锥齿轮计算模版.pdf

锥齿轮传动设计

1.设计参数

1150

150********=====d d z z u 式中：u ——锥齿轮齿数比；

1z ——锥齿轮齿数；

2z ——锥齿轮齿数；

1d ——锥齿轮分度圆直径（mm ）

； 2d ——锥齿轮分度圆直径（mm ）

。 1.1062

1115021)2()2(2212221=+=+=+=u d d d R mm 25.125)33.05.01(150)5.01(11=⨯−⨯=−=R m d d φ mm

同理 2m d =125.25 mm

式中：1m d 、2m d ——锥齿轮平均分度圆直径（mm ）；

R φ——锥齿轮传动齿宽比，最常用值为R φ=1/3，取R φ=0.33。

530

150111===z d m 同理 2m =5

式中：1m 、2m ——锥齿轮大端模数。

175.4)33.05.01(5)5.01(11=⨯−⨯=−=R m m m φ

同理 2m m =4.175

式中：m m 1、m m 2——锥齿轮平均模数。

2.锥齿轮受力分析

因为锥齿轮1与锥齿轮2的传动比为1，且各项数据相同，则现以锥齿轮1为分析对象得：

1250150

83.932211=⨯==m t d T F N 88.88345cos 45tan 1250cos tan 111=︒⨯︒⨯==δαt r F F N 88.88345cos 45tan 1250sin tan 111=︒⨯︒⨯==δαt a F F N 22.133020cos 1250cos 11=︒

==αt n F F N 式中；1t F ——锥齿轮圆周力；

1r F ——锥齿轮径向力；

1a F ——锥齿轮轴向力；

1n F ——锥齿轮法向载荷；

α——锥齿轮啮合角；

δ——锥齿轮分度角。

3.齿根弯曲疲劳强度计算

(1) 确定公式内的各计算数值

1) 由《机械设计》图10-20c 查得锥齿轮的弯曲疲劳强度极限=1FE σ580MPa

2) 由《机械设计》图10-18取弯曲疲劳寿命系数=1FN K 1

3) 计算弯曲疲劳许用应力

取弯曲疲劳安全系数S =1.4，由《机械设计》式（10-12）得

=⨯==4

.15801][111S K FE FN F σσ414.29 MPa 4) 计算载荷系数K

23.235.111.15.1=⨯⨯⨯==βαF F v A K K K K K

5) 查取齿形系数

由《机械设计》表10-5查得8.21=Fa Y

6) 查取应力校正系数

由《机械设计》表10-5查得55.11=Sa Y

7) 计算大、小齿轮的[]F Sa Fa Y Y σ并加以比较

[]01048.029.41455.18.21

11=⨯=F Sa Fa Y Y σ 由《机械设计》式（10-24）得弯曲强度的设计公式为 []27.029.4141130)33.05.01(33.055.18.283.9323.241)5.01(43222111221231=⨯+⨯⨯⨯−⨯⨯⨯⨯⨯=⨯+−≥

F Sa Fa R R Y Y u z KT m σφφ 由m=5>0.27，则弯曲疲劳强度符合要求。

4.齿面接触疲劳强度

对于啮合角︒=20α的直齿锥齿轮，区域系数H Z =2.5，弹性影响系数E Z =188 MPa ，][H σ=580 MPa ，于是由《机械设计》式10-25计算可得：

43.151150)33.05.01(33.083.9323.21018851)5.01(5326312=⨯⨯⨯−⨯⨯⨯⨯⨯=⨯−=d KT Z R R E H φφσ 则 H σ=15.43 MPa ≤][H σ=580 MPa 。

由《机械设计》式10-26校核得： 34.191)33.05.01(33.083.9323.2)580188(92.2)5.01()][(

92.23223221=⨯−−⨯⨯⨯=−≥u KT Z d R R H E φφσ 由1d =150≥19.34，则经校核锥齿轮接触疲劳强度符合要求。