第九章斜齒輪傳動

第九章斜齒輪傳動第1頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月(2).斜齒圓柱齒輪齒廓曲面:發(fā)生面沿基圓柱作純滾動時，其上與母線成一傾斜角βb的斜直線KK在空間所走過的軌跡為漸開線螺旋面，該螺旋面即為斜齒圓柱齒輪齒廓曲面βb稱為基圓柱上的螺旋角。第2頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月2.嚙合特點(1).直齒圓柱齒輪嚙合時:齒面的接觸線均平行于齒輪軸線。因此輪齒是沿整個齒寬同時進入嚙合、同時脫離嚙合的，載荷沿齒寬突然加上及卸下。因此直齒輪傳動的平穩(wěn)性較差，容易產(chǎn)生沖擊和噪聲，不適合用于高速和重載的傳動中。

(2).斜齒圓柱齒輪嚙合時:斜齒輪的齒廓是逐漸進入嚙合、逐漸脫離嚙合的。如圖所示，斜齒輪齒廓接觸線的長度由零逐漸增加，又逐漸縮短，直至脫離接觸，載荷也不是突然加上或卸下的，因此斜齒輪傳動工作較平穩(wěn)。第3頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二、斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸計算1.螺旋角意義：表示輪齒的傾斜程度大小：各圓柱的螺旋角不同，一般提到的是分度圓柱上的螺旋角β旋向：左旋，右旋（沿軸向輪齒向哪側(cè)上升）

β越大，重合度越大，但嚙合時產(chǎn)生軸向力也越大

斜齒輪的輪齒為螺旋形，在垂直于齒輪軸線的端面（下標以t表示）和垂直于齒廓螺旋面的法面（下標以n表示）上有不同的參數(shù)（端面參數(shù)和法面參數(shù)）。斜齒輪的端面是標準的漸開線，但從斜齒輪的加工和受力角度看，斜齒輪的法面參數(shù)應為標準值。

第4頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖所示為斜齒輪分度圓柱面展開圖，螺旋線展開成一直線，該直線與軸線的夾角β稱為斜齒輪在分度圓柱上的螺旋角，簡稱斜齒輪的螺旋角。

tanβ=πd/ps

對于基圓柱同理可得其螺旋角βb為:

所以有：

第5頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月——端面重合度——縱向重合度斜齒輪的重合度

β

但嚙合時軸向力所以β=8°-20°第6頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月第7頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月2.模數(shù)第8頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月3.壓力角4.齒頂高系數(shù)與頂隙系數(shù)

第9頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月5、斜齒輪的幾何尺寸計算

1、斜齒輪端面參數(shù)帶入直齒輪的計算公式2、斜齒輪傳動可通過在一定范圍內(nèi)調(diào)整螺旋角的大小來湊配中心距第10頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月三、斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件

（斜齒輪在端面內(nèi)的嚙合相當于直齒輪的嚙合）一對外嚙合斜齒輪傳動的正確嚙合條件為：1）兩斜齒輪的法面模數(shù)相等；2）兩斜齒輪的法面壓力角相等；3）兩斜齒輪的螺旋角大小相等，方向相反。第11頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月四、斜齒輪的當量齒數(shù)斜齒輪的法面齒形刀具刃形直齒輪齒形當量齒輪當量齒輪：與斜齒輪法面齒形相當?shù)闹饼X輪當量齒數(shù)：當量齒輪的齒數(shù)ZV/Cos3β。用途：a.選擇刀具刀號b.確定斜齒輪不發(fā)生根切的Zmin=ZVmin*Cos3

β=17Cos3

βC.進行彎曲疲勞強度計算用ZV來選擇齒形系數(shù)第12頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月§9—9蝸桿傳動

蝸桿傳動是一種在空間交錯軸間傳遞運動的機構(gòu)(交錯角一般為90)。由主動件蝸桿和從動件蝸輪組成。

蝸桿的形狀象個圓柱形螺紋的螺桿。蝸桿的旋向：右旋蝸桿和左旋蝸桿（一般為右旋）蝸桿的頭數(shù)：單頭蝸桿(蝸桿上只有一條螺旋線，即蝸桿轉(zhuǎn)一周，蝸輪轉(zhuǎn)過一齒)；雙頭蝸桿(蝸桿上有兩條螺旋線，即蝸桿轉(zhuǎn)一周，蝸輪轉(zhuǎn)過兩個齒)。依此類推，設蝸桿頭數(shù)為（一般z1），蝸輪齒數(shù)為z2、則傳動比i為：蝸輪形狀象斜齒輪，只是它的輪齒沿齒長方向又彎曲成圓弧形，以便與蝸桿更好地嚙合。

