齒輪傳動(dòng)經(jīng)典

第十一章齒輪傳動(dòng)

汽車機(jī)械基礎(chǔ)編輯課件第十一章齒輪傳動(dòng)1)了解齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、分類與應(yīng)用；齒輪傳動(dòng)根本知識。2)熟悉掌握漸開線直齒圓柱齒輪齒輪各局部名稱、根本參數(shù)及各局部幾何尺寸計(jì)算。3)掌握漸開線斜齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)與應(yīng)用、根本參數(shù)及各局部幾何尺寸計(jì)算；4)了解標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)與應(yīng)用、根本參數(shù)及各局部幾何尺寸計(jì)算；5)了解蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)與應(yīng)用、根本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算；6)了解齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)方法及參數(shù)選擇。本章的教學(xué)目標(biāo)：編輯課件目錄

第一節(jié)齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)與類型第二節(jié)漸開線直齒圓柱齒輪第三節(jié)漸開線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)第四節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)第五節(jié)錐齒輪傳動(dòng)第六節(jié)蝸桿傳動(dòng)第七節(jié)圓弧齒輪傳動(dòng)第八節(jié)齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與齒輪傳動(dòng)潤滑編輯課件齒輪傳動(dòng)編輯課件第一節(jié)齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)與類型一.特點(diǎn)：傳動(dòng)動(dòng)力大，效率高壽命長，工作平穩(wěn)，可靠性高能保證恒定的傳動(dòng)比，能傳遞任意夾角兩軸間的運(yùn)動(dòng)制造、安裝精度要求較高，因而本錢也較高不宜作軸間距離過大的傳動(dòng)編輯課件二.齒輪傳動(dòng)的類型編輯課件二.齒輪傳動(dòng)的類型齒輪傳動(dòng)平面齒輪傳動(dòng)空間齒輪傳動(dòng)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)傳遞相交運(yùn)動(dòng)傳遞交錯(cuò)軸運(yùn)動(dòng)內(nèi)嚙合外嚙合齒輪齒條內(nèi)嚙合外嚙合齒輪齒條直齒斜齒交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)蝸桿渦輪準(zhǔn)雙曲面齒輪曲線齒人字齒齒輪運(yùn)動(dòng)編輯課件一.齒廓嚙合根本定律：(傳動(dòng)比：ｉ12=常數(shù))1.齒廓嚙合根本定律要使傳動(dòng)比：ｉ12=常數(shù)，那么其齒廓的形狀必須是：不管兩齒廓在哪一點(diǎn)嚙合，過嚙合點(diǎn)所作的齒廓公法線都與連心線交與一定點(diǎn)P——〔輪齒齒廓正確嚙合的條件〕節(jié)點(diǎn):定點(diǎn)P節(jié)圓:O1P、O２P為半徑的圓?！车诙?jié)漸開線直齒圓柱齒輪動(dòng)畫ｉ12=ω1/ω2==O2N2/O1N1=O2C/O1C

編輯課件齒廓曲線：工業(yè)上通常采用漸開線、擺線、變態(tài)擺線2、共軛齒廓，共軛曲線凡滿足齒廓嚙合根本定律的一對齒輪的齒廓稱共軛齒廓，共軛齒廓的齒廓曲線稱為共軛曲線3、齒廓曲線的選擇1)滿足定傳動(dòng)比的要求；2)考慮設(shè)計(jì)、制造等方面。一.齒廓嚙合根本定律：編輯課件二、漸開線齒廓的形成及其嚙合特性1.漸開線的形成觀看漸開線生成如圖，當(dāng)一直線n-n沿一個(gè)半徑為rb的圓的圓周作純滾動(dòng)時(shí)，該直線上任一點(diǎn)K的軌跡AK稱為該圓的漸開線。這個(gè)圓稱為基圓，該直線稱為漸開線的發(fā)生線。漸開線上任一點(diǎn)K的向徑與起始點(diǎn)A的向徑的夾角<AOK〔<AOK＝θk〕稱為漸開線(AK段)的展角。編輯課件〔5〕基圓內(nèi)無漸開線〔1〕〔2〕BK為漸開線在K點(diǎn)的法線，B為曲率中心，BK為曲率半徑，漸開線上任一點(diǎn)的法線與基圓相切?！?〕漸開線離基圓愈遠(yuǎn)，曲半半徑愈大，漸開線愈平直〔4〕漸開線的形狀決定于基圓的大小。θK相同時(shí)，rb越大，曲半半徑越大rb→∞，漸開線→⊥N3K的直線BC=BK(6)cosak=Rb/Rkn2.漸開線的性質(zhì)編輯課件2.漸開線的性質(zhì)編輯課件3.漸開線齒廓的嚙合特點(diǎn)1).四線合一:滿足齒廓嚙合根本定律.2).中心距可分性:3).嚙合角不變兩輪中心距稍微有變化，也不會(huì)改變其瞬時(shí)傳動(dòng)比.

