齒輪傳動和蝸桿蝸輪傳動講解PPT課件VIP

（3）標(biāo)準(zhǔn)安裝的條件一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪節(jié)圓與分度圓相重合的安裝：稱為標(biāo)準(zhǔn)安裝，標(biāo)準(zhǔn)安裝時的中心距稱為標(biāo)準(zhǔn)中心距，以a表示。標(biāo)準(zhǔn)安裝時，對于外嚙合傳動：a=r1+r2=r1+r2=（z1+z2）,漸開線齒輪的切齒原理與根切現(xiàn)象1.漸開線齒輪的切齒原理（1）仿形法這種方法的特點是所采用的成形刀具，在其軸向剖面內(nèi)，刀刃的形狀和被切齒輪齒槽的形狀相同。常用的,有盤狀銑刀和指狀銑刀。,（2）展成法展成法是目前齒輪加工中最常用均一種方法。用展成法加工齒輪，常用的刀具有：齒輪形加工刀具；齒條型加工刀具，共兩大類。,齒輪插刀加工齒輪,2.根切現(xiàn)象與不發(fā)生根切的最少齒數(shù)zmin（1）根切現(xiàn)象輪齒根部的漸開線齒廓被刀具切去一部分，這種現(xiàn)象稱為切齒干涉，又稱根切，如圖所示。,（2）最少齒數(shù)zmin不根切條件：z,zmin為標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)。對于正常齒zmin=17，允許少量根切時zmin=14；對于短齒zmin=14。由上述可知，標(biāo)準(zhǔn)齒輪避免根切的措施是使齒輪齒數(shù)大于或等于最少齒數(shù)。,3.變位及變位齒輪對于齒數(shù)少于zmin的齒輪，為了避免切齒干涉，可以采用將刀具移離齒坯，使刀具頂線低于極限嚙合點N1的辦法采切齒。這種通過改變刀具與齒坯相對位置的切齒方法稱為變位。變位除了可防止齒輪根切外，還可以湊齒輪的中心距、改善齒輪的強度及實現(xiàn)齒輪的修復(fù)等。齒輪變位后，其主要參數(shù)沒有變（z、m、a），只是某些幾何尺寸改變了。變位齒輪的設(shè)計計算請參考有關(guān)設(shè)計手冊。,齒輪傳動的失效形式齒輪在傳動過程中，常見失效形式有輪齒折斷、齒面點蝕、齒面磨損、齒面膠合及塑性變形等五種形式。（1）輪齒折斷（2）齒面點蝕,輪齒折斷,齒面點蝕,齒面膠合,齒面磨損,塑性變形,（3）磨損（4）膠合（5）齒面塑性變形,齒輪材料選擇對齒輪材料性能總的要求為齒面硬、齒心韌，同時應(yīng)具有良好的加工和熱處理的工藝性。齒輪一般應(yīng)選用具有良好力學(xué)性能的中碳結(jié)構(gòu)鋼和中碳合金結(jié)構(gòu)鋼；承受較大沖擊載荷的齒輪，可選用合金滲碳鋼；一些低速或中速低應(yīng)力、低沖擊載荷條件下工作的齒輪，可選用鑄鋼、灰鑄鐵或球墨鑄鐵；一些受力不大或在無潤滑條件下工作的齒輪，可選用有色金屬和非金屬材料。,齒輪傳動精度等級的選擇,齒輪常用精度等級及應(yīng)用范圍,直齒圓柱齒輪受力分析與強度計算1.直齒圓柱齒輪的受力分析(1)受力分析,直齒圓柱齒輪的受力分析,（a）,（b）,（c）,一般主動輪1傳遞的功率P1（kW）及轉(zhuǎn)速n1（rmin）通常是已知的，為此，主動輪上的轉(zhuǎn)矩T1（Nmm）可由下式求得：T1=9.55106（Nmm）,Ft、Fr和Fn分別為Ft1=-Ft2（N）Frl=Ftltana=Fr2Fnl=-Fn2,(2)計算載荷Ft、Fr、Fn均是作用在輪齒上的名義載荷。在實際傳動中受到很多因素的影響，如原動機和工作機的工作特性；軸與聯(lián)軸器系統(tǒng)在運動中所產(chǎn)生的附加動載荷；齒輪受載后，由于軸的彎曲變形，使作用在齒面上的載荷沿接觸線分布不均等。所以進行齒輪的強度計算時，應(yīng)按計算載荷進行。計算載荷按下式確定：Fnc=KFn式中，K為載荷系數(shù),載荷系數(shù)K,2.直齒圓柱齒輪的強度計算(1)齒面接觸疲勞強度計算強度校核公式為：H=671H設(shè)計公式為d1對于鋼對灰鑄鐵或灰鑄鐵對灰鑄鐵的傳動，要將式中的系數(shù)671分別乘以0.85或0.76。,2.直齒圓柱齒輪的強度計算(1)齒面接觸疲勞強度計算強度校核公式為：H=671H設(shè)計公式為d1對于鋼對灰鑄鐵或灰鑄鐵對灰鑄鐵的傳動，要將式中的系數(shù)671分別乘以0.85或0.76。,(2)齒輪彎曲疲勞強度計算齒根彎曲疲勞強度計算公式為：bb1=YFSbb1bb2=bb1bb2設(shè)計公式為m,輪齒彎曲應(yīng)力分析,齒形系數(shù)YFS,3.