-機械設(shè)計第4章齒輪機構(gòu)

1、第4章 齒輪機構(gòu)41 齒輪機構(gòu)的特點和類型42 漸開線齒廓43 齒輪各部分名稱及標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本尺寸44 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合45 漸開線齒輪的切齒原理46 根切現(xiàn)象、最少齒數(shù)及變位齒輪47 平行軸斜齒輪機構(gòu)48 圓錐齒輪機構(gòu)41 齒輪機構(gòu)的特點和類型作用：傳遞空間任意兩軸（平行、相交、交錯）的旋 轉(zhuǎn)運動，或?qū)⑥D(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為移動。結(jié)構(gòu)特點：圓柱體或圓錐體外（或內(nèi)）均勻分布有 大小一樣的輪齒。優(yōu)點：傳動比準(zhǔn)確、傳動平穩(wěn)。圓周速度大，高達300 m/s。傳動功率范圍大，從幾瓦到10萬千瓦。效率高(0.99)、使用壽命長、工作安全可靠?？蓪崿F(xiàn)平行軸、相交軸和交錯軸之間的傳動。缺點：要求較高的制造和安裝精度

2、，加工成本高、 不適宜軸間距離較大的傳動(如單車)。齒輪齒條內(nèi)齒輪傳動平面齒輪傳動 （軸線平行）外齒輪傳動直齒斜齒人字齒圓柱齒輪非圓柱齒輪 空間齒輪傳動 （軸線不平行）按相對運動分 按齒廓曲線分直齒斜齒曲線齒-圓錐齒輪兩軸相交兩軸交錯蝸輪蝸桿傳動交錯軸斜齒輪漸開線齒輪(1765年)擺線齒輪 (1650年)圓弧齒輪 (1950年)按速度高低分:按傳動比分:齒輪傳動的類型高速、中速、低速齒輪傳動。定傳動比、變傳動比齒輪傳動。拋物線齒輪(近年) 分類：22作者：潘存云教授11橢圓齒輪準(zhǔn)雙曲面齒輪作者：潘存云教授斜齒圓錐齒輪作者：潘存云教授曲線齒圓錐齒輪外 嚙 合 齒 輪 傳 動內(nèi)嚙合齒輪傳動齒輪齒條

3、傳動斜 齒 圓 柱 齒 輪 傳 動人字 齒 輪 傳 動錐齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動蝸桿傳動設(shè)計：潘存云o11共軛齒廓：一對能實現(xiàn)預(yù)定傳動比(i12=1/2)規(guī)律 的嚙合齒廓。42 齒廓實現(xiàn)定角速度比的條件1.齒廓嚙合基本定律一對齒廓在任意點K接觸時，作法線n-n得： i12 1/2O2 P /O1P齒廓嚙合基本定律: 互相嚙合的一對齒輪在任一位置時的傳動比，都與連心線O1O2被其嚙合齒廓的在接觸處的公法線所分成的兩段成反比。根據(jù)三心定律可知：P點為相對瞬心。nnPo22k由： v12 O1P 1v12O2 P 2 設(shè)計：潘存云節(jié)圓如果要求傳動比為常數(shù)，則應(yīng)使O2 P /O1P為常數(shù)。 節(jié)圓： 設(shè)

4、想在P點放一只筆，則筆尖在兩 個齒輪運動平面內(nèi)所留軌跡。由于O2 、O1為定點，故P必為一個定點。兩節(jié)圓相切于P點，且兩輪節(jié)點處速度相同，故兩節(jié)圓作純滾動。r1r2a=r1+r2中心距：o11nnPo22ka2.齒廓曲線的選擇 理論上，滿足齒廓嚙合定律的曲線有無窮多，但考慮到便于制造和檢測等因素，工程上只有極少數(shù)幾種曲線可作為齒廓曲線，如漸開線、其中應(yīng)用最廣的是漸開線，其次是擺線(僅用于鐘表)和變態(tài)擺線 (擺線針輪減速器)，近年來提出了圓弧和拋物線。 漸開線齒廓的提出已有近兩百多年的歷史，目前還沒有其它曲線可以替代。主要在于它具有很好的傳動性能，而且便于制造、安裝、測量和互換使用等優(yōu)點。本章只

