=ψ;e L ——锥距(mm ); 1δ——主动小齿轮的节锥角。
当︒=+=∑9021ξξ时,一轮的径向力与另一轮轴向力数值相等而方向相反,因而有 21t t F F -= 21r a F F -= 21a r F F -=各力的方向如图5-1所示。
圆周力方向:作用于主动轮上的圆周力与转向相反,作用于从动轮上的圆周力与转向相同;径向力方向:不论主、从动轮,其径向力均指向各自的轮心;轴向力方向:由小端指向大端。
3.直齿圆锥齿轮传动的强度计算本节要求掌握如何运用当量齿轮的概念将一对直齿圆锥齿轮传动转化为一对当量直齿圆柱齿轮传动来进行强度计算。
一对直齿圆锥齿轮传动可视为圆锥齿轮宽度中点处的一对当量圆柱齿轮传动,这样就可直接引用前边所述的直齿圆柱齿轮相应的公式。
角度变位直齿圆锥齿轮的计算公式
角度变位直齿圆锥齿轮的计算公式袁义刚【摘要】In order to meet the actual production of straight bevel gears and design needs, according to the angular displacement spur gear calculation formula and the equivalent of straight bevel gear derive formulas of the angular displacement gear, and then use computer programming languages VB generated calculation program. Practice has proved that the use of this method to derive the formula is reliable, and the angular displacement design is conducive to improving the quality of gear transmission.%为了满足直齿圆锥齿轮实际生产和设计的需要,根据角度变位直齿圆柱齿轮的计算公式和直齿圆锥齿轮当量齿轮推导出角度变位的计算公式,再利用计算机编程语言VB生成计算程序。
实践证明:运用此方法推导出的计算公式是可靠的,且角度变位设计有利于提高齿轮传动质量。
【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P80-83)【关键词】角度变位;直齿锥齿轮;计算公式;当量齿轮【作者】袁义刚【作者单位】广东柳菱宏通实业有限公司,广东梅州 514016【正文语种】中文【中图分类】TH123直齿圆锥齿轮副是用来传递两相交轴之间的运动和动力,其有三种基本变位类型:高度变位、切向变位和角度变位[1]。
《机械制图》圆锥齿轮的画法
10
节锥 相切
啮合区
圆锥齿轮的画法 二、直齿锥齿轮的画法
3、锥齿轮啮合画法 03 画其余部分,完成全图。
小齿轮节线与 大齿轮节圆相切
11
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一、直齿锥齿轮各部分名称和尺寸计算锥齿轮各部尺寸计算公式
名称
基本参数:大端模数m 、齿数z 和节锥角δ`
符号
计算公式
齿顶高
ha
齿根高
hf
分度圆直径
d
齿顶圆直径
da
齿根圆直径
df
锥距
R
节锥角
δ1`
齿顶角
θa
齿根角
θf
顶锥角
δa
根锥角
δf
ha = m hf = 1.2m d = mz
da =m(z+2cosδ`) df =m(z-2.4cosδ`) R = mz /2sinδ`
tanδ`=z1/z2 tanθa=2sinδ`/z tanθf=2.4sinδ`/z δa= δ`+θa δf= δ`-θf
7
圆锥齿轮的画法 二、直齿锥齿轮的画法
1、单个锥齿轮的画法 轮齿画法同 圆柱齿轮
主视图全剖
8
大端齿顶圆 大端分度圆 小端齿顶圆
端视图
齿根圆与小端分 度圆不画
圆锥齿轮的画法
二、直齿锥齿轮的画法
2、锥齿轮轮齿画法
1
画中心线、大端分度圆直径;
2
画分度圆锥和背锥;
3
9
画轮齿。
分度圆锥
背锥与节锥 垂直
圆锥齿轮的画法
二、直齿锥齿轮的画法
3、锥齿轮啮合画法
机械设计基础中直齿锥齿轮教学
直齿锥齿轮概述
1
