機(jī)械基礎(chǔ)（多學(xué)時）第3版 課件 第七章齒輪傳動 第二節(jié)非平行軸齒輪傳動（上）

第七章齒輪傳動第二節(jié)非平行軸齒輪傳動一、概述二、直齒錐齒輪傳動三、交錯軸斜齒輪傳動四、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計一、概述當(dāng)輸入端與輸出端回轉(zhuǎn)軸線處于非平行狀態(tài)時，采用非平行軸齒輪傳動。非平行軸齒輪傳動有相交軸與相錯軸兩類，軸線交角∑可根據(jù)需要在0°~180°選取。相交軸齒輪傳動，單個齒輪呈錐狀，稱之為錐齒輪傳動。相錯軸齒輪傳動，單個齒輪就是圓柱齒輪，稱之為交錯軸斜齒輪傳動(螺旋齒輪傳動)。二、直齒錐齒輪傳動（一）錐齒輪傳動的特點和應(yīng)用錐齒輪用來傳遞兩相交軸之間運(yùn)動和動力。其輪齒分布在圓錐體上，齒形從大端到小端逐漸變小。傳動可看成兩個錐頂共點的圓錐體相互作純滾動。兩軸交角∑由傳動要求確定，可為任意值，常用軸交角∑=90°。應(yīng)用:錐齒輪直齒錐齒輪：斜齒錐齒輪：曲齒錐齒輪：由于設(shè)計、制造、安裝方便，應(yīng)用最廣介于兩者之間，傳動較平穩(wěn)，設(shè)計較簡單傳動平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)，用于高速，重載傳動特點:（二）錐齒輪的背錐和當(dāng)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(bǔ)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V2。這兩個假想的直齒圓柱齒輪叫當(dāng)量齒輪，其齒數(shù)為錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)。背錐直齒錐齒輪的齒廓曲線為空間的球面漸開線。因球面無法展開為平面，故在錐齒輪的設(shè)計制造中，近似地用背錐上的齒形來代替大端球面上的理論齒輪。當(dāng)量齒輪zV1=z1/cosδ1zV2=z2/cosδ2δ1和δ2分別為兩輪的分度圓錐角zV1＞z1，zV2＞z2,且不一定是整數(shù)zmin=zvmincosδ直齒錐齒輪最少齒數(shù):當(dāng)ha*=1,α=20°時，zvmin=17（三）直齒錐齒輪的嚙合傳動1.基本參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值直齒錐齒輪傳動的基本參數(shù)及幾何尺寸是以輪齒大端為標(biāo)準(zhǔn)的。規(guī)定錐齒輪大端模數(shù)，與壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值。2.正確嚙合條件錐齒輪大端的模數(shù)和壓力角分別相等，錐頂距相等，錐頂重合且等于標(biāo)準(zhǔn)值。分度圓直徑分別為：d1=2Rsinδ1d2=2Rsinδ2

m1=m2α1=α2R1=R23.傳動比4.幾何尺寸計算直齒錐齒輪的齒高由大端到小端逐漸收縮，成為收縮齒錐齒輪。收縮齒直齒輪按頂隙不同可分為不等頂隙收縮齒和等頂隙收縮齒。一對不等頂隙收縮齒標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪，其齒頂圓錐、齒根圓錐和分度圓錐具有同一個錐頂，節(jié)圓和分度圓重合，軸交角∑=90°，兩輪的各部分名稱及主要幾何尺寸計算公式參見教材。設(shè)計：潘存云dm2d2bδ1δ2拓展知識（四）直齒錐齒輪的受力分析小齒輪齒寬中點分度圓直徑

dm12δFnc假設(shè)力集中作用在輪齒中點分度圓處。d1b/2dm1d1AB=(b/2)sinδ1dm1=d1-2ABdm1δ1AB=d1-bsinδ1設(shè)計：潘存云Ft的方向在主動輪上與運(yùn)動方向相反，在從動論上與運(yùn)動方向相同；δdm12圓周力

徑向力

軸向力

軸向力Fa的方向?qū)蓚€齒輪都是背著錐頂。輪齒所受總法向力Fn可分解為三個分力:ω1T1FtFaFrF’FnFtF’FrFasinδ1=cosδ2cosδ1=sinδ2徑向力指向各自的軸心；當(dāng)δ1+δ2=90?