5、研究漸開線齒輪。漸開線上任意點的法線切于基圓純滾動時， B為瞬心，速度沿t-t線，是漸開線的 切線，故BK為法線設(shè)計：潘存云42 漸開線齒廓一、 漸開線的形成和特性條直線在圓上作純滾動時，直線上任一點的軌跡二、漸開線的特性BK發(fā)生線，發(fā)生線沿基圓滾過的長度，等于基圓上被滾過的圓弧長度，即： AB = BK；tt發(fā)生線Bk基圓OArk基圓rb漸開線漸開線rbB點為曲率中心，BK為曲率半徑。 漸開線起始點A處曲率半徑為0。設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云OABkA1B1o1kK漸開線形狀取決于基圓基圓內(nèi)無漸開線。同一基圓上任意兩條漸開 線公法線處處相等。當(dāng)rb，變成直線。rkkkkvk離中心越遠，漸開線上

6、的壓力角越大。rb定義：漸開線上任一點的法線方向與該點繞基圓中心轉(zhuǎn)動的速度方向所夾銳角為該點之壓力角k。rbrk cosk B3o3kA2B2o2設(shè)計：潘存云BCACrbOEC”同一基圓上任意兩條漸開線的公法線處處相等。由性質(zhì)和有：兩條反向漸開線,兩條同向漸開線：B1E1 = A1E1A1B1B2E2 = A2E2A2B2B1E1 = B2E2 A1B1 = A2B2 A1E1 = A2E2AB = AN1 + N1B = A1N1 + N1B1 = A1B1AB = AN2 + N2B = A2N2 + N2B2 = A2B2A1B1N1A2B2N2順口溜：弧長等于發(fā)生線， 基圓切線是法線，

7、曲線形狀隨基圓， 基圓內(nèi)無漸開線。E2E1設(shè)計：潘存云N2N12O2rb2O11三、漸開線齒廓的嚙合特性要使兩齒輪作定傳動比傳動，則兩輪的齒廓無論在任何位置接觸，過接觸點所作公法線必須與兩輪的連心線交于一個定點。兩齒廓在任意點K嚙合時，過K作兩齒廓的法線N1N2，是基圓的切線，為定直線。i12=1/2=O2P/ O1P=const工程意義：i12為常數(shù)可減少因速度變化所產(chǎn)生的附加動載荷、振動和噪音，延長齒輪的使用壽命，提高機器的工作精度。兩輪中心連線也為定直線，故交點P必為定點。在位置K時同樣有此結(jié)論。C1C2KPK1.漸開線齒廓滿足定傳動比要求設(shè)計：潘存云N2N12O2rb2O112.齒廓間

8、正壓力方向不變N1N2是嚙合點的軌跡，稱為嚙合線由漸開線的性質(zhì)可知：嚙合線又是接觸點的法線，正壓力總是沿法線方向，故正壓力方向不變。該特性對傳動的平穩(wěn)性有利。C1C2K嚙合線與節(jié)圓公切線之間的夾角 ，稱為嚙合角實際上 就是節(jié)圓上的壓力角KP 設(shè)計：潘存云rb12O2rb2O11N2N1PC1C2K3.運動可分性 O1N1PO2N2P由于上述特性，工程上廣泛采用漸開線齒廓曲線。實際安裝中心距略有變化時，不影響i12，這一特性稱為運動可分性，對加工和裝配很有利。故傳動比又可寫成： i12=1/2= O2P/ O1P= rb2 /rb1基圓半徑之反比?；鶊A半徑是定值設(shè)計：潘存云rbO一、外齒輪1.名

9、稱與符號pn齒頂圓 da、ra齒根圓 df、rf齒厚 sk 任意圓上的弧長齒槽寬 ek 弧長齒距 （周節(jié)） pk= sk +ek 同側(cè)齒廓弧長齒頂高ha齒根高 hf齒全高 h= ha+hf齒寬 BhahfhBpra分度圓人為規(guī)定的計算基準(zhǔn)圓表示符號： d、r、s、e，p= s+e法向齒距 （周節(jié)） pnseskek= pb43 齒輪各部分名稱及標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本尺寸pbrfrpk設(shè)計：潘存云m=4 z=162.基本參數(shù)模數(shù)m齒數(shù)z出現(xiàn)無理數(shù),不方便為了計算、制造和檢驗的方便分度圓周長：d=zp, d=zp/稱為模數(shù)m 。m=2 z=16模數(shù)的單位：mm，它是決定齒輪尺寸的一個基本參數(shù)。齒數(shù)相同的齒

