机械基础第6章齿轮传动PPT课件.ppt

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1、机 械 基 础,XX职业中专学校,第6章 齿轮传动,齿轮传动是依靠主动轮的轮齿与从动轮的轮齿啮合来传递运动和动力的，是现代机械中应用最广泛的机械传动形式之一；蜗杆传动用来传递交错轴之间的运动和动力，常用作减速传动。,6.1 齿轮传动的特点、应用和分类 6.2 渐开线的形成原理和基本性质 6.3 渐开线齿轮的基本参数和几何尺寸计算 6.4 渐开线齿轮传动的啮合 6.5 渐开线齿轮的切齿原理与根切现象 6.6 平行轴斜齿圆柱齿轮传动 6.7 渐开线圆柱齿轮传动的设计 6.8 锥齿轮传动 6.9 蜗杆传动 6.10 齿轮的结构设计,一、齿轮传动的应用特点,1齿轮传动的应用特点 齿轮传动由主动轮、从动

2、轮和机架组成。齿轮传动是靠主动轮的轮齿与从动轮的轮齿直接啮合来传递运动和动力的装置。下图所示，当一对齿轮相互啮合而工作时，主动轮O1的轮齿1、2、3，通过啮合点法向力Fn的作用逐个地推动从动轮O2的轮齿1、2、3，使从动轮转动，从而将主动轮的动力和运动传递给从动轮。,6.1 齿轮传动的特点、应用和分类,（1）传动比 右图所示的一对齿轮中，设主动齿轮的转速为n1，齿数为z1，从动齿轮的转速为n2，齿数为z2，由于是啮合传动,在单位时间里两轮转过的齿数应相等，即 ，由此可得一对齿轮的传动比为,上式说明一对齿轮传动比，就是主动齿轮与从动齿轮转速(角速度)之比，与其齿数成反比。 若两齿轮的旋转方向相同

3、，规定传动比为正；若两齿轮的旋转方向相反，规定传动比为负，则一对齿轮的传动比可写为,（2）应用特点 在机械传动中，齿轮传动应用最广泛。在工程机械、矿山机械、冶金机械以及各类机床中都应用着齿轮传动。齿轮传动所传递的功率从几w至几万kW；它的直径从不到1mm的仪表齿轮，到10 m以上的重型齿轮；它的圆周速度从很低到100ms以上。大部分齿轮是用来传递旋转运动的，但也可以把旋转运动变为直线往复运动，如齿轮齿条传动。 与其他传动相比齿轮传动有如下特点： 瞬时传动比恒定，平稳性较高，传递运动准确可靠； 适用范围广；可实现平行轴、相交轴、交错轴之间的传动；传递的功率和速度范围较大；,结构紧凑、工作可靠，可

4、实现较大的传动比； 传动效率高、使用寿命长； 齿轮的制造、安装要求较高； 不适宜远距离两轴之间的传动。 (3）对齿轮传动的基本要求 采用齿轮传动时，因啮合传动是个比较复杂的运动过程，对其要求是： 传动要平稳 要求齿轮在传动过程中，任何瞬时的传动比保持恒定不变。以保持传动的平稳性，避免或减少传动中的噪声、冲击和振动。 承载能力强 要求齿轮的尺寸小，重量轻，而承受载荷的能力大。即要求强度高，耐磨性好，寿命长。,二、齿轮传动的分类,齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。 （1）根据轴的相对位置分为平面齿轮传动（两轴平行）与空间齿轮传动（两轴不平行）两大类 （2）按工作时圆周速度的不同分低速( )、

5、中速（ ）、高速（ ）三种； （3）按工作条件不同分闭式齿轮传动（封闭在箱体内，并能保证良好润滑的齿轮传动）、半开式齿轮传动（齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭）和开式齿轮传动（齿轮暴露在外，不能保证良好润滑）三种；,（4）按齿宽方向齿与轴的歪斜形式分直齿、斜齿和曲齿三种； （5）按齿轮的齿廓曲线不同分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮等几种；其中渐开线制造容易、便于安装、互换性好，应用最广。 （6）按齿轮的啮合方式分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿条传动。,一、渐开线的形成和基本性质,6.2 渐开线的形成原理和基本性质,1、渐开线的形成 当一条动直线（发生线），沿着一个固定的圆（基圆）作纯滚动