第13頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月一、蝸桿傳動的特點第14頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月阿基米德蝸桿（ZA）漸開線蝸桿(ZI)法向直廓蝸桿(ZN)錐面包絡蝸桿(ZK)二、蝸桿傳動的類型其齒面一般是在車床上用直線刀刃的車刀切制而成，車刀安裝位置不同，加工出的蝸桿齒面的齒廓形狀不同。圓柱蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動錐蝸桿傳動普通圓柱蝸桿傳動圓弧圓柱蝸桿傳動其蝸桿的螺旋面是用刃邊為凸圓弧形的車刀切制而成的。其蝸桿體在軸向的外形是以凹弧面為母線所形成的旋轉(zhuǎn)曲面，這種蝸桿同時嚙合齒數(shù)多，傳動平穩(wěn)；齒面利于潤滑油膜形成，傳動效率較高；同時嚙合齒數(shù)多，重合度大；傳動比范圍大(10—360)；承載能力和效率較高；可節(jié)約有色金屬。

2.按輪齒旋向：左旋，右旋3.按工作條件:閉式,開式,半開半閉

1.按蝸桿形狀:第15頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月

圓弧圓柱蝸桿的軸向齒廓為凹圓弧形，相配蝸輪的齒廓為凸圓弧形。在中間平面內(nèi)，蝸桿與蝸輪間形成凹凸齒廓嚙合。圓弧圓柱蝸桿傳動具有效率高（達90以上），承載能力大（約為普通圓柱蝸桿傳動的1.5—

2.5倍），傳動比范圍大，體積小等優(yōu)點，適用于高速重載傳動，有逐漸取代普通圓柱蝸桿傳動的趨勢。第17頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月圓柱面蝸桿傳動

第18頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)面蝸桿傳動第19頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月錐蝸桿傳動第20頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月三、蝸桿傳動主要參數(shù)1.模數(shù)和壓力角

中間平面:通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面為中間平面(蝸桿軸面,蝸輪端面)。

蝸桿傳動的設計計算都是以中間平面內(nèi)的參數(shù)和幾何關(guān)系為標準。在中間平面上，蝸輪與蝸桿的嚙合相當于漸開線齒輪與齒條的嚙合。

正確嚙合條件ma1=mt2=mαa1=αt2=200γ=β第21頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月2、導程角

在m和d1為標準值時，z1↑→γ↑,γ越大傳動效率越高，傳遞動力時要求效率高，γ=15°-30°且應采用多頭蝸桿。γ越小傳動效率越低,要求反行程自鎖時γ<=3°30'3、傳動比i,蝸桿的頭數(shù)z1,,蝸輪齒數(shù)z2

較少的蝸桿頭數(shù)（如：單頭蝸桿）可以實現(xiàn)較大的傳動比，但傳動效率較低；蝸桿頭數(shù)越多，傳動效率越高，但蝸桿頭數(shù)過多時不易加工。通常蝸桿頭數(shù)取為1、2、4、6。(蝸桿頭數(shù)與傳動效率關(guān)系)第22頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月4、蝸桿的分度圓直徑d1和直徑系數(shù)q

由于蝸輪是用與蝸桿尺寸相同的蝸輪滾刀配對加工而成的，蝸桿的尺寸參數(shù)與加工蝸輪的蝸輪滾刀尺寸參數(shù)相同，為了限制滾刀的數(shù)目及便于滾刀的標準化，國家標準對每一標準模數(shù)規(guī)定了一定數(shù)目的標準蝸桿分度圓直徑d1。直徑d1與模數(shù)m的比值(q=d1／m)稱為蝸桿的直徑系數(shù)。q=d1/mq稱為蝸桿的直徑系數(shù)，d1=mq

q值越小，即蝸桿直徑d1

越小，則升高γ越大，傳動效率越高，但直徑d1

變小會導致蝸桿的剛度和強度削弱，設計時應綜合考慮。

第23頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月

蝸輪齒數(shù)主要取決于傳動比，即z2=iz1。z2不宜太小（如z2>28)，否則將使傳動平穩(wěn)性變差。z2也不宜太大，否則在模數(shù)一定時，蝸輪直徑將增大，從而使相嚙合的蝸桿支承間距加大，降低蝸桿的彎曲剛度。