直齿锥齿轮是一种用于 传递运动的齿轮,其齿 廓为直线。与圆柱齿轮 不同,锥齿轮的齿廓是 沿着圆锥面展开的。直 齿锥齿轮具有结构紧凑、 传动平稳、承载能力大 等优点,因此在机械传 动中得到广泛应用
2
锥齿轮用于两相交 轴间的传动,其齿 轮有直齿,曲齿等
3
锥齿轮的运动关系 相当于一对节圆锥 作纯滚动,但与圆 柱齿轮不同之处是 齿轮的厚度从大端 到小端逐渐减小来自第11部分致谢
致谢
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第5部分
标准直齿锥齿轮的几 何尺寸
第6部分
直齿锥齿轮的受力分 析和强度计算
直齿锥齿轮的受力分析和强度计算
受力分析 疲劳强度计算 参数的选择
第7部分
工作原理
第8部分
应用领域
第9部分
维护与保养
第10部分
小结
小结
1
2
3
4
本教程介绍了直齿 圆锥齿轮的基本概 念、设计方法和制 造工艺,并提供了 相应的案例分析和
4
等顶隙锥齿轮传动 能加大齿根和刀具 的圆角半径,提高 轮齿的弯曲强度和 刀具的寿命,有助 于避免小端齿顶变 尖,有利于齿轮的 润滑等,因此其应 用日益广泛
第4部分
直齿锥齿轮的传动比、 齿廓、背锥和当量齿
数
直齿锥齿轮的传动比、齿廓、背锥和当量齿数
直齿锥齿轮的传动比 直齿锥齿轮的齿廓曲线 锥齿轮的背锥和当量齿数
掌握直齿锥齿轮的设计 和制造方法对于机械工 程师来说非常重要
本教程将介绍直齿锥齿 轮传动的基本概念、设 计特点等
第2部分
目录
直齿圆锥齿轮概述
直齿锥齿轮的传动比、齿 廓、背锥和当量齿数
机械设计:标准圆锥齿轮传动的强度计算
齿面接触疲劳强度计算 ※ 圆锥齿轮的接触强度计算是针对齿宽中点(dm)处的 当量齿轮(圆柱齿轮)进行的。 接触强度计算
校核公式
dm
H ZH ZE
4KT1
R (1 0.5R )2 d13u
H
d
设计公式
d1
3
(
ZH
ZE
H
)2
R
4KT1
(1 0.5R
)2 u
齿根弯曲疲劳强度计算
※ 圆锥齿轮的弯曲强度计算是针对齿宽中点(dm)处的 当量齿轮(圆柱齿轮)进行的。 弯曲强度计算
电动机驱动,载荷平稳
解:取Z1=24,Z2=77 R 0.3 Kt 1.3
按接触强度设计公式
d1t
3
(
ZH
Z
H
E
)2
R
(1
4KT1
0.5
R
)2
u
直接求得: d1t 84.97
dm1 d1t (1 0.5R ) 72.225
R d1t 2
1 u2
R
b R
b Rd1t u2 1 / 2 42.832
d1
R
b R
rv1
rm r
R 0.5b R
1 0.5R
1 2
dm2
rv 2
d2
0.5b
rm r
R 0.5b R
1 0.5R
rv1 rm1 / cos1
rv1 r1(1 0.5R )
1 u2 u
d1
cos1
u 1 u2
1 2
rv1
0.5b
rv 2
d2
u
z2 z1
rm2 rm1
d2 / 2R d1 / 2R
齿轮各参数计算公式知识讲解
齿轮各参数计算公式模数齿轮计算公式:名称代号计算公式模数m m=p/π=d/z=da/(z+2) (d为分度圆直径,z为齿数)齿距p p=πm=πd/z齿数z z=d/m=πd/p分度圆直径 d d=mz=da-2m齿顶圆直径da da=m(z+2)=d+2m=p(z+2)/π齿根圆直径df df=d-2.5m=m(z-2.5)=da-2h=da-4.5m齿顶高ha ha=m=p/π齿根高hf hf=1.25m齿高h h=2.25m齿厚s s=p/2=πm/2中心距 a a=(z1+z2)m/2=(d1+d2)/2跨测齿数k k=z/9+0.5公法线长度w w=m[2.9521(k-0.5)+0.014z]13-1 什么是分度圆?标准齿轮的分度圆在什么位置上?13-2 一渐开线,其基圆半径r b=40 mm,试求此渐开线压力角 =20°处的半径r和曲率半径ρ的大小。
13-3 有一个标准渐开线直齿圆柱齿轮,测量其齿顶圆直径d a=106.40 mm,齿数z=25,问是哪一种齿制的齿轮,基本参数是多少?13-4 两个标准直齿圆柱齿轮,已测得齿数z l=22、z2=98,小齿轮齿顶圆直径d al=240 mm,大齿轮全齿高h=22.5 mm,试判断这两个齿轮能否正确啮合传动?13-5 有一对正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮,它们的齿数为z1=19、z2=81,模数m=5 mm,压力角α=20°。