6、时，动直线上任意一点K的轨迹称为该圆的渐开线。,发生线,渐开线齿轮的轮齿由两条对称的渐开线作齿廓而组成，见下图所示。,渐开线轮廓的形成,2、渐开线的性质,1）发生线在基圆上滚过的线段长等于基圆上被滚过的一段弧长，即NK=AN。 2）渐开线上任意一点K的法线，NK必切于基圆，即过渐开线上任意一点K的法线与过K点的基圆切线重合，并且也与发生线重合。 3）渐开线上各点的曲率半径不相等。 K点离基圆越远，其曲率半径越大，渐开线越平直。反之，曲率半径越小，渐开线越弯曲。,rk,4）渐开线的形状取决于基圆的大小。 基圆相同，渐开线形状完全相同。基圆越小，渐开线越弯曲。基圆越大，渐开线越平直。当基圆半径趋于

7、无穷大时，渐开线就变成一条直线，此时，齿轮就变成了齿条。 5）基圆内无渐开线。 因为发生线是沿基圆滚动的，所以基圆内无渐开线。 6）渐开线上各点压力角不相等，越远离基圆压力角越大，基圆上的压力角等于零。渐开线上任意点的法线与该点的速度方向线所夹的锐角称为压力角.,二、渐开线函数,1、渐开线上任意一点的表示法：极坐标（ rk ，k ） 2、渐开线函数 k = invk =tank k 3、渐开线函数表 P145表 6.2,例1:试查出k =20的渐开线函数。,例2:试查出k =2318的渐开线函数。,第三节 渐开线齿轮的基本参数及几何尺寸计算,一齿轮各部分的名称 齿槽：齿轮上相邻两轮齿之间的空间

8、。 齿顶圆：轮齿顶部所在的圆称为齿顶圆，其直径用da表示。 齿根圆：齿槽底部所在的圆称为齿根圆，其直径用df表示。 齿厚：一个齿的两侧端面齿廓之间的弧长称为齿厚，用s表示。 齿槽宽：一个齿槽的两侧齿廓之间的弧长称为齿槽宽，用e表示。,分度圆：齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称为分度圆，其直径用d表示。 齿距：两个相邻而同侧的端面齿廓之间的弧长称为齿距，用p表示。即 pse 齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高，用h表示。 齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的径向距离称为齿顶高，用ha表示。 10齿根高：齿根圆与分度圆之间的径向距离称为齿根高，用hf表示。 11齿宽：沿齿轮轴线方向量得的齿轮宽度

9、，用b表示。,齿轮各部分名称和符号,同一圆上,二、直齿圆柱齿轮的基本参数,1.齿数（） 一个齿轮的轮齿数目即齿数，是齿轮的最基本参数之一。当模数一定时，齿数愈多，齿轮的 几何尺寸愈大，轮齿渐开线的曲率半径也愈大，齿廓曲线趋于平直。 2.压力角（） 压力角是齿轮运动方向与受力方向所夹的锐角。通常所说的压力角是指分度圆上的压力角。 压力角不同，轮齿的形状也不同。压力角已标准化，我国规定标准压力角是20。,3模数 因为分度圆周长dZp，则分度圆直径为 dZp 由于为一无理数，为了计算和制造上的方便，人为地把p规定为有理数，即齿距P除以圆周率所得的商称为模数，用m表示。即 mp(mm),模数直接影响齿

10、轮的大小、轮齿齿形和强度的大小。对于相同齿数的齿轮，模数越大，齿轮的几何尺寸越大，轮齿也大，因此承载能力也越大。,国家对模数值，规定了标准模数系列，如表所示。 表 标准模数系列表(GB 135787) mm,注：本表适用于渐开线圆柱齿轮，对斜齿轮是指法面模数；选用模数时，应优先采用第一系列，其次是第二系列，括号内的模数尽量不用。,齿廓形状是由模数、齿数、压力角三个因素决定。,4、齿顶高系数ha和顶隙系数C,三标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 1、正常齿制 ha1, C0.25 2、短齿制 ha0.8, C0.3 3、顶隙 一对齿轮啮合时，一个齿轮的齿顶到另一个齿轮的齿根之间的径向距离，用c表示。