10、輪，模數(shù)大，尺寸也大。于是有： d=mz， r = mz/2人為規(guī)定： m=p/只能取某些簡單值，m=1 z=16 0.35 0.7 0.9 1.75 2.25 2.75 (3.25) 3.5 (3.75) 第二系列 4.5 5.5 (6.5) 7 9 (11) 14 18 22 28 (30) 36 45標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表（GB135787） 0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8第一系列 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50為了便于制造、檢驗和互換使用，國標(biāo)GB1357-87規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)

11、模數(shù)系列。設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云Orfrarbr速度方向正壓力方向OrbriBiKiN壓力角得:iarccos(rb/ri)由 rbri cosi定義分度圓壓力角為齒輪的壓力角：對于同一條漸開線：ri i b01AiiB1K1r1由d=mz知：m和z一定時，分度圓是一個大小唯一確定的圓。規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值：20由dbdcos可知，基圓也是一個大小唯一確定的圓。稱 m、z、為漸開線齒輪的三個基本參數(shù)。對于分度圓大小相同的齒輪，如果不同，則基圓大小將不同，因而其齒廓形狀也不同。是決定漸開線齒廓形狀的一個重要參數(shù)。或rbrcos，arccos(rb/r)dbdcos設(shè)計：潘存云標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪各部分

12、尺寸的計算公式：齒頂高：ha=m齒根高：hf=1.25m全齒高：h= ha+hf齒頂圓直徑： da=d+2ha齒根圓直徑： df=d-2hf分度圓直徑： d=mz=2.25m=(z+2)m=(z-2.5)mrrf工作高度： h= 2ha = 2mrahahfh頂隙： c = 0.25mrbO基圓直徑：= mzcosdb=dcosse齒厚：s =m/2齒槽寬：e =m/2齒距：p = s+e =m中心矩：a = （d1+d2）/2設(shè)計：潘存云hahfhBprarfrpnpbrbO基圓直徑：法向齒距：標(biāo)準(zhǔn)齒輪：一個標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)和參數(shù)的值確定之后，其主要尺寸和齒廓形狀就完全確定了。=mzcos

13、=db/z=mcos=pcos統(tǒng)一用pb表示m 、取標(biāo)準(zhǔn)值，且e=s的齒輪。Ndb=dcospn=pbse設(shè)計：潘存云B二、齒條特點：齒廓是直線，各點法線和速度方向線平行1)壓力角處處相等，且等于齒形角， 2)齒距處處相等: p=m其它參數(shù)的計算與外齒輪相同, 如： s=m/2 e=m/2 esphahfz的特例。齒廓曲線（漸開線）直線ha=m hf=1.25m為常數(shù)。設(shè)計：潘存云pnhNsehahfpBOrbrfra1)輪齒與齒槽正好與外齒輪相反。2) dfdda三、內(nèi)齒輪3) 為保證齒廓全部為漸開線，dad-2ha,dfd+2hf結(jié)構(gòu)特點：輪齒分布在空心圓柱體內(nèi)表面上。不同點：要求dadb

14、。r設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云rb2r2O22rb2r2O2 2rb2r2O22rb1r1O11rb1r1O11rb1r1O11pb2pb2pb2pb1pb1pb2pb1=pb2pb1pb1不能正確嚙合!不能正確嚙合!能正確嚙合!一對齒輪傳動時，所有嚙合點都在嚙合線N1N2上。漸開線齒廓能滿足齒廓嚙合基本定律，那么，是否任意兩個漸開線齒輪都能組成一對齒輪傳動呢？m1 m2外觀齒1比齒2大44 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合PN1N2B2B1B1PN1N2B2PN1N2B1B2設(shè)計：潘存云rb2r2O2rb1r1O112PN1N2B2B1要使進入嚙合區(qū)內(nèi)的各對齒輪都能正確地進入嚙合，兩齒輪的相鄰

15、兩齒同側(cè)齒廓間的法向距離應(yīng)相等：一、正確嚙合條件 pb1= pb2將pb=mcos代入得： m1cos1=m2cos2因m和都取標(biāo)準(zhǔn)值，使上式成立的條件為：m1=m2 ， 1=2結(jié)論：一對漸開線齒輪的正確嚙合條件是它們模數(shù)和壓力角應(yīng)分別相等。pb2i12 = -12傳動比： = -db2db1 = -d2d1 = -d2d1 = -Z2Z1pb1設(shè)計：潘存云 N1N2O1rb1Prb221O21.一對輪齒的嚙合過程輪齒在從動輪頂圓與N1N2 線交點B2處進入嚙合，主動輪齒根推動從動輪齒頂。隨著傳動的進行，嚙合點沿N1N2 線移動。在主動輪頂圓與N1N2 線交點處B1脫離嚙合。主動輪：嚙合點從齒

