齒輪機(jī)構(gòu)第三部分

§10－13圓錐齒輪傳動1.應(yīng)用、特點和分類作用：傳遞兩相交軸之間的運動和動力。結(jié)構(gòu)特點：輪齒分布在圓錐外表面上，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。δ2δ1=90°∑相當(dāng)于齒輪齒條嚙合冠輪分度圓錐角δ。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°直齒斜齒曲齒漸縮齒等高齒等頂隙齒平面嚙合內(nèi)嚙合外嚙合圓錐齒輪類型按齒形分有：直齒、斜齒、曲齒(圓弧齒、螺旋齒)按嚙合方式分有：外嚙合、內(nèi)嚙合、平面嚙合按輪齒高度分有：漸縮齒、等高齒、等頂隙齒2.理論齒廓球面漸開線：一個圓平面在一圓錐上作純滾動時，平面上任一點的軌跡，到錐頂距離相等，形成一條球面漸開線。圓平面稱發(fā)生面，圓錐稱基圓錐。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。演示模型基圓錐球面漸開線發(fā)生面公共錐頂3.背錐及當(dāng)量齒輪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。該圓錐稱為背錐。演示紙片模型。將背錐展開得扇形齒輪，補(bǔ)全，得當(dāng)量齒輪,其齒形與錐齒輪大端的球面齒形相當(dāng)，兩者m和α相同。當(dāng)量齒輪的參數(shù)：

rv=O1Prrvrvp又

rv=zvm/2得：zv＝z/cosδ因球面不能展開，給錐齒輪的設(shè)計和制造帶來困難，不得已用近似方法研究其齒廓曲線。δ1δ1=

r

/cosδ=zm/2cosδRefO1e’f’引入當(dāng)量齒輪的概念后，一對錐齒輪的嚙合傳動問題就轉(zhuǎn)化為一對圓柱直齒輪嚙合傳動。故可直接引用直齒輪的結(jié)論：正確嚙合條件：

m1=m2,α1=α2重合度：ε

=[Z1(tgαa1-tgα’)+Z2(tgαa2-tgα’)]/2π不根切最少齒數(shù)：zvmin=17,z=17cosδ

：4.幾何參數(shù)和尺寸計算大端參數(shù)m取標(biāo)準(zhǔn)值(P223)

、α=20°δ=45°z=12錐齒輪模數(shù)（GB12368-90）mm…11.1251.251.3751.51.7522.252.52.7533.253.53.7544.5566.578910…h(huán)ahfθfR－錐距δ－分度圓錐角。δa－齒頂圓錐角。B－齒寬d－分度圓da－齒頂圓df－齒根圓r1=Rsinδ1,r2=Rsinδ2,BRd1δa1δa2da2d2df2δ2δ1分度圓直徑：傳動比：

i12＝ω1/ω2當(dāng)∑＝90°時，＝z2/z1＝d2/d1＝sinδ2/sinδ1

＝ctgδ1i12

＝tgδ2d1=2Rsinδ1,d2=2Rsinδ2∑=90°δ1r1r2δ2Rδ2+δ1

＝90°設(shè)計時，如果給定i12，據(jù)此可確定δ。GB12369-90規(guī)定，多采用等頂隙圓錐齒輪傳動。其他參數(shù)的計算公式，詳見P223-P224。1ω1§10－14蝸桿傳動形成：在交錯軸斜齒輪中，當(dāng)小齒輪的很少（如z1=1）而且β1很大時，輪齒在圓柱體上構(gòu)成多圈完整的螺旋，蝸桿頭數(shù)：螺旋數(shù)z1（從端面數(shù)）。蝸桿蝸桿與螺旋相似有左旋右旋之分，常用為右旋。小齒輪稱為蝸桿，而嚙合件稱為蝸輪。作用：傳遞兩交錯軸之間的運動和動力，∑＝90°。點接觸改進(jìn)措施：將刀具做成蝸桿狀，用范成法切制蝸輪，所得蝸輪蝸桿為線接觸。12ω2蝸輪P優(yōu)點：1)傳動平穩(wěn)，振動、沖擊和噪音很小。蝸桿輪齒變成連續(xù)不斷的螺旋齒3)單級可獲得較大的傳動比，結(jié)構(gòu)緊湊。因為蝸桿齒數(shù)通常為1～4

減速用：5≤i12≤70，常用：15≤i12≤50。相對滑動速度大，摩擦損耗大，易發(fā)熱，效率低。蝸輪用耐磨材料做，成本高。4)當(dāng)γ1<φv時，反行程具有自鎖性〔起重機(jī)用〕2)線接觸，可傳遞較大的動力。蝸桿輪齒變成連續(xù)不斷的螺旋齒增速用：1/5≤i21≤1/15缺點：vp1vp2vp1

p22.類型圓柱形蝸桿

環(huán)面蝸桿錐蝸桿阿基米德蝸桿－端面齒形為阿基米德螺線漸開線蝸桿－端面齒形為漸開線。

圓弧齒圓柱蝸桿－軸剖面內(nèi)的齒廓為凹圓弧。蝸桿類型

圓弧齒圓柱蝸桿環(huán)面蝸桿錐蝸桿3.正確嚙合條件中間平面：過蝸桿軸線垂直于蝸輪軸線。正確嚙合條件是中間平面內(nèi)參數(shù)分別相等：mt2=mx1=m