漸開線直齒圓柱齒輪傳動的參數(shù)選擇（1）齒數(shù)z一般取z1=2040。但應(yīng)z117。（2）模數(shù)m對于傳遞動力的齒輪，應(yīng)保證m2，mm并按標(biāo)準(zhǔn)圓整。（3）齒寬系數(shù)d選取d。b=dd1算得的齒寬加以圓整作為b2，為防止兩輪因裝配后軸向錯位減少嚙合寬度，小齒輪齒寬應(yīng)在b2的基礎(chǔ)上增大，即b1=b2+(510)mm。（4）齒數(shù)比uu值不宜過大，通常u7時可采用多級傳動。,應(yīng)用舉例例17.1某帶式輸送機單級圓柱齒輪減速器圓柱齒輪傳動。已知i=4.6，n1=1440r/min，傳遞功率P=5kW，單班制工作，單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)。試設(shè)計該齒輪傳動。解：(1)選擇材料及熱處理該傳動是閉式齒輪傳動，屬于轉(zhuǎn)速不高、載荷不大，要求一般的小型傳動，為了簡化制造，降低成本，可采用軟齒面鋼制齒輪，查表，選擇小齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為260HBS；大齒輪材料也為45鋼，正火處理，硬度為215HBS。,(2)選擇精度等級運輸機為一般機械，速度不高，故選擇8級精度。(3)按齒面接觸疲勞強度設(shè)計軟齒面閉式傳動主要的失效形式為齒面點蝕。根據(jù)齒面接觸疲勞強度公式確定尺寸：d1式中K載荷系數(shù)，按表選K=1.2；T轉(zhuǎn)矩，按前公式得T=33159.7Nmm；H許用接觸應(yīng)力，查表H1=610MPa，H2=500MPa；d齒寬系數(shù)，由前表取d=1.1；u齒數(shù)比，u=i=4.6。,代入后計算小齒輪分度圓直徑d1d1=42.96mm(4)計算圓周速度vv=3.24m/s因v6m/s，取8級精度合適。(5)確定主要參數(shù)，計算主要幾何尺寸1)齒數(shù)。取z1=22，則z2=z1u=224.6=1012)模數(shù)。m=1.953mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，m=2mm。實際傳動比i=4.59，i=0.2，傳動比誤差小于允許范圍5。,3)分度圓直徑。d1=mz1=222=44mm；d2=mz2=2101=202mm。4)中心距。a=(z1+z2)=(22+101)=123mm。5)齒寬。b=dd1=1.144=48mm，取b2=48mm，b1=b2+5=53mm。(5)校核彎曲疲勞強度1)齒形系數(shù)YFS。YFS由前表查得，YFS1=4.30，YFS2=3.9602)彎曲疲勞許用應(yīng)力bb。查表，得bb1=301MPa，bb2=280MPa。,3)校核計算：bb1=YFS1=4.30=80.35Mpabb2=bb1=80.35=73.99Mpa計算應(yīng)力小于許用應(yīng)力，所以齒輪彎曲強度足夠。(6)結(jié)構(gòu)設(shè)計與工作圖略：,其它齒輪傳動簡介斜齒圓柱齒輪傳動簡介1.斜齒圓柱齒輪傳動特點傳動平穩(wěn)，承載能力高。,直齒輪的齒面形成與接觸線,斜齒輪的齒面形成與接觸線,一對斜齒輪輪齒的螺旋角一般控制在=820，常用=815之間，角太大，工作中軸向力過大，使軸承容易損壞；角太小不能發(fā)揮斜齒輪的優(yōu)點。,2.標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動的幾何尺寸,3.斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件和重合度（1）正確嚙合條件一對標(biāo)準(zhǔn)的斜齒圓柱齒輪正確嚙合條件是：mn1=mn2=man1=an2=201=-2（2）重合度=t+式中t端面重合度；軸端面重合度。其中，=tan,正確嚙合,斜齒圓柱齒輪的重合度,4.斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù),斜齒齒輪的當(dāng)量齒輪,法向截面nn截斜齒輪的分度圓柱為一橢圓，橢圓C點處齒槽兩側(cè)漸開線齒形與標(biāo)準(zhǔn)刀具外廓形狀相同。當(dāng)量齒輪是一個假想的直齒圓柱齒輪，其端面齒形與斜齒輪法面齒形相當(dāng)。當(dāng)量齒輪的齒數(shù)為:zv=,標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)為：zmin=zvcos3,5.