11、顶隙可以避免一对齿轮传动时轮齿相互碰撞，并可贮存一些润滑油。 C C m 4、标准齿轮：模数m、压力角 、齿顶高系数ha和顶隙系数C均为标准值且齿厚s等于齿槽宽e的齿轮。,5、标准齿轮传动的中心距,一对齿轮啮合传动时，中心距等于两分度圆半径之和。 标准中心距（标准齿轮无侧隙传动中心距）,r1,例相啮合的一对标准直齿圆柱齿轮（压力角=，齿顶高系数=，顶隙系数 =0.25），齿数，模数mm，试计算其分度圆直径，顶圆直径 ，根圆直径，齿厚，基圆直径。,1、一对标准安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知：a=100mm，Z1=20，Z2=30，=20，da1=88mm。 试计算下列几何尺寸： 齿

12、轮的模数m；两轮的分度圆直径d1，d2；两轮的齿根圆直径df1，df2；两轮的齿顶圆直径da1，da2；顶隙c； 齿厚s和齿槽宽e。 2、已知一对正确安装的标准渐开线正常齿制直齿圆柱齿轮的=20，m= 4mm，传动比i12=3，中心距a=144mm。 试求两齿轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径。,四、内齿轮与齿条 1、内齿轮 1）特点：P148 2）几何尺寸计算公式；表6-4 2、齿条 1）特点：P148 2）几何尺寸计算公式：表6-4 五、常用测量项目 1、弦齿厚的测量 2、公法线长度的测量,第四节 渐开线齿轮传动的啮合,一、渐开线齿轮传动的啮合过程,一对轮齿在啮合线上啮合的起始点

13、 从动轮2的齿顶圆与啮合线N1N2的交点B2。 一对轮齿在啮合线上啮合的终止点 主动轮的齿顶圆与啮合线N1N2的交点B1。,o2,o1,1,2,N1,B2,B1,N2,ra2,rb2,rb1,ra1,实际啮合线 线段B1B2 理论啮合线 线段N1N2,1）节点：过接触点所作的公法线必须与两轮中心连线交于点C。,二、渐开线齿廓的啮合特点,1、传动比的恒定性,节点,节圆,节圆,2）节圆：分别以O1与O2为圆心，过节点C所作的两个相切的圆,基圆,基圆,o1,渐开线齿廓啮合的中心距可变性 当两齿轮制成后，基圆半径便已确定，以不同的中心距(a或a)安装这对齿轮，其传动比不会改变。,o2,N1,c,2,1

14、,N2,a,2、中心距的可分离性,啮合线、齿廓接触点的公法线、正压力方向线都是两基圆的一条内公切线。,3、传力的平稳性,定转矩传动时，齿廓间的正压力的大小和方向始终保持不变，故传力平稳,啮合线 两齿廓啮合点在机架相固连的坐标系中的轨迹。,啮合角 过节点所作的两节圆的内公切线(t t)与两齿廓接触点的公法线所夹的锐角。用表示。,啮合角在数值上等于节圆上的压力角。,4、啮合角是随中心距而定的常数,o1,o2,N1,c,2,1,N2,t,t,a,一对齿廓啮合过程中，啮合角始终为常数。当中心距加大时，啮合角随中心距的变化而改变。,两齿轮的相邻两对轮齿分别a在和b同时接触，才能使两个渐开线齿轮搭配起来并

15、正确的传动。,三、正确啮合条件,欲使两齿轮正确啮合，两轮的法向齿距必须相等。,法向齿距Pn：相邻两齿同侧齿廓沿公法线之间的距离,即必须满足下列条件：,而,一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：两轮的模数相等，两轮的压力角相等。,正确啮合时两齿轮的基圆齿距相等。,重合度,四、重合度及连续传动条件,1、中心距 一对标准安装的标准直齿圆柱齿轮传动，由于分度圆上的齿厚与齿槽宽相等，所以两齿轮的分度圆相切，且作纯滚动，此时两分度圆与其相应的节圆重合，则标准中心距为： ar1r2r1r2m (Z1Z2) 2 2、啮合角 注意：单个齿轮有固定的分度圆和分度圆压力角，而无节圆和啮合角，只有一对齿轮啮合时，才

