基于proe4.0的锥齿轮副建模方法

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1、一、齿轮的种类简述1、齿轮简述齿轮机构是在各种机构中应用最为广泛的一种传动机构。它依靠轮齿齿廓直接接触来传递空间任意两轴之间的运动和动力，并具有传递功率范围大，传动效率高，传动比准确，使用寿命长，工作可靠等众多优点；但也存在制造和安装精度要求高，成本较大的缺点。2、齿轮的种类齿轮的结构类型很多，根据不同的分类方法，可以做出不同的齿轮种类划分。根据一堆齿轮的瞬时传动比是否恒定，可以将齿轮机构分为圆形齿轮机构和非圆齿轮机构，其中非圆齿轮机构之应用在一些非常特殊的机械中。而依据齿轮的两轴间相对位置的不同，圆形齿轮机构又可以分为如下几类1）用于平行轴间传动的齿轮机构这一类齿轮

2、主要包括外啮合齿轮机构，内啮合齿轮机构和齿轮齿条机构，根据轮齿齿向和齿轮轴线方向的关系又可以进一步细化为锥齿轮、斜齿轮和人字形齿轮。2）用于相交轴间传动的齿轮机构这一类齿轮主要指各种锥齿轮机构，根据齿形的不同，又可以分为直齿和曲线齿两个种类。直齿应用比较广泛，曲线齿传动平稳，承载能力好，常被用于高速重载的传动中。3）用于交错轴间传动的齿轮机构这一类齿轮主要包括交错斜轴齿轮机构、蜗杆机构、准双曲面齿轮机构。这一类齿轮中，由于涡轮蜗杆机构传动比范围大，因此应用广泛。图1-1齿轮的种类二、锥齿轮简述锥齿轮实际上是分度曲面为圆锥面的齿轮。主要用于在相交轴之间传递运动和动力，在

3、一般机械中，锥齿轮两轴之间的交角Σ=90°（但也可以Σ≠90°）。锥齿轮通常选取金属材料或者塑料材料制造。塑料锥齿轮也叫伞齿轮，广泛应用于印刷设备，汽车差速器，和水闸上，也多可用在机车，船舶，电厂，钢厂，铁路轨道检测等。塑料齿轮相对于金属齿轮，经济实惠，耐磨寿命长，功能性强。三、锥齿轮的主要参数锥齿轮是一个锥体，因此有大端和小端之分，为了方便计算和测量，通常取锥齿轮的大端的参数为标准值。大端模数的选取按表1-1。表3-1锥齿轮标准模数系列（GB/T12368—1990）……11.1251.251.3751.51.7522.252.52.7533.53.7544.555

4、.5678……锥齿轮的压力角（）一般取20°，特殊用途的锥齿轮压力角可能会有所不同，可以根据需要进行选取。其余齿轮参数请结合图3-1和表3-2进行选取和计算。图3-1锥齿轮的参数图3-1所示为等顶隙直齿锥齿轮传动副的参数标注。等顶隙是指一齿轮的齿顶与另一齿轮的齿根平行，这会使齿顶圆锥和分度圆锥以及齿根圆锥的顶点不重合。等顶隙的优点在于它一方面降低了小端齿顶过尖的可能性，且齿根圆角半径大，有利于提高齿轮的承载能力，刀具的寿命和储油润滑。而在Pro/E中绘制直齿圆锥齿轮的时候，不论是等顶隙圆锥齿轮还是锥顶重合的圆锥齿轮，其绘制方法都是基本相同的。其异同之处，将在下文中给于

5、说明。表3-2标准直齿锥齿轮传动的几何参数和尺寸名称代号计算公式小齿轮大齿轮分锥角齿顶高名称代号计算公式小齿轮大齿轮齿根高分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径锥距齿根角顶锥角根锥角顶隙（一般取）分度圆齿厚当量齿数齿宽（取整）注：1.表中角度相关公式一般只适用于轴线正交（）的锥齿轮副。2.齿顶高系数，顶隙系数。3.当mm时，,，。4.各角度计算应准确到。四、锥齿轮设计的一般流程在设计锥齿轮副的时候，一般先是根据所需的运动，选取合适的传动比（），根据机构体积和空间安排等选定齿轮分度圆（无变位时，分度圆和节圆完全重合）直径范围（，），根据齿轮的受力和结构需要选定模数标准值（），根

6、据有无特殊要求选取压力角标准值（，一般为20°）。模数的选取不能过小，且分度圆直径选取不能过大，否则齿数过多，轮齿会过于细小，且齿根圆直径将会大于基圆直径，这样会造成一定的不便。然后在两个齿轮的齿数都取整，且保证的条件下，利用公式，在一开始拟定的齿轮分度圆直径范围中选取合适的直径（，）。利用相关公式计算齿宽（），利用相关公式计算出齿顶高（）和齿根高（），利用公式分别计算出大齿轮和小齿轮的基圆直径（，）。根据力学公式和载荷情况校核齿轮轮齿的强度，确定材料和热处理方法。至此，圆锥齿轮的设计工作即基本完成。（本文中锥齿轮的设计和绘制都只考虑如何精确的利用几何手段绘制齿轮，而

7、略去了校核步骤，并假定所有齿轮在强度上都能完全满足设计需要。）五、锥齿轮副的啮合条件和啮合特点一对渐开线圆柱直齿轮能够正确啮合和连续传动的条件包括：1.模数相等2.压力角相等3.中心距为两节圆半径之和4.啮合线段必须大于法向齿距（）（这是为了保证始终有两对或两对以上的轮齿参与啮合，从而可以连续传动）。而直齿圆锥齿轮的传动条件与此是相似的。图5-1锥齿轮的齿形特点在锥齿轮副啮合传动的过程中的某时刻，利用过Ⅰ轴和Ⅱ轴的平面剖切锥齿轮副，会得到图5-1中的结果。剖切平面与节圆圆锥面和齿端圆锥面的两条交线是相互垂直的关系，而在A-A方向上，锥轮齿的齿端几何特