齒廓嚙合線、壓力作用線方向不變.編輯課件二.標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪各局部名稱及根本尺寸1.齒輪各局部的名稱和符號編輯課件漸開線齒輪3.漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的根本參數(shù)和幾何尺寸編輯課件外齒輪各局部名稱及符號：齒輪圓周上輪齒的數(shù)目稱為齒數(shù),用z表示。編輯課件外齒輪根本參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算：模數(shù)mZp=d則d=pz=mz模數(shù)單位為mm，標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)見表。它是確定齒輪尺寸的重要參數(shù)。壓力角:漸開線齒廓在分度圓處的壓力角。用表示。Cosk=r

b/r

kCos=rb/r我國規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20編輯課件２.根本參數(shù)及幾何尺寸運(yùn)算根本參數(shù)我國規(guī)定任意圓齒厚基圓齒厚公法線長度編輯課件三、標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的幾何尺寸標(biāo)準(zhǔn)齒輪：標(biāo)準(zhǔn)齒輪是指m、α、ha*、c*均取標(biāo)準(zhǔn)值，具有標(biāo)準(zhǔn)的齒頂高和齒根高，且分度圓齒厚等于齒槽寬的齒輪。一個(gè)齒輪：

d=mz

da=d+2ha=(z+2ha*)mdf=d-2hf=(z-2ha*-2c*)mdb=dcosαha=ha*mhf=(ha*+c*)mh=ha+hf=(2ha*+c*)mP=πm編輯課件1.一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪中心距：一對標(biāo)準(zhǔn)安裝的標(biāo)準(zhǔn)直齒輪，其分度圓上的齒厚等于齒槽寬，即S1=e1=s2=e2=πm/2三、標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的幾何尺寸徑向方向上留有間隙c

編輯課件2.非標(biāo)安裝時(shí)，中心距

編輯課件3、傳動(dòng)比

常數(shù)

編輯課件4.齒輪齒條嚙合齒輪齒條嚙合時(shí)，相當(dāng)于齒輪的分度圓與齒條的節(jié)圓作純滾動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，齒條的節(jié)線與齒輪的分度圓相切。此時(shí)，當(dāng)齒條圓離或靠近齒輪時(shí)，嚙合線位置不變，嚙合角不變，節(jié)點(diǎn)位置不變，齒輪與齒條嚙合時(shí)齒輪的分度圓永遠(yuǎn)與節(jié)圓重合，嚙合角等于壓力角。但只有標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，齒條的分度線才與節(jié)線重合。編輯課件第三節(jié)漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)一.正確嚙合條件即嚙合條件為：兩輪的模數(shù)和壓力角必須分別相等。兩齒輪的正確嚙合條件為

動(dòng)畫圖11-9一對漸開線齒輪的傳動(dòng)過程編輯課件二.漸開線齒輪傳動(dòng)的條件齒輪傳動(dòng)是依靠兩輪的輪齒依次嚙合而實(shí)現(xiàn)的。要求重合度大于等于１第三節(jié)漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)編輯課件3.漸開線齒輪的加工方法

仿形法是在普通銑床上用軸向剖面形狀與被切齒輪齒槽形狀完全相同的銑刀切制齒輪的方法。銑完一個(gè)齒槽后，分度頭將齒坯轉(zhuǎn)過360°/z，再銑下一個(gè)齒槽，直到銑出所有的齒槽。1)仿型法仿形法加工方便易行，但精度難以保證。在生產(chǎn)中通常用同一號銑刀切制同模數(shù)、不同齒數(shù)的齒輪，故仿形法通常是近似的。