16、根走向齒頂，而在從動輪，正好相反。B1B2 實際嚙合線N1N2 ：因基圓內(nèi)無漸開線理論上可能的最長嚙合線段-N1、N 2 嚙合極限點陰影線部分齒廓的實際工作段。理論嚙合線段二、重合度ra2B1-終止嚙合點B2 -起始嚙合點N1N2ra1B2B1設(shè)計：潘存云pb2.連續(xù)傳動條件一對輪齒嚙合傳動的區(qū)間是有限的。要保證齒輪連續(xù)轉(zhuǎn)動，則在前一對輪齒脫離嚙合之前,后一對輪齒必須及時地進入嚙合。為保證連續(xù)傳動，要求：實際嚙合線段B1B2pb (齒輪的法向齒距)，定義: = B1B2/pb 為一對齒輪的重合度一對齒輪的連續(xù)傳動條件是：為保證可靠工作，工程上要求：的推薦值：使用場合 一般機械制造業(yè) 汽車拖拉機

17、 機床 1.4 1.11.2 1.3從理論上講，重合度為1就能保證連續(xù)傳動，但齒輪制造和安裝有誤差即： B1B2/pb11 采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪，總是有： 1故不必驗算。O1N2N1KO221B1B2設(shè)計：潘存云pbO1N2N1KO221B1B2設(shè)計：潘存云rb2r2O2r1O112PN1N2rb1三、標(biāo)準(zhǔn)中心距a對標(biāo)準(zhǔn)齒輪，確定中心距a時，應(yīng)滿足兩個要求：1)理論上齒側(cè)間隙為零2)頂隙c為標(biāo)準(zhǔn)值。 儲油用此時有： a=ra1+ c +rf2=r1+ha=r1+ r2為了便于潤滑、制造和裝配誤差，以及受力受熱變形膨脹所引起的擠壓現(xiàn)象，實際上側(cè)隙不為零，由公差保證。ra1ra1rf2rf2acs1-e2

18、=0c=0.25m+c+ r2-(ha+c)=m(z1+z2)/2a =r1+ r2標(biāo)準(zhǔn)中心距標(biāo)準(zhǔn)安裝設(shè)計：潘存云arb2O2O112PN1N2rb1兩輪節(jié)圓總相切： a=r1+ r2 =r1+ r2兩輪的傳動比： i12 = r2 / r1r1 = r1r2 = r2在標(biāo)準(zhǔn)安裝時節(jié)圓與分度圓重合。= r2 / r1=因此有：=必須指出：1.分度圓和壓力角是單個齒輪就有的；而節(jié)圓和嚙合角是兩個齒輪嚙合后才出現(xiàn)的。2.非標(biāo)準(zhǔn)安裝時，兩分度圓將分離，此時： r2 =r2r1 =r1例4-1：已知一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的參數(shù)為Z1=22，Z2=33，=20，m=2.5mm。若兩輪的安裝中心距比標(biāo)準(zhǔn)中心

19、距大1mm。求：這對齒輪傳動的節(jié)圓半徑及嚙合角。解：求標(biāo)準(zhǔn)中心矩a: 實際中心矩為: 解得： 嚙合角： 45 漸開線齒輪的切齒原理齒輪加工方法仿形法盤銑刀指狀銑刀鑄造法熱軋法沖壓法模鍛法粉末冶金法切制法最常用銑削拉削一、仿形法銑削范成法(展成法共軛法包絡(luò)法)插齒滾齒剃齒磨齒設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云指狀銑刀加工盤銑刀加工銑刀旋轉(zhuǎn)，工件進給分度、斷續(xù)切削。適用于加工大模數(shù)m20 的齒輪和人字齒輪。由db=mzcos可知，漸開線形狀隨齒數(shù)變化。要想獲得精確的齒廓，加工一種齒數(shù)的齒輪，就需要一把刀具。這在工程上是不現(xiàn)實的。進給分度分度切削切削進給成形法加工的特點： 產(chǎn)生齒形誤差