16、有节圆和啮合角。,五、中心距及啮合角,齿轮轮齿的加工方法很多，最常用的是切削加工法。此外还有铸造法、轧制法和线切割法、粉末冶金法等。而从加工原理来分，则可以分成仿形法和范成法两种。,1.仿形法 用与渐开线齿轮的齿槽形状相同的成形铣刀直接切削出齿轮齿形的一种加工方法 。,切削法,指状铣刀,盘状铣刀,插齿,滚齿,2.展成法 展成法是根据一对齿轮的啮合原理进行切齿加工的 。,齿轮形插刀,齿条形插刀,第四节、渐开线齿轮的切齿原理及根切现象,一、齿轮切制原理与方法,仿形法加工齿轮,（a）用圆盘铣刀加工 （ b）用指形铣刀加工,展成法 (范成法) 利用轮齿啮合时齿廓曲线互为包络线的原理来加工齿廓，其中一个

17、齿轮（或齿条）作为刀具，另一个齿轮则为被切齿轮毛坯，刀具相对于被切齿轮毛坯运动时，刀具齿廓即可切出被加工齿轮的齿廓。,范成运动,切削运动,进给运动,范成法加工齿轮,用范成法加工齿轮,滚齿,用齿轮插刀插齿,用齿条插刀插齿,1、齿廓根切 ：用范成法切制齿轮时，有时刀具会把轮齿根部已切制好的渐开线齿廓再切去一部分，这种现象称为根切现象。,2、产生根切的原因：当刀具齿顶线与啮合线的交点超过啮合极限点N1，刀具由位置继续移动时，便将根部已切制出的渐开线齿廓再切去一部分。,三、根切现象和最小齿数,3、最少齿数Zmin,对于标准直齿齿轮，齿顶高系数 ，齿形角 ； 对于短齿齿轮，齿顶高系数 ，齿形角 ， 。,

18、2）齿条刀中线由切制标准齿轮的位置沿轮坯径向远离或靠近齿轮中心所移动的距离称为径向变位量x m（简称变位量），其中x称为径向变位系数（简称变位系数）。,分度圆,分度圆,(中线),节线,节线,中线,中线,节线,xm,xm,4、变位与变位齿轮,1）变位：改变刀具与齿坯位置的切齿方法,:变位系数,刀具的中线与被加工齿轮的分度圆,相切,相离,相交,标准齿轮,正变位齿轮,负变位齿轮,3）变位齿轮的特点： 不论是正变位还是负变位，刀具变位后的节线与齿轮的分度圆相切作纯滚动。因为刀具上任一条节线的齿距P，模数m以及齿形角都相等，故被加工出的变位齿轮的齿距、模数、压力角并不改变，与标准直齿轮相同。 正变位齿轮

19、的齿顶圆、齿根圆、齿顶高和齿根厚度均增大，而齿根高、齿顶厚度则减小，齿轮强度提高，还可以避免根切。负变位齿轮的齿顶圆、齿根圆、齿顶高和齿根厚度均减小，而齿根高和齿顶厚度则增加，齿轮抗弯强度降低。,4）最小变位系数,渐开线直齿圆柱齿轮齿面的形成,当发生面沿基圆柱作纯滚动时，平行于齿轮的轴线的直线kk在空间的轨迹为直齿圆柱齿轮的齿面。,第七节 标准斜齿圆柱齿轮传动及工作能力分析,一、斜齿圆柱齿轮传动的特点,1、渐开线斜齿圆柱齿轮齿面的形成,与基圆柱母线成一夹角b的直线kk在空间的轨迹则为斜齿圆柱齿轮的渐开螺旋面。,称为螺旋角,1）一对直齿轮啮合时，沿整个齿宽同时进入啮合，并沿整个齿宽同时脱离啮合。

