主要尺寸的初步确定

目前国际上锥齿轮强度计算公式有ISO和美国AGMA两个互不相容的系统。根据参考文献[3]的分析和处理，导出一套供初步设计通用的“统一公式”，如表1所示

表1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　初步计算公式

齿  轮  类  型

接  触  强  度

弯  曲  强  度

正交传动

直齿及零度弧齿

弧齿、斜齿、摆线齿

斜交传动

注：1.接触强度的计算公式仅适用于钢对钢的齿轮副，当配对材料不同时，应将计算所得的d₁值乘以下列数值：

钢对铸铁：0.90 　　　　　　　　 铸铁对铸铁：0.83

2.对于重要传动，应将计算所得的d₁值增大15%左右。

3.表中代号说明如下：d₁—小齿轮大端分度圆直径，mm；e—锥齿轮类型几何系数，见表2；Z_b—变位后强度影响系数，见表3；Z_f—齿宽比系数，见表4；T₁—小齿轮转矩，N·m；K_A—使用系数，见表使用系数K_A中表1；K_Hβ、K_Fβ—齿向载荷分布系数，见式(K_Hβ＝K_Fβ＝1.5K_Hβbe)；σ_Hlim、σ_Flim—试验齿轮的接触、弯曲疲劳极限，见表5；Y_F—齿形系数，见式(Y_F＝CY_F0)；Σ—轴交角。

表2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　锥齿轮类型几何系数e

类型

直齿

曲齿

非鼓形齿

鼓形齿

10°

25°

35°

e值

1200

1100

1000

950

表3　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　变位后强度影响系数Z_b

变位类型

零传动x₁+x₂＝0

正传动x₁+x₂＞0

负传动x₁+x₂＜0

适用范围

格里森

奥利康

克林根堡

埃尼姆斯

节点区双

齿对啮合

δ₂＞0.15

大啮合角

传动

双齿对

传动

ε_γ≥2.4

三齿对

传动

ε_γ＞3

Z_b值

1

0.85～0.9

0.93～0.97

0.85～0.9

0.8

表4　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　齿宽比系数Z_f

f_R

适用范围

(参考)

Σ＝90°

Σ≠90°

通用

大β的收缩齿

小β或等高齿

135°

45°

30°

20°

15°

10°

Z_f值

1.683

1.629

1.735

1.834

1.926

2.088

2.229

2.294

2.355

注：如f_R值未知，可取f_R＝，即Z_f＝1.683。

齿形系数Y_F：

Y_F＝CY_F0

式中　C——有切向变位时的修正系数，其值由图1查取；

Y_F0——无切向变位时的齿形系数，由图2～图4查取。对斜齿，应将大端螺旋角β换算为中点螺旋角β_m查图，其换算关系为：

图1  有切向变位时的修正系数C

图2  无切向变位的齿形系数Y_F0(β_m＝0°)

图3  无切向变位的齿形系数Y_F0(β_m＝15°)

图4  无切向变位的齿形系数Y_F0(β_m＝35°)