20、和分度誤差，精度較低，加工不連續(xù)，生產(chǎn)效率低。適于單件生產(chǎn)。銑刀號數(shù) 所切齒輪 1213 1416 1720 2125 2634 3554 55134 135齒數(shù)8把一組各號銑刀切制齒輪的齒數(shù)范圍1 2 3 4 5 6 7 8 設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云00齒輪插刀加工i=0 /=z/z0二、范成法1. 齒輪插刀共軛齒廓互為包絡(luò)線切削運動0范成運動讓刀運動進給切削讓刀v范成Vrmz/22. 齒條插刀插齒加工過程為斷續(xù)切削，生產(chǎn)效率低。齒條插刀加工時齒廓包絡(luò)過程 滾刀進給進給0v0范成運動Vrmz/2滾刀傾斜tt滾刀軸剖面相當(dāng)于齒條相當(dāng)于齒輪齒條嚙合傳動0切削3. 齒輪滾刀被加工齒輪為什么滾刀要傾

21、斜一個角度呢？設(shè)計：潘存云范成法加工的特點： 一種模數(shù)只需要一把刀具連續(xù)切削，生產(chǎn)效率高，精度高，用于批量生產(chǎn)。tttt設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云hf=1.25m4.用標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具比基準(zhǔn)齒形高出c一段切出齒根過渡曲線。 非漸開線討論切制原理時不考慮此部分。GB1356-88規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具的基準(zhǔn)齒形。4.1標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具4.2用標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪ha分度線分度圓ha=m加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪：刀具分度線剛好與輪坯的分度圓作純滾動。加工結(jié)果： sem/2esha=mhf=1.25mhacc頂線=20m/2m/2設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云PrbrraN1O1分度圓基圓一、

22、根切現(xiàn)象圖示現(xiàn)象稱為輪齒的根切。根切的后果：削弱輪齒的抗彎強度；以下分析產(chǎn)生根切的原因:使重合度下降。46 根切現(xiàn)象、最少齒數(shù)及變位齒輪23B1PB2PN1 不根切1刀具在位置1開始切削齒間；在位置2開始切削漸開線齒廓；在位置3切削完全部齒廓；當(dāng)B2落在N1點的下方： PB2PN1B2根切問題的解決思路設(shè)法改變N1點的位置 使刀具的齒頂線不超過嚙合線與輪坯基圓的切點N1，即使：PrbrraN1O11B2 N1點的位置與被切齒輪的基圓半徑 rb的大小有關(guān)，rb愈小，則點N1愈接近于節(jié)點P, 也就是說產(chǎn)生根切的可能性愈大。問題1 當(dāng)被加工齒輪的模數(shù)m確定之后，其刀具齒頂線與嚙合線的交點B2就唯一確

23、定。N1點的位置與哪些參數(shù)有關(guān)？如何改變？是否產(chǎn)生根切，取決于被切齒輪的齒數(shù)z 基圓半徑 rb的大小與哪些參數(shù)有關(guān)？如何改變？問題2 為了不發(fā)生根切，齒數(shù) z不得少于某一最少限度。 z 愈少就愈容易發(fā)生根切。最少齒數(shù)Prb3 N1rb1N1 B2這時極限嚙合點N1的位置隨基圓大小變動rb愈小，則點N1愈接近于節(jié)點P, 也就是說產(chǎn)生根切的可能性愈大。設(shè)計：潘存云二、漸開線齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)當(dāng)N1 B2兩點重合時，正好不根切。不根切的條件：在PN1O1 中有：在PB2B 中有：代入求得： z2 / sin2 取=20, 得: zmin=17ha即： zmin2 / sin2 P N1P B2

24、=mzsin/2 PN1=rsinPB2=ha/sinPB2Brb N1O1r=m/sin三、變位齒輪概述標(biāo)準(zhǔn)齒輪的優(yōu)點：計算簡單、互換性好。缺點：當(dāng)zzmin時，產(chǎn)生根切。但實際生產(chǎn)中經(jīng)常要用到 zzmin的齒輪。不適合 aa的場合。aa 時，產(chǎn)生過大側(cè)隙，且小齒輪容易壞。原因：小，滑動系數(shù)大，齒根 薄。希望兩者壽命接 近。為改善上述不足，就必須對齒輪進行變位修正。設(shè)計：潘存云N11.加工齒輪時刀具的移位 從避免根切引入為避免根切，可徑向移動刀具 xm B2x-為移距系數(shù)。 xmxm-移距B2靠近輪坯中心時，x 0， 正變位齒輪。刀具中線設(shè)計：潘存云由于刀具一樣，變位齒輪的基本參數(shù)m、z、與