20、因此传动平稳性差，冲击噪声大，不适于高速传动。 2）一对斜齿轮啮合时，齿面上的接触线由短变长，再由长变短，减少了传动时的冲击和噪音，提高了传动平稳性，故斜齿轮适用于重载高速传动。,、啮合特点：,斜齿圆柱齿轮传动：传递平行轴之间的运动（线接触） 交错轴斜齿轮传动：传递交错轴之间的运动（点接触）,端面齿距和法面齿距,斜齿圆柱齿轮有法面和端面之分,1、基本参数,二、斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算,1）、螺旋角,螺旋角表示轮齿的倾斜程度,传动平稳性,Fa,斜齿轮分左旋和右旋，一般取815，人字齿取2540,右旋,左旋,不论从法面或端面来看，斜齿轮的齿顶高和齿根高都是相等的，故有 ：,3）、齿顶高

21、系数,2）、法面模数 与端面模数,端面齿距和法面齿距,4）、压力角（用斜齿条说明）,由于,在abc中,在abc中,ab = ab,在aac中,一般规定法向压力角取标准值，即n20,）分度圆直径与中心距 斜齿轮直径是从端面上度量的，故得 dmtZ mnzcos。 斜齿轮传动的标准中心距为： a (d1d2) 2(Z1Z2)mt2(Z1Z2)mn2cos 斜齿轮的几何尺寸计算公式见下表,表11,当量齿轮及当量齿数- 在研究斜齿轮法面齿形时，可以虚拟一个与斜齿轮的法面齿形相当的直齿轮，称这个虚拟的直齿轮为该斜齿的当量齿轮，其齿数则称为当量齿数，用Zv表示,3、斜齿圆柱齿轮的当量齿数,2、几何尺寸计算

22、,（1）由法面参数求得的端面参数 （2）端面参数代入相应的直齿圆柱齿轮基本尺寸计 算公式中。参见表7-11。,过斜齿轮分度圆柱螺旋线上 C 点， 作齿线的法面 n-n,剖面与分度圆柱的交线为椭圆,以椭圆端点C的曲率圆为直齿轮的分度圆、,此直齿轮的齿形与斜齿轮法面齿形相似，,该直齿轮为斜齿轮的当量齿轮,当量齿数,Zv：,1、选取齿轮铣刀的刀号； 2、计算斜齿轮的强度； 3、确定斜齿轮不发生跟切的最少齿数,（1）两外啮合齿轮的螺旋角大小相等，旋向相反， 即 1= - 2 （2）互相啮合两齿轮的模数和压力角也分别相等，即,1、正确啮合条件,三、斜齿圆柱齿轮的啮合传动,2、重合度,端面重合度,纵向重合

23、度,b,（1）在传动中，其轮齿逐 渐进入和逐渐脱开啮合， 传动平稳，冲击和噪声小； （2）重合度大，故承载能 力高，运动平稳，适用于 高速传动； （3）不产生根切的最小齿 数比直齿轮少，故结构紧 凑； （4）斜齿轮在工作时有轴 向推力Fa，且、Fa，用 人字齿轮可克服轴向推力。,螺旋角的大小对斜齿轮传动的质量有很大影响，一般取80150,；,四、斜齿圆柱齿轮的特点,第七节 渐开线圆柱齿轮传动的设计,1、失效：齿轮就失去了正常的工作能力，称为失效。 2、常见的轮齿失效形式： 1）轮齿折断 引起原因：P161 防止轮齿折断的办法：P161 2）齿面疲劳点蚀：软齿面轮齿的主要损坏形式。 3）齿面磨损

24、：是开式齿轮传动的主要失效形式。 4）齿面胶合：是软齿面、重载、高速时的主要失效形式。 5）塑性变形： 引起原因：频繁起动，严重过载。 防止对策：提高齿面硬度，采用粘度较高的润滑油。,一、渐开线齿轮设计计算基础,轮齿折断 齿轮传动时，轮齿的受力使其在齿根处受到很大的弯矩，并产生应力集中。而弯矩值在啮合过程中随着接触点的移动，又是变化的，在脱离啮合后，轮齿所受弯矩值就变为零。这样，轮齿在变载荷作用下，重复一定次数后，齿根部分应力集中处便会产生疲劳裂纹，并且逐渐扩展，直至断裂。这种现象称为疲劳折断。另一种折断是短期过载或受到过大冲击载荷时突然折断，称为过载折断。,齿面疲劳点蚀 轮齿在传递动力时，在