刀號12345678加工齒數(shù)范圍12~1314~1617~2021~2526~3435~5455~134135以上圓盤銑刀加工齒數(shù)的范圍仿型法加工動(dòng)畫演示編輯課件2.漸開線齒輪的加工方法用盤銑刀切齒用指狀銑刀切齒編輯課件2)展成法原理

利用一對齒輪無側(cè)隙嚙合時(shí)兩輪的齒廓互為包絡(luò)線的原理加工齒輪常用的刀具齒輪插刀齒條插刀齒輪滾刀展成法加工的根本要求

用展成法加工齒輪時(shí)，只要刀具與被加工齒輪的模數(shù)和壓力角相同，不管被加工齒輪的齒數(shù)是多少，都可以用同一把刀具來加工。2.漸開線齒輪的加工方法編輯課件3)根切現(xiàn)象用展成法加工齒輪時(shí)，假設(shè)刀具的齒頂線〔或齒頂圓〕超過理論嚙合線極限點(diǎn)N1時(shí)，被加工齒輪齒根附近的漸開線齒廓將被切去一局部，這種現(xiàn)象稱為根切。輪齒的根切大大削弱了輪齒的彎曲強(qiáng)度，降低齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性和重合度，因此應(yīng)力求防止2.漸開線齒輪的加工方法編輯課件標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的最少齒數(shù)要使被切齒輪不產(chǎn)生根切，刀具的齒項(xiàng)線不得超過N點(diǎn)，即

由圖中可看出

帶入上式得

整理后得

即當(dāng)時(shí)編輯課件三、變位齒輪的概念

1.變位齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪的局限性受根切限制，齒數(shù)不得少于17，使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)不夠緊湊；不適用于安裝中心距a'不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距a的場合。一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)時(shí)，小齒輪的齒根厚度小而嚙合次數(shù)又較多，故小齒輪的強(qiáng)度較低，齒根局部磨損也較嚴(yán)重，因此小齒輪容易損壞，同時(shí)也限制了大齒輪的承載能力。編輯課件變位齒輪的概念正變位齒輪的齒根部齒厚增大，可提高齒輪的強(qiáng)度和使用壽命。切削變位齒輪b)標(biāo)準(zhǔn)齒輪與變位齒輪齒形比較編輯課件〔一〕齒輪常見的失效形式1.輪齒折斷

：疲勞拆斷；突然過載拆斷；嚴(yán)重磨損及安裝制造誤差等造成輪齒折斷；問題：如何提高齒輪的抗折斷能力？四、直齒圓柱齒輪強(qiáng)度校核編輯課件2.齒面磨損：問題：如何提高齒輪的抗磨損能力？磨損是開式傳動(dòng)的主要失效形式。主要措施：采用閉式傳動(dòng)；提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；采用清潔的潤滑油。〔一〕齒輪常見的失效形式編輯課件3.齒面點(diǎn)蝕：

——輪齒工作面某一固定點(diǎn)受到近似脈動(dòng)的變應(yīng)力作用，由于疲勞而產(chǎn)生的麻點(diǎn)狀剝蝕損傷的現(xiàn)象。主要措施：提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；增大潤滑油粘度；采用合理變位。〔一〕齒輪常見的失效形式編輯課件4.齒面膠合：高速重載傳動(dòng)中，齒面間壓力大，瞬時(shí)溫度高，潤滑油膜被破壞，齒面間會(huì)發(fā)生粘接在一起的現(xiàn)象，在輪齒外表沿滑動(dòng)方向出現(xiàn)條狀傷痕，稱為膠合?！惨弧除X輪常見的失效形式編輯課件5.塑性變形：措施：提高齒面硬度；增大潤滑油粘度。重載且摩擦力很大時(shí)，齒面較軟的輪齒外表就會(huì)沿摩擦力方向產(chǎn)生塑性變形?！惨弧除X輪常見的失效形式編輯課件對一般工況下的齒輪傳動(dòng)，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么是：保證足夠的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，以免發(fā)生齒根折斷。保證足夠的齒面接觸疲勞強(qiáng)度，以免發(fā)生齒面點(diǎn)蝕。對高速重載齒輪傳動(dòng)，除以上兩設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么外，還應(yīng)按齒面抗膠合能力的準(zhǔn)那么進(jìn)行設(shè)計(jì)。由實(shí)踐得知：閉式軟齒面齒輪〔≤350HBS〕傳動(dòng)，以保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度為主。閉式硬齒面〔>350HBS〕或開式齒輪傳動(dòng)，以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為主。齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么編輯課件1.齒輪材料的根本要求