25、標(biāo)準(zhǔn)齒輪相同，故d、db與標(biāo)準(zhǔn)齒輪也相同，齒廓曲線取自同一條漸開線的不同段。正變位齒輪 x0hahf標(biāo)準(zhǔn)齒輪 x0分度圓負變位齒輪 x0負傳動 x1x20，大齒輪采用負變位，x20優(yōu)缺點：可采用z1zmin的小齒輪，仍不根切,使結(jié)構(gòu)更緊湊。改善小齒輪的磨損情況。相對提高承載能力，因大小齒輪強度趨于接近。缺點是:沒有互換性，必須成對使用，略有減小。設(shè)計：潘存云47 平行軸斜齒輪傳動1.斜齒輪的共軛齒廓曲面考慮齒輪寬度，則直齒輪的齒廓曲面是發(fā)生面在基圓柱上作純滾動時，發(fā)生面內(nèi)一條與軸線平行的直線KK所展成的曲面。直齒輪：嚙合線嚙合面 兩基圓的內(nèi)公切面嚙合點接觸線，即嚙合面與齒廓曲面的交線。嚙合特點

26、: 沿齒寬同時進入或退出嚙合。突然加載或卸載，運動平穩(wěn)性差，沖擊、振動和噪音大。斜直線KK的軌跡斜齒輪的齒廓曲面漸開螺旋面Kb 基圓柱上的螺旋角KK線上每一點都產(chǎn)生一條漸開線，其形狀相同而起始點不在同一條母線上發(fā)生面 基圓柱發(fā)生面AKAAAbKK設(shè)計：潘存云12b嚙合面基圓柱漸開線螺旋面KK齒面接觸線齒面接觸線始終與K-K線平行并且位于兩基圓的公切面內(nèi)。設(shè)計：潘存云嚙合特點:接觸線長度的變化： 短 長 短加載、卸載過程是逐漸進行的傳動平穩(wěn)，沖擊、振動和噪音較小，適宜高速、重載傳動。在端面內(nèi)，斜齒輪的齒廓曲線為漸開線，相當(dāng)于直齒圓柱齒輪傳動，滿足定傳動比要求。設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云二、斜齒輪的

27、基本參數(shù)1. 斜齒輪的螺旋角將分度圓柱展開，得一矩形，有：tg=d/l其中t為端面壓力角。ddb同理，將基圓柱展開，也得一矩形，有：tgb=db/ll得： tgb /tg=db/ d tgb = tg cost=cost定義分度圓柱上的螺旋角為斜齒輪的螺旋角 。判別方法db右旋左旋設(shè)計：潘存云B法面內(nèi)的齒形與刀具的齒形一樣，取標(biāo)準(zhǔn)值。2. 模數(shù) mn、mt將分度圓柱展開，得一矩形，pn=ptcos將 pnmn , ptmt 代入得：pt 可求得端面齒距與法面齒距之間的關(guān)系：斜齒輪的齒面為螺旋漸開面，其法面齒形和端面齒形不一樣，參數(shù)也不一樣。切削加工時，刀具沿齒槽方向運動，故法面內(nèi)的齒形與刀具的

28、齒形一樣，取標(biāo)準(zhǔn)值。 計算時，按端面參數(shù)進行，故應(yīng)建立兩者之間的關(guān)系。端面是圓，而法面不是圓dmn=mtcosnn pn設(shè)計：潘存云bac壓力角：n、t用斜齒條說明： 在abc中，有：abc=n 在abc中, 有：abc=t由 ab=ab , ac=accos 得：tgn = tgt cos 3. 斜齒輪傳動的幾何尺寸不論在法面還是端面，其齒頂高和齒根高一樣：過c點作輪齒的法剖面在法面和端面內(nèi)齒高一樣, tgn =ac/abtgt =ac/ab ha=mn hf= 1.25m n nabcaat分度圓直徑： d=zmt=z mn / cos中心距： a=r1+r2可通過改變來調(diào)整a的大小。4.