25、接触部位产生的应力称接触应力，该应力是由零增加到最大值，又由最大值降到零，即按脉动循环变化。当接触应力和它重复的次数超过某一限度时，工作齿面便发生细小的疲劳裂纹，如果裂缝内夹入了润滑油，在另一轮齿的挤压下，被封闭在裂缝中的油压增高，会加速致使裂缝扩展。裂纹的扩展使表面层上有小块金属剥落，形成小坑，这种现象称为点蚀。点蚀后，齿廓工作表面被损坏，造成传动不平稳和产生噪声，从而使轮齿失效。齿面点蚀主要有局限性点蚀、扩展性点蚀和片蚀三种。,齿面磨损 齿轮传动过程中的磨损有两种，一种是跑合性磨损，能起抛光作用，消除加工痕迹，改善传动啮合情况。另一种是由于硬质颗粒杂物进入轮齿的工作表面而引起的磨粒性磨损。

26、如果磨损的速度符合预定的设计期限，则应视为正常磨损。但齿面磨损严重时，将使渐开线齿面损坏，加大了齿侧间隙而引起传动不平稳。在开式传动中，由于润滑条件不好，并有硬质颗粒杂物进入轮齿的工作表面，会加剧齿面磨损。所以齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。,齿面胶合 在高速重载的闭式传动中，由于轮齿啮合部位局部温度升高，润滑油油温急剧上升，粘度降低，使齿面间油膜被严重破坏，失去润滑作用。另外由于工作齿面间压力很大，易将润滑油膜挤破，致使啮合齿轮两齿面金属直接接触。这时，齿面产生瞬时高温，较软齿的表面金属会熔焊在与之相啮合的另一齿轮的齿面上。当齿轮继续旋转时，由于两齿面的相对滑动，在较软工作齿面上形成与

27、滑动方向一致的撕裂沟痕，这种现象称为齿面胶合。,塑性变形 若轮齿的材料较软，当其频繁起动和严重过载时，轮齿在很大载荷和摩擦力作用下，可能使齿面表层金属沿相对滑动方向发生局部的塑性流动，而出现塑性变形。主动轮产生塑性变形后，齿面沿节线处就形成凹沟，从动轮齿齿面沿节线处形成凸棱。严重塑性变形时，在齿顶边缘处会出现飞边，在主动轮上更易出现。若整个轮齿发生永久性变形，就会使齿轮传动丧失工作能力。,3、齿轮的失效形式与齿轮传动的工作条件、齿轮材料的性能及不同的热处理工艺，齿轮自身的尺寸、齿廓形状、加工精度等密切相关。 实践证明： 在闭式传动中可能发生齿面点蚀、齿面胶合和轮齿折断； 在开式传动中可能发生齿

28、面磨损和轮齿折断； 硬齿面、重载时易发生轮齿折断； 高速、中小载荷易发生疲劳点蚀； 软齿面、重载、高速时易发生胶合，低速时则发生塑性变形。,4、齿轮材料选择,1）齿轮材料的基本要求：P161 2）多数齿轮毛坯的材料： 3）齿轮材料选择：,5、齿轮传动精度等级的选择：常用69级,第八节 锥齿轮传动,一、锥齿轮传动的特点,1、用于两相交轴之间的传动与动力的传递。 2、多采用两轴的夹角=900的传动。 3、设计、制造和安装简便、应用广泛。 4、为了便于测量和估算机构的外形尺寸，规定以大端参数为标准，大端压力角=200。 一对圆锥齿轮轮齿分布在两个截锥体上，且锥顶交于一点，其轮齿尺寸由大端面锥方向的小

29、端逐渐变小。显然圆锥齿轮大端和小端的参数是不相同的。,二、锥齿轮的当量齿轮和当量齿数,1、背锥：以O1为锥顶的圆锥面O1EE。 背锥与以O为锥顶的分度圆锥面OEE垂直相交。 2、当量齿轮：将锥齿轮的背锥面展开成平面，得一扇形齿轮，将扇形齿轮补全为圆柱齿轮。 3、当量齿数 圆锥齿轮分度圆锥角 4、锥齿轮不发生根切最少齿数,Zmin=17cos,三、锥齿轮的参数和几何尺寸计算,1、基本参数取锥齿轮大端参数为标准值,2、齿顶高系数 ha*=1 顶隙系数c*=0.2 3、锥距：分度圆的锥顶到大端的距离。 4、齿宽系数：R=b/R 齿宽 b=R R(应圆整) 5、主要尺寸计算公式P172 表615,四、