若将其安装成a′=250 mm的齿轮传动,问能否实现无侧隙啮合?为什么?此时的顶隙(径向间隙)C是多少?13-6 已知C6150车床主轴箱内一对外啮合标准直齿圆柱齿轮,其齿数z1=21、z2=66,模数m =3.5 mm,压力角α=20°,正常齿。
试确定这对齿轮的传动比、分度圆直径、齿顶圆直径、全齿高、中心距、分度圆齿厚和分度圆齿槽宽。
13-7 已知一标准渐开线直齿圆柱齿轮,其齿顶圆直径d al=77.5 mm,齿数z1=29。
圆锥齿轮计算及画法
圆锥齿轮的轮齿是在圆锥面上制出的。
根据轮齿方向,圆锥齿轮分为直齿、斜齿、人字齿等。
齿廓曲线多为渐开线。
下面着重介绍渐开线标准直齿圆锥齿轮的基本参数及画法。
(l )直齿圆锥齿轮各部分名称及尺寸关系圆锥齿轮一端大、一端小,大、小端的模数和分度圆直径也不相等,通常规定以大端的模数和分度圆直径作为计算其它有关尺寸的依据。
轮齿各部分名称及尺寸关系参看图6及表3。
图6 直齿圆锥齿轮各部分名称和尺寸表3 标准直齿圆锥齿轮基本尺寸的计算公式(2)圆锥齿轮的画法名称 公式计算 名称 公式计算 齿顶高h a齿根高h f齿高h齿顶角θa齿宽b h a =m hf=1.2m h=2.2mtan θa =(2sin δ)/Zb ≤L/3 分度圆直径 d齿顶圆直径 d a齿根圆直径 d f齿根角θfd=mZd a =m(Z+2cos δ)d f = m(Z-2.4cos δ)tan θf =(2.4sin δ)/Z基本参数:模数m 齿数Z 分度圆锥角δl)单个圆锥齿轮的画法如图7a所示,在齿轮外形视图中,分度锥线用点划线表示,顶锥线用粗实钱表示,根锥线省略不画。
在投影为圆的视图上,大端及小端的齿顶圆用粗实线表示,大端的分度圆用点划线表示,如图7c所示。
图7 单个圆齿轮的画法在投影为非圆的视图上,常用剖视图表达,轮齿部分按不剖处理,顶锥线和顶锥线都用粗实线表示。
如图7。
2)两啮合圆锥齿轮的画法两标准圆锥齿轮啮合时,两分度圆锥应相切,啮合部分的画法与圆柱齿轮啮合相同,主视图一般取全剖视,如图8所示。
图8 圆锥齿轮啮合的画法。
直齿圆锥齿轮传动
一:特点与应用 : 圆锥齿轮机构是用来传 递空间 两相交轴 之间运 动和动力的一种齿轮机
构。两轴线交角 ∑可根据 传动需要来确定,一般
多采用∑=90 度。
与圆柱齿轮不同,其轮齿沿圆锥面分齿形从大端 到小端逐渐变小,通常把齿形较大处的 大端参数 做为标准值。
圆锥齿轮的轮齿有直齿、斜齿和曲线齿(圆弧齿、 摆线齿)等多种形式。
? r1 ? oc sin ? 1 r2 ? oc sin ? 2
故传动比:
i ? ? 1 r1 sin ? 1
? 对于 ? ?1 ? ? 2 ? 90o时
i ? ctg ?1 ? tg ? 2
对于i ? 1时 ?1 ? ?2
二:齿廓曲面的形成
? 圆锥齿轮的齿廓曲面 是球面渐开线 曲面,其 形成是:
? 一个圆平面S与一个基圆 ? 锥切于直线OC ,圆平面半
径与基圆锥锥距 R 相等,
且圆心与锥顶重合。当圆 平面绕圆锥作纯滚动时, 该平面上任一点B 将在空
间展出一条渐开线AB 。渐 开线必在以O 为中心、锥 距 R 为半径的球面上,成
为球面渐开线。
三:基本参数和几何尺寸
? 1: 直齿圆锥齿轮的正确啮合条件
通常把直齿圆锥齿轮的大端模数取为标准 值,大端分度院压力角取标准压力角 。
正确啮合条件: 两轮大端模数和大端分度圆处的压力角分
别相等。 m 1=m 2 α 1=α 2
2. 直齿圆锥齿轮的几何尺寸计算
四:锥齿轮的结构
? 1:圆锥齿轮轴 ? 2:实心式锥齿轮 ? 3:腹板式锥齿轮 ? 4:带肋腹板式锥齿轮
一般机械传动中,普遍采用的直齿圆锥齿轮传 动。但汽车、拖拉机等高速重载机械中,多用 曲线齿圆锥齿轮。
直齿圆锥齿轮当量齿数
直齿圆锥齿轮当量齿数
直齿圆锥齿轮当量齿数(又称假想齿数)是指为了简化计算,将圆锥齿轮近似地看作一个平面齿轮,而把平面齿轮的分度圆直径作为圆锥齿轮的当量齿数。
当量齿数的计算公式为:
当量齿数= (分度圆锥角/180) ×(平面齿轮分度圆直径/π)
其中,分度圆锥角是指圆锥齿轮的分度圆锥的顶角,平面齿轮分度圆直径是指平面齿轮的分度圆直径。
需要注意的是,当量齿数只是一种近似值,实际应用中还需要考虑圆锥齿轮的几何形状和运动关系等因素。