齒輪的齒體應(yīng)有較高的抗折斷能力，齒面應(yīng)有較強(qiáng)的抗點(diǎn)蝕、抗磨損和較高的抗膠合能力，即要求：齒面硬、芯部韌、加工工藝性能及熱處理性能良好。(二)齒輪的常用材料及許用應(yīng)力齒輪材料選用的根本原那么齒輪材料必須滿足工作條件的要求，如強(qiáng)度、壽命、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等；應(yīng)考慮齒輪尺寸大小，毛坯成型方法及熱處理和制造工藝；鋼制軟齒面齒輪，其配對兩輪齒面的硬度差應(yīng)保持在30~50HBS或更多。編輯課件鋼：許多鋼材經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砘蛲獗硖幚恚梢猿蔀槌Ｓ玫凝X輪材料；鑄鐵：常作為低速、輕載、不太重要場合的齒輪材料；

非金屬材料：適用于高速、輕載、且要求降低噪聲的場合。

常用材料2.齒輪常用材料及其熱處理

(二)齒輪的常用材料及許用應(yīng)力編輯課件編輯課件選擇齒輪材料的本卷須知：在確定大、小齒輪硬度時(shí)應(yīng)注意：

小齒輪的齒面硬度—大齒輪的齒面硬度=30~50HBS；原因：小齒輪受載荷次數(shù)比大齒輪多，且小齒輪齒根較?。疄槭箖升X輪的輪齒接近等強(qiáng)度，小齒輪的齒面要比大齒輪的齒面硬一些。編輯課件鍛鋼：強(qiáng)度高、韌性好、便于制造、便于熱處理等，大多數(shù)齒輪都用鍛鋼制造。齒輪的常用材料

軟齒面齒輪:齒面硬度≤350HBS，常用中碳鋼和中碳合金鋼，如45鋼．40Cr，35SiMn等材料，進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火處理。硬齒面齒輪

齒面硬度≥350HBS，常用的材料為中碳鋼或中碳合金鋼經(jīng)外表淬火處理。編輯課件鑄鋼

當(dāng)尺寸在400一600mm不便于鍛造時(shí)，用鑄造方法制成鑄鋼齒坯，再正火處理細(xì)化晶粒。鑄鐵

當(dāng)尺寸≥500mm、低速、輕載的齒輪可以制成鑄鐵齒坯、大齒圈或輪輻式齒輪。非金屬材料

高速輕載及精度不高的齒輪傳動(dòng)，為了降低噪聲，常用非金屬材料〔如夾布膠木、尼龍等〕做小齒輪，大齒輪仍用鋼或鑄鐵。齒輪的常用材料編輯課件編輯課件(三)直齒圓柱齒輪輪齒的受力分析圓周力：

d1—小齒輪分度圓直徑；

徑向力：

編輯課件(三)直齒圓柱齒輪輪齒的受力分析編輯課件受力方向：圓周力：主動(dòng)輪上與轉(zhuǎn)向相反，從動(dòng)輪上與轉(zhuǎn)向相同；徑向力：分別指向各自輪心。各力的關(guān)系：作用在主動(dòng)輪和從動(dòng)輪上的力大小相等，方向相反。即：