時，有Fr1=Fa2Fa1=Fr2于是有：cFnα

ααδδ三、交錯軸斜齒輪傳動交錯軸斜齒輪機(jī)構(gòu)用于實現(xiàn)兩任意交錯軸之間的傳動。一對相互嚙合的交錯軸斜齒輪，兩輪的軸交角∑與兩輪的螺旋角β1和β2存在著如下關(guān)系∑=|β1+β2|一對相互嚙合的交錯軸斜齒輪，其中心距為aa=r1+r2=mnz1/(2cosβ1)+mn2z2(2cosβ2)可以通過改變β1、β2的值來湊中心距。當(dāng)∑=0°時，β1=-β2，交錯軸斜齒輪傳動即為平行軸斜齒輪傳動；當(dāng)β1(β2)=0,則軸交角∑=β2(β1)，表明一個直齒圓柱齒輪和一個斜齒圓柱齒輪也可以組成交錯軸斜齒輪傳動。軸交角∑和螺旋角β中心距正確嚙合條件一對交錯軸斜齒輪僅在法面內(nèi)嚙合，其正確嚙合條件為mn1=mn2=mnαn1=αn2齒向相對滑動速度和傳動比一對交錯軸斜齒輪嚙合時，兩輪在節(jié)點P處，存在相對滑動速度vP1P2，交錯軸斜齒輪機(jī)構(gòu)的傳動比為i12=ω1/ω2=r2cosβ2/(r1cosβ1)特點和應(yīng)用輪齒間為點接觸，相對滑動速度較大，輪齒間強(qiáng)度低，易磨損。不宜傳遞較大的動力，可以通過改變螺旋角的方法調(diào)整中心距和改變齒輪的轉(zhuǎn)動方向。廣泛應(yīng)用于齒輪剃齒合珩齒等精細(xì)切削加工中。設(shè)計：潘存云四、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計和精度選擇設(shè)計：潘存云

直徑較小的鋼質(zhì)齒輪，當(dāng)齒根圓直徑與軸徑接近時，可以將齒輪與軸做成一體，稱為齒輪軸。否則可能引起輪緣斷裂。1.齒輪軸

e圓柱齒輪：e<2mt

e圓錐齒輪：e<1.6mt

（一）結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計：潘存云直徑較小的鋼質(zhì)齒輪，當(dāng)齒根圓直徑與軸徑接近時，可以將齒輪與軸做成一體，稱為齒輪軸。如果齒輪的直徑比軸徑大得多，則應(yīng)把齒輪和軸分開制造。1.齒輪軸2.實心齒輪dh=1.6ds;lh=(1.2.~1.5)ds,并使lh

≥b

c=0.3b;δ=(2.5.~4)mn,但不小于8mmd0和d按結(jié)構(gòu)取定，當(dāng)d較小時可不開孔3.腹板式齒輪設(shè)計：潘存云dd0bdsdhda斜度1:10lhδc3.腹板式齒輪dh=1.6ds;lh=(1.2.~1.5)ds,并使lh

≥b

c=0.3b;δ=(2.5.~4)mn,但不小于8mmd0和d按結(jié)構(gòu)取定。設(shè)計：潘存云bdsdhda斜度1:10lhδc設(shè)計：潘存云dh=1.6ds(鑄鋼);dh=1.6ds(鑄鐵)lh=(1.2.~1.5)ds,并使lh

≥b

c=0.2b;但不小于10mmδ=(2.5.~4)mn,但不小于8mmh1=0.8ds;h2=0.8h1;s=1.5h1;但不小于10mme=0.8ds;h2=0.8h1

設(shè)計：潘存云bdsdhda斜度1:20cδlhh1eeh2s4.輪輻式齒輪dh=1.6ds;lh=(1.2.~1.5)ds

c=(0.2~0.3)b;?=(2.5~4)me;但不小于10mmd0和d按結(jié)構(gòu)取定dd0Rbdsdhdalh斜度1:10?

設(shè)計：潘存云d0d?

Rbdsdhdalh斜度1:20dh=(1.6~1.8)ds;lh=(1.2.~1.5)ds

c=(0.2~0.3)b;s=0.8c;?=(2.5~4)me;但不小于10mmd0和d按結(jié)構(gòu)取定（二）齒輪傳動精度選擇國家標(biāo)準(zhǔn)對單個漸開線齒輪規(guī)定了11個精度等級，按1～11順序排列，1級精度最高，11級精度最低，常用精度為5~8級。