（Z1與Z2的薦用值表）a=0.5(d1+d2)=0.5m(q+z2)

5.中心距第24頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月d1=mq

d2=mZ2ha1=ha2=ha*m=mhf1=hf2=(ha*+c*)m=1.25mda1=d1+2ha1=(q+2)mda2=d2+2ha2=(z2+2)mdf1=d1-2hf1=(q-2.4)mdf2=d2-2hf2=(z2-2.4)ma=0.5(d1+d2)=0.5m(q+z2)四、蝸桿傳動的幾何尺寸第25頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月1.特點：

圓錐齒輪機構(gòu)是用來傳遞空間兩相交軸之間運動和動力的一種齒輪機構(gòu)，其輪齒分布在截圓錐體上，齒形從大端到小端逐漸變小。圓柱齒輪中的有關(guān)圓柱均變成了圓錐。為計算和測量方便，通常取大端參數(shù)為標準值。

§9—10直齒圓錐齒輪傳動一.直齒圓錐齒輪傳動的特點及其齒廓曲面的名稱一對圓錐齒輪兩軸線間的夾角Σ稱為軸角。其值可根據(jù)傳動需要任意選取，在一般機械中，多取Σ＝90°。第26頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月2.應用圓錐齒輪直齒圓錐齒輪：斜齒圓錐齒輪：曲齒圓錐齒輪：由于設計、制造、安裝方便，應用最廣介于兩者之間，傳動較平穩(wěn)，設計較簡單傳動平穩(wěn)、承載能力強，用于高速，重載傳動

直齒圓錐齒輪傳動

曲齒圓錐齒輪傳動第27頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月3、直齒圓錐齒輪齒廓的形成

如圖，一個圓平面S與一個基圓錐切于直線OC，圓平面半徑與基圓錐錐距R相等，且圓心與錐頂重合。當圓平面繞圓錐作純滾動時，該平面上任一點B將在空間展出一條漸開線AB。漸開線必在以O為中心、錐距R為半徑的球面上，成為球面漸開線。鏈接30第28頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月第29頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月4、背錐和當量齒輪

兩背錐展成平面后得到兩個扇形齒輪，將兩扇形齒輪的輪齒補足，使其成為完整的圓柱齒輪，那么它們的齒數(shù)將增大ZV1和ZV2。這兩個假想的直齒圓柱齒輪叫當量齒輪，其齒數(shù)為錐齒輪的當量齒數(shù)。

第30頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月注意：1.當量齒數(shù)總大于錐齒輪的實際齒數(shù)。當量齒數(shù)不一定是整數(shù)。2.當量齒輪應用:(1)一般精度的錐齒輪常采用仿形法加工，銑刀的號碼應按當量齒數(shù)來選擇；(2)在齒根抗彎強度計算時，要按當量齒數(shù)來查取齒形因數(shù)；(3)標準直齒錐齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)Zmin可通過當量齒數(shù)來計算，第31頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月錐齒輪的傳動比：2、幾何尺寸計算

等頂隙收縮齒的頂隙從大端到小端保持不變在這種傳動中，兩輪的分度圓錐和齒根圓錐的錐頂重合于一點，但兩輪的齒頂圓錐的母線各自平行于與之嚙合的圓錐齒輪的齒根圓錐的母線，所以其錐頂不再重合于一點。第32頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二、錐齒輪傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸計算1、基本參數(shù)和正確嚙合條件

直齒圓錐齒輪傳動的基本參數(shù)及幾何尺寸是以輪齒大端為標準的。規(guī)定錐齒輪大端模數(shù)，與壓力角

為標準值。正確嚙合條件：圓錐齒輪大端的模數(shù)和壓力角分別相等，且錐距相等，錐頂