Ft1=-Ft2,Fn1=-Fn2,Fr1=-Fr2

齒輪傳動(dòng)一般加以潤滑，嚙合輪齒間的摩擦力很小，計(jì)算輪齒受力時(shí)，可不予考慮。

(三)直齒圓柱齒輪輪齒的受力分析編輯課件(四)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒根危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度校核公式：YFa為應(yīng)力校正系數(shù)；Ysa為齒形系數(shù)〔表11-5〕；K為載荷系數(shù)，表11-4；b為齒寬；m為模數(shù)；編輯課件齒根危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式：上式中：Z1小齒輪齒數(shù)；為齒寬系數(shù)；式中：(四)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算編輯課件

i——傳動(dòng)比，i=z2/z1>1；

T1——小齒輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩(N.mm)；

K——載荷系數(shù)，見表；

a——中心距(mm)；

ψa——齒寬系數(shù)；

[σH]——齒輪材料許用接觸應(yīng)力(MPa)齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式：(五)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算

編輯課件齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式：(五)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算

編輯課件一.齒面的形成及特點(diǎn)直齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成如下圖。直齒輪的齒廓曲面為漸開線曲面。1.斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成如下圖，當(dāng)平面沿基圓柱作純滾動(dòng)時(shí)，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。第四節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)編輯課件2.嚙合特點(diǎn)

斜齒圓柱齒輪嚙合時(shí)，斜齒輪的齒廓是逐漸進(jìn)入嚙合、逐漸脫離嚙合的。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，載荷不是突然加上或卸下的，因此工作較平穩(wěn)。斜齒輪傳動(dòng)的重合度要比直齒輪大，嚙合性能好。主要缺點(diǎn)是運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生軸向力〔可用人字齒克服〕。廣泛用于高速重載傳動(dòng)中一.齒面的形成及特點(diǎn)編輯課件編輯課件編輯課件3.平行軸斜齒軸傳動(dòng)的主要優(yōu)缺點(diǎn)1)優(yōu)點(diǎn)：

①重合度大，傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力高

②比直齒輪小，機(jī)構(gòu)更緊湊

③制造本錢與直齒輪相同廣泛應(yīng)用于高速、重載傳動(dòng)中2)缺點(diǎn)：

有軸向力

編輯課件二、斜齒輪的根本參數(shù)斜齒輪的切削加工：

①仿形法；②范成法：滾齒〔用仿形法加工斜齒輪時(shí)，銑刀是沿螺旋齒槽的方向進(jìn)刀的〕法面：垂直于分度圓柱面螺旋線的切線的平面進(jìn)刀方向⊥法面(參數(shù)用下角標(biāo)n表示,如Pn)斜齒輪的法面模數(shù)與刀具的模數(shù)一致，→法面上的模數(shù)和壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值。端面：⊥軸線的面(參數(shù)用下角標(biāo)t表示,如Pt)編輯課件編輯課件計(jì)算斜齒輪端面參數(shù)與尺寸：1.齒距：

在△DFE中2.模數(shù)：二、斜齒輪的根本參數(shù)編輯課件3.壓力角：∵BD=CE

二、斜齒輪的根本參數(shù)編輯課件4.齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)：

二、斜齒輪的根本參數(shù)編輯課件5.螺旋角β：一般機(jī)械β=10—25小轎車β=35—37

螺旋線的導(dǎo)程Pz:螺旋線繞同一周時(shí)它沿軸線方向前進(jìn)的距離〔上式說明，不同圓柱面的螺旋角不等〕二、斜齒輪的根本參數(shù)編輯課件5.正確嚙合條件

〔斜齒輪在端面內(nèi)的嚙合相當(dāng)于直齒輪的嚙合〕二、斜齒輪的根本參數(shù)編輯課件三、平行軸斜齒輪的幾何尺寸計(jì)算平行軸斜齒輪在端面內(nèi)的幾何尺寸關(guān)系與直齒輪相同。

1.尺寸計(jì)算

——改變螺旋角可湊中心距，無須變位。

<直齒輪最少齒數(shù)

編輯課件四、斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)當(dāng)量齒輪：以ρ為分度圓半徑，用斜齒輪的mn和αn分別為模數(shù)和壓力角作一虛擬的直齒輪，其齒形與斜齒輪的法面齒形最接近。這個(gè)齒輪稱斜齒輪的當(dāng)量齒輪，齒數(shù)ZV稱當(dāng)量齒數(shù)。

由解析幾何知

編輯課件〔一〕斜齒輪命名：左旋輪右旋輪(觀察者面對軸線)〔二〕受力分析：1.力的分類：法向力〔Fn〕圓周力〔Ft〕徑向力〔Fr〕軸向力〔Fx〕2.力大小計(jì)算：