29、一對斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件嚙合處的齒向相同。外嚙合 : 1-2mn1=mn2 ，n1 =n2 mt1=mt2 ，t1t2一對斜齒輪的正確嚙合條件，除了模數(shù)和壓力角應(yīng)分別相等外，其螺旋角必須匹配。= mn (z1+ z2) /2 cos 內(nèi)嚙合：12設(shè)計：潘存云bB2B2斜齒輪傳動的重合度直齒輪：斜齒輪：的增量：L/pbt分析圖示直齒輪和斜齒輪在嚙合面進入嚙合(B2 B2)和退出嚙合(B1 B1)的情形。LbbB1B1b tgb /pbt + 若 b100，20， mn2則： B1B1bB2B2LL /pb (L+L)/pbtb tg/pt5.45b sin/mn設(shè)計：潘存云cd斜齒圓柱齒輪

30、的當(dāng)量齒數(shù)用盤銑刀加工斜齒輪時，加工沿法面進行，要求斜齒輪法面內(nèi)的齒形與所選銑刀的齒形近可能接近。選擇銑刀組號的依據(jù)是直齒輪的齒數(shù)，因此，有必要知道一個齒數(shù)為z的斜齒輪法面內(nèi)的齒形與多少個齒的直齒圓柱齒輪的齒形相當(dāng)，該直齒圓柱齒輪作為選刀號的依據(jù)。定義：與斜齒輪法面齒形相當(dāng)?shù)闹饼X圓柱齒輪，稱為該斜齒輪的當(dāng)量齒輪，其齒數(shù)稱當(dāng)量齒數(shù)。過分度圓C點作輪齒的法剖面得一橢圓，以C點曲率半徑作為當(dāng)量齒輪的分度圓半徑。rv 得： zv 2rv /mn斜齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)： zmin=zvmincos3d/mn cos2zmt/ mn cos2z/ cos3a橢圓長半軸: a=d/2cos短半軸: b=

31、d/2 由高數(shù)知，C點的曲率半徑為：ba2/b=d/2cos2若=20 zvmin =17zmin=14 齒槽nn設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云FnFtFtFn7. 斜齒輪的主要優(yōu)缺點 嚙合性能好、傳動平穩(wěn)，噪音小。 重合度大，承載能力高。zmin zvmin ,機構(gòu)更緊湊。 缺點是產(chǎn)生軸向力，且隨增大而增大，一般取820。采用人字齒輪，可使2540。常用于高速大功率傳動中(如船用齒輪箱)。FsFs例4-2：已知兩平行軸的距離a=220mm，現(xiàn)采用z1=27，z2=60，mn=5mm的一對正常齒標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動。求：、d1、d2、da1、da2、df1、df2。 解：r2O2r1PO1P1rv148

32、圓錐齒輪機構(gòu)一、圓錐齒輪概述作用：傳遞兩相交軸之間的運動和動力。結(jié)構(gòu)特點：輪齒分布在錐臺表面上，輪齒大小逐漸由大變小。軸交角：根據(jù)需要確定為了計算和測量的方便，取大端參數(shù)(如m)為標(biāo)準(zhǔn)值。名稱變化：圓柱圓錐，如分度圓錐、齒頂圓錐等。1=90分度圓錐角。冠輪2設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云軸交角 根據(jù)需要確定圓錐齒輪類型按齒形分有：直齒、斜齒、曲齒(圓弧齒、螺旋齒)=90常用=90直齒斜齒曲齒設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云漸縮齒等高齒平面嚙合內(nèi)嚙合等頂隙齒圓錐齒輪類型按齒形分：直齒、斜齒、曲齒; 按嚙合方式分：外嚙合、內(nèi)嚙合、平面嚙合; 按輪齒高度分：漸縮齒、等高齒、等頂隙齒. 外嚙合設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云O1 O2 1. 理論齒廓一個圓平面在一圓錐上作純滾動時，平面上任一點的軌跡由于兩錐齒輪作定點運動，只有到定點距離相等的點（球面上的點）才能嚙合，故共軛齒廓分布在球面上。齒廓曲面：圓平面上某一條半徑上所有點的軌跡。公共錐頂球面漸開線-球面漸開線。圓平面稱發(fā)生面發(fā)生面，圓錐稱基圓錐?；鶊A錐二、背錐及當(dāng)量齒輪設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云o2.背錐及當(dāng)量齒數(shù)過大端作母線與分度圓錐母線垂直的圓錐 將球面齒往該圓錐上投影，則球面齒形與錐面上的投影非常接近。錐面可以展開，故用錐面上的齒形代替球面齒。演示紙片模型。將背錐展開得扇形齒輪，