斜齒與直齒圓柱齒輪傳動的比較（1）重合度大，嚙合性能好。(2)承載能力高(3)不發(fā)生根切的最少齒數(shù)比直齒輪的少。(4)對制造誤差的敏感性小。(5)可以湊配中心距。,6.螺旋圓柱齒輪傳動特點螺旋圓柱齒輪（螺旋=45的斜齒圓柱齒輪）傳動是用來傳遞空間兩交叉軸間的運動和轉(zhuǎn)矩。,發(fā)動機中的螺旋齒輪,螺旋圓柱齒輪傳動的特點是：兩個齒輪的發(fā)生面相交，齒廓間為點接觸。受載后，齒廓接觸部分便形成一小塊面積接觸，由于接觸面小，接觸應(yīng)力大，易于磨損，所以不能傳遞大功率；螺旋圓柱齒輪齒廓間沿高度方向有相對滑動，在齒廓公切線方向也有相對滑動，所以齒廓磨損更快，傳動效率低；中心距稍有改變，對傳動質(zhì)量影響很大，引起振動和噪聲；改變兩輪的螺旋角的大小和方向，會使從動輪轉(zhuǎn)向改變；傳動比與齒輪分度圓和螺旋有關(guān)；傳動中軸向力大。,圓錐齒輪傳動特點簡介圓錐齒輪是用來傳遞兩軸相交的旋轉(zhuǎn)運動，在汽車的驅(qū)動橋中常用圓錐齒輪將動力旋轉(zhuǎn)平面改變90，使其與驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動方向一致。1.直齒圓錐齒輪傳動,正確嚙合條件是兩齒輪大端的模數(shù)和壓力角分別相等，即：m1=m2a1=a2,背錐展開為一個不完整的齒輪，若將它補足為一個完整的齒輪，就成了圓錐齒輪的“當(dāng)量圓柱齒輪”。它的齒形就是該直齒圓錐齒輪的齒形。當(dāng)量齒輪的齒數(shù)zv為:zv=,2.螺旋圓錐齒輪傳動特點,重疊系數(shù)大，傳動平穩(wěn)，承載能力高的缺點，現(xiàn)代汽車的主減速器廣泛采用螺旋圓錐齒輪傳動。,3.螺旋圓錐齒輪的旋向分為左螺旋和右螺旋圓錐齒輪，從錐頂向齒輪看時，輪齒由小端,到大端逆時針方向傾斜為左螺紋；反之為右螺紋。一對相嚙合的圓弧齒圓錐齒輪，它們的螺旋角大小應(yīng)相等，旋向應(yīng)相反。,雙曲面齒輪傳動的特點1.雙曲面齒輪的特征雙曲面齒輪是在交叉的兩軸上相嚙合的圓錐狀的齒輪。,2.雙曲面小齒輪的偏移距在雙曲面齒輪傳動中，小齒輪偏移距E是一項重要參數(shù)。,3.雙曲面小齒輪的偏置方向雙曲面齒輪傳動的小齒輪偏置方向有上偏置和下偏置兩種。,齒輪齒條傳動的特點1.雙曲面齒輪的特征齒輪齒條嚙合傳動時，把齒條的直線往復(fù)運動變?yōu)辇X輪的回轉(zhuǎn)運動或?qū)X輪的回轉(zhuǎn)運動變?yōu)辇X條的直線往復(fù)運動，齒條上各點速度大小和方向都是一致的。齒廓上各點的壓力角相等，如果是標(biāo)準(zhǔn)齒條，壓力角a=20，齒條上各齒同側(cè)齒廓線是平行且齒距相等。其大小為：p=m,蝸桿傳動1蝸桿傳動概述（1）蝸桿傳動的特點和及應(yīng)用,用于傳遞空間兩交錯軸之間的回轉(zhuǎn)運動和動力，通常兩軸交錯角為90，一般蝸桿是主動件。蝸桿傳動工作平穩(wěn)，噪聲低，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大（單級傳動比8,80，在分度機構(gòu)中可達(dá)到1000）；但傳動效率低，一般效率為=0.70.9，自鎖時其效率低于50（=0.45左右），易磨損、發(fā)熱，制造成本高，軸向力較大。常用于傳動比較大，結(jié)構(gòu)要求緊湊，傳動功率不大的場合。,2.蝸桿傳動的主要參數(shù)（1）模數(shù)m和壓力角（2）蝸桿分度圓直徑d1：d1=mq（3）蝸輪分度圓d2和中心距a：a=（d1+d2）=m（q+d2）（4）蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2蝸桿傳動的傳動比為i=,蝸桿傳動z1、z2推薦值,蝸桿傳動標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和直徑（部分）（摘自GB/T100851988）,（5）螺旋角與導(dǎo)程角蝸輪的輪齒與斜齒輪相似，把齒的旋向與軸線間的夾角稱為螺旋角，用表示。并規(guī)定當(dāng)軸交錯角=90時，蝸桿分度圓柱面上的導(dǎo)程角等于蝸輪分度圓柱面上的螺旋角，兩者的旋向相同，大小相等，即=2（6）蝸桿傳動的正確嚙合條件為了正確嚙合，在中間平面內(nèi)蝸桿蝸輪的模數(shù)、壓力角應(yīng)分別相等，即蝸桿蝸輪正確嚙合條件表示為mt2=ma1=mat2=aa1=a2=,3.蝸