右旋輪五、斜齒輪的受力分析編輯課件3.力方向的判別Ft:主反從同轉(zhuǎn)向Fr:指向輪心Fx(左右手定那么)主動(dòng)輪:左旋---左手右旋---右手左手定那么:伸出左手,四指指向齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,大拇指指向?yàn)檩S向力方向.右旋輪五、斜齒輪的受力分析編輯課件一、圓錐齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用1.特點(diǎn)圓錐齒輪機(jī)構(gòu)是用來傳遞空間兩相交軸之間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種齒輪機(jī)構(gòu).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(dòng)需要任意選取，在一般機(jī)械中，多取Σ＝90°。

2.應(yīng)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(shè)計(jì)、制造、安裝方便，應(yīng)用最廣介于兩者之間，傳動(dòng)較平穩(wěn)，設(shè)計(jì)較簡單傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)，用于高速，重載傳動(dòng)第五節(jié)錐齒輪傳動(dòng)編輯課件二、直齒圓錐齒輪齒廓的形成如圖，一個(gè)圓平面S與一個(gè)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(dāng)圓平面繞圓錐作純滾動(dòng)時(shí)，該平面上任一點(diǎn)B將在空間展出一條漸開線AB。漸開線必在以O(shè)為中心、錐距R為半徑的球面上，成為球面漸開線。編輯課件三、錐齒輪的傳動(dòng)比I12=w1/w2=d2/d1=z2/z1=tan四、直齒圓錐齒輪的根本參數(shù)和尺寸1.根本參數(shù)：規(guī)定以大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。2.正確嚙合條件m1=m2=ma1=a2=a=903.根本尺寸計(jì)算：表11-10 編輯課件五、直齒圓錐齒輪的嚙合傳動(dòng)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，錐頂重合連續(xù)傳動(dòng)的條件：重合度大于1，重合度可按當(dāng)量齒輪進(jìn)行計(jì)算傳動(dòng)比：編輯課件交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)：假設(shè)將一對斜齒輪安裝成其軸線既不平行也不相交，就成為交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)。兩輪軸線之間的夾角∑稱為軸角

1、軸角2、點(diǎn)接觸，承載能力低3、相對滑動(dòng)速度大，輪齒易磨損。第六節(jié)蝸桿傳動(dòng)

編輯課件蝸桿蝸輪的形成1、交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)→蝸桿蝸輪2、嚙合特點(diǎn)：

點(diǎn)接觸線接觸右旋蝸桿，

頭數(shù)是從端面上看蝸桿具有的齒數(shù)Z1第六節(jié)蝸桿傳動(dòng)

編輯課件蝸桿的中圓柱〔分度圓柱〕——過齒形中線處的圓柱在中圓柱上軸向齒厚與齒槽相等

蝸桿分度圓柱面上螺旋線的導(dǎo)程角：編輯課件1．蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)

一蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)、類型和應(yīng)用

與其它傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)是：傳動(dòng)比大，在動(dòng)力傳動(dòng)中一般=8～100，在分度機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)比可達(dá)1000。傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低，結(jié)構(gòu)緊湊，在一定條件下可以實(shí)現(xiàn)自鎖。但蝸桿傳動(dòng)效率低，發(fā)熱量大，磨損較嚴(yán)重。因此，蝸輪齒圈局部常用減摩性能好的有色金屬〔如青銅〕制造，本錢較高。編輯課件1、優(yōu)點(diǎn)：

①i大，機(jī)構(gòu)緊湊②傳動(dòng)平穩(wěn)、無噪音。

③反行程時(shí)可自鎖，平安保護(hù)〔起重機(jī)〕2、缺點(diǎn)：

①輪齒間相對滑動(dòng)速度較大，易磨損。

②效率低〔最高70%〕③本錢較高蝸桿：鋼，蝸輪：青銅1．蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)

編輯課件2、蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的分類按蝸桿形狀分：

圓柱蝸桿機(jī)構(gòu)

環(huán)面蝸桿機(jī)構(gòu)

錐蝸桿機(jī)構(gòu)