，αt1=αx1=α蝸輪蝸桿輪齒旋向相同，γ1在此平面內(nèi)，蝸輪蝸桿相當(dāng)于齒輪齒條嚙合?！摺疲溅?+β2＝90°γ1+β1＝90°

∴γ1＝β2β1中間平面螺旋升角4.主要參數(shù)及幾何尺寸1)壓力角:α=20°2)模數(shù)。取標(biāo)準(zhǔn)值，與齒輪模數(shù)系列不同。見P226表10－8。分度傳動，推薦用α=15°。動力傳動，推薦：α=25°第一系列1,1.25,1.6,2,2.5,3.15,4,5,6.3810,12.5,16,20,25,31.5,40第二系列1.5,3,3.5,4.5,5.56,7,12,14表10－8蝸桿模數(shù)m值GB10088-88d3)導(dǎo)程角(螺旋升角)：將分度圓柱展開得：πd1lpx1γ1β1=z1px1/πd1=mz1/d1

γ14)蝸桿直徑系數(shù)q加工時滾刀直徑等參數(shù)與蝸桿分度圓直徑等參數(shù)相同，為了限制滾刀的數(shù)量，國標(biāo)規(guī)定分度圓直徑只能取標(biāo)準(zhǔn)值，并與模數(shù)相配。q為蝸桿特性系數(shù)。匹配系列見表10－9P226定義：

q=d1/m一般取q=8～18。

tgγ1=l/πd1表8－9蝸桿分度圓直徑與其模數(shù)的匹配標(biāo)準(zhǔn)系列mmm11.251.62d1182022.42028(18)22.4(28)35.5m2.53.154d1(22.4)28(35.5)45(28)35.5(45)56(31.5)m456.3d140(50)71(40)50(63)90(50)63m6.3810d1(80)112(63)80(100)140(71)90…摘自GB10085-88,括號中的數(shù)字盡可能不采用分析：

m一定時，q↑

q=d1/m5)蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)：z1=1、2、4、6，要求自鎖時，取小值。要求有傳動效率或速度較高時，則取大值。z2=29～70q一定時，z1↑→強(qiáng)度、剛度↑→傳動效率↑原因是6)分度圓直徑蝸桿：查P226表10-9選定。蝸輪：d2=mz27)中心距：a=r1＋r2

→d1↑→γ1↑ω1pω2ar2r1∵蝸輪蝸桿相當(dāng)于螺旋副，故其機(jī)械效率為：η＝tg(γ1)/tg(γ1＋φv)ω112pω112p5.蝸輪轉(zhuǎn)向的確定右旋蝸桿：伸出左手，四指順蝸桿轉(zhuǎn)向，則蝸輪的切向速度vp2的方向與拇指指向相同。手勢確定：因蝸輪蝸桿相當(dāng)于螺旋副的運動，有一種實用且簡便的轉(zhuǎn)向判別方法：左旋蝸桿：用右手判斷，方法一樣。ω2ω2vp2vp2蝸輪的轉(zhuǎn)向本章重點：⑴名詞：五個圓：r、ra、rf、rb

、r’；兩個角：α、α’；兩條線：嚙合線、中心距（連心線）；pn＝pb；齒距p＝e+s、標(biāo)準(zhǔn)齒輪、標(biāo)準(zhǔn)安裝、標(biāo)準(zhǔn)中心距。⑵齒廓嚙合基本定律和漸開線的性質(zhì)、方程。⑶熟記表8－3計算公式，齒輪齒條傳動的特點。⑷嚙合特性：定傳動比、運動可分性:acosα＝a’cosα’。⑸正確嚙合條件：pn1＝pn2pb1＝pb2→

m1＝m2α1＝α2。⑹連續(xù)傳動條件；重合度及其物理含義，要求能繪制單齒和雙齒嚙合區(qū)圖。⑺仿形法切齒原理、刀具種類和特點；范成加工原理、所需運動；⑻根切現(xiàn)象及原因、不根切最少齒數(shù)：zmin＝17；⑼變位齒輪傳動的概念、xmin的含義，哪些參數(shù)有變化或不變；齒厚和無側(cè)隙嚙合方程不要求記。⑽變位的傳動類型及優(yōu)缺點；⑾斜齒輪形成，基本參數(shù)的計算：端面法面參數(shù)之間的關(guān)系