30、正确啮合条件 一对直齿圆锥齿轮的正确啮合的条件为大端模数和压力角必须分别相等: m1=m2=m 1=2=,第九节 蜗杆传动,一、蜗杆传动的特点与类型,1、蜗杆传动的特点 1）用于两交错轴间的传递。 2）传动比大，结构紧凑。用于传递动力时，i=8100 , 用于传递运动时，i可达1000。 3）传动平稳，无噪声。因为蜗杆与蜗轮齿的啮合是连续的，同时啮合的齿数较多所以平稳性好。 4）传动效率低，为了减少摩擦，蜗轮常用贵重的减摩材料（如青铜）制造，成本高。,2、蜗杆传动的类型,1）按螺旋线方向 2）按螺旋线数分 3）根据蜗杆形状分 4）根据圆柱蜗杆截面形状分,二、蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 (阿基

31、米德蜗杆为例),1. 中间平面内蜗杆啮合特点 1)中心平面:通过蜗杆轴线且垂直与蜗轮轴线的平面。 2)在中间平面内，蜗杆和蜗轮啮合相当于渐开线齿轮与齿条的啮合,规定在中心平面内几何参数是标准值。,2、主要参数,蜗杆的轴面（脚标用a1） 蜗轮的端面（脚标用t1）,加工蜗轮要用与蜗杆同样参数和直径的蜗轮滚刀,要减少滚刀数目、便于刀具标准化,(2) 蜗杆分度圆直径d1,直径系数,3）头数Z1,蜗杆头数Z1可根据表6-17选取。,(4) 蜗杆分度圆柱导程角,范围 333.5,(5) 传动比 i,传动比,i-蜗杆传动比,其选取与蜗杆头数有关,表6-19； n1,n2-分别为蜗杆和蜗轮的转速； d1,d2

32、-分别为蜗杆和蜗轮的分度圆直径。,3、正确啮合的条件,为了保证轮齿的正确啮合，蜗杆的轴向模数ma1应等于蜗轮的端面模数mt2，蜗杆的轴向压力角a1应等于蜗轮的端面压力角t2，蜗杆分度圆上的螺旋线升角应等于蜗轮分度圆上的螺旋角，且两者螺旋方向相同。,4、几何尺寸计算 P177表6-18,三、蜗杆传动方向的判定,1、已知蜗杆旋转方向，判定蜗轮的旋转方向方法： 当蜗杆是右（左）旋时，用右（左）手，伸出右（左）手半握拳，用四指顺着蜗杆的旋转方向，这时大拇指指向相反的方向就是蜗轮的旋转方向。,2、已知蜗轮旋转方向，判定蜗杆的旋转方向的方法： 蜗杆右旋用右手，蜗杆左旋用左手，将蜗轮放在手心上大拇指的指向与

33、蜗轮的旋向相反，弯曲四指的方向即是蜗杆的旋转方向。,四、蜗杆传动的失效形式、材料和精度等级,1、蜗杆传动的失效形式(发生在蜗轮上),闭式传动：轮齿齿面点蚀、胶合和磨损。 开式传动：轮齿折断。,2、蜗杆传动的常用材料,3、蜗杆传动的精度等级：选用69级,第十节 齿轮的结构设计,一、齿轮常用的结构形式,1、齿轮轴：齿轮与轴制成一体。 特点：齿根圆直径与轴的直径相差较小，轴和齿轮须用同一种材料制造，常用锻造毛坯。,2、实体式齿轮 特点：齿顶圆直径da200mm时采用，一般常采用锻造毛坯。,3、腹板式齿轮 特点：齿顶圆直径da500mm时采用，一般常采用锻钢制造,齿轮轴,实体式齿轮,腹板结构齿轮,4、轮辐式齿轮 特点：齿顶圆直径da400mm时采用，一般常采用铸铁或铸钢浇铸成轮辐式。,5、结合齿轮 特点：尺寸很大的齿轮采用，采用齿圈套装于轮心上的组合结构。单件生产的大齿轮可采用焊接结构。,轮辐式结构,93,本章结束,