按蝸桿齒廓曲線的形狀

阿基米德圓柱蝸桿

漸開線圓柱蝸桿延伸漸開線蝸桿

錐面包絡(luò)圓柱蝸桿

編輯課件編輯課件11-30蝸桿傳動(dòng)的類型a〕圓柱蝸桿傳動(dòng)b〕環(huán)面蝸桿傳動(dòng)c〕錐蝸桿傳動(dòng)編輯課件二、蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及尺寸計(jì)算1、模數(shù)m2、壓力角α

α=20°

標(biāo)準(zhǔn)值

25°

動(dòng)力傳動(dòng)中12°、15°分度傳動(dòng)3、頭數(shù)Z1

Z1=1，2，4，6Z2=27~80編輯課件三、蝸桿傳動(dòng)1、主平面：通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面2、在主平面內(nèi)，蝸桿傳動(dòng)相當(dāng)于齒輪齒條傳動(dòng)

3、正確嚙合條件：

〔螺旋線方向相同、旋向相同〕編輯課件4、螺旋升角γ〔導(dǎo)程角〕5、直徑系數(shù)q編輯課件6、尺寸計(jì)算

〔蝸桿、蝸輪的齒頂高、齒根高、齒全高、齒頂圓直徑、齒根圓直徑可用直齒輪公式計(jì)算〕標(biāo)準(zhǔn)中心距：

編輯課件☆判定蝸桿、蝸輪的轉(zhuǎn)向：

蝸桿為左旋，蝸輪轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針編輯課件三、蝸桿傳動(dòng)的受力分析編輯課件三、蝸桿傳動(dòng)的受力分析Ft1=2T1／d1=-Fa2Fa1=2T2／d2=-Ft2〔11-29〕Fr1=Ft2tanα=-Fr2蝸桿傳動(dòng)的失效形式與齒輪傳動(dòng)根本相同，有膠合、磨損、疲勞點(diǎn)蝕和輪齒折斷。四、蝸桿傳動(dòng)的失效形式及強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)那么閉式蝸桿傳動(dòng)按蝸輪輪齒的齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核，并進(jìn)行熱平衡驗(yàn)算；編輯課件第七節(jié)圓弧齒輪傳動(dòng)

一、圓弧齒輪嚙合原理簡介編輯課件二、單圓弧齒輪的優(yōu)缺點(diǎn)1．優(yōu)點(diǎn)1〕齒面接觸強(qiáng)度高；2〕齒廓形狀對潤滑有利，傳動(dòng)效率較高；3〕齒面容易跑合；4〕無根切，故齒數(shù)可較少，最少齒數(shù)主要受軸的強(qiáng)度和剛度限制。2．缺點(diǎn)1〕對中心距及切齒深度的精度要求較高，這二者的誤差會(huì)使圓弧齒輪傳動(dòng)的承載能力顯著下降；2〕噪聲較大，故高速傳動(dòng)中其應(yīng)用受到限制；3〕通常輪齒彎曲強(qiáng)度較低；4〕切削同一模數(shù)凸圓弧齒廓和凹圓弧齒廓需要不同的滾刀，加工本錢高。編輯課件三、雙圓弧齒輪與單圓弧齒輪相比，其優(yōu)點(diǎn)為：

1)因是多點(diǎn)接觸，故使載荷分散，相應(yīng)的降低了接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。此外，由于其輪齒根部較強(qiáng)，故其彎曲強(qiáng)度有明顯的提高。

2)正因?yàn)槭嵌帱c(diǎn)接觸，提高了傳動(dòng)的平穩(wěn)性，故振動(dòng)和噪聲均較小。

3)互相嚙合的一對齒輪可用同一把刀具來加工。編輯課件第八節(jié)齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與齒輪傳動(dòng)潤滑

一、圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與潤滑

二、蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、潤滑與冷卻方法

編輯課件一、圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與潤滑

〔一〕圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)形狀圓柱齒輪結(jié)構(gòu)一般分為輪緣、輪轂和輪輻三局部.1．齒輪軸

2．實(shí)心式齒輪

3．輻板式齒輪

常用的齒輪結(jié)構(gòu)形式有以下幾種：編輯課件常用的齒輪結(jié)構(gòu)形式有以下幾種：圖11-38齒輪軸