學(xué)習(xí)情境1-5

1、,齒輪機(jī)構(gòu)功能分析與拆裝調(diào)整,1-5,齒輪傳動(dòng) gear transmission齒輪機(jī)構(gòu) gear mechanism 嚙合 Meshing 傳動(dòng)比 gear ratio中心距 centre distance,齒輪干什么用的？,齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最為廣泛的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)例1：機(jī)械手,例2：汽車變速箱,例3：攝像機(jī),例4：大型游樂(lè)設(shè)施,齒輪

2、傳動(dòng)用于傳遞任意軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。,傳動(dòng)平穩(wěn)、適用范圍廣、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長(zhǎng)。,但其制造和安裝精度要求高、制造費(fèi)用大，而且不宜在兩軸中心矩很大的場(chǎng)合使用。,齒輪干什么用的？,齒輪有什么特點(diǎn)？,按相對(duì)運(yùn)動(dòng)分：,按齒輪工作條件分：開式和閉式,齒輪有哪些類型？,平面—直齒輪,內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng) 兩齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,齒輪齒條傳動(dòng),外嚙合齒輪傳動(dòng) 兩齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,平面—平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng),輪齒與其軸線傾

3、斜一個(gè)角度,平面—人字齒輪傳動(dòng),由兩個(gè)螺旋角方向相反的斜齒輪組成,空間—（圓）錐齒輪傳動(dòng),用于兩相交軸之間的傳動(dòng),空間—交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng),用于傳遞兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng),空間—蝸桿傳動(dòng),用于傳遞兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)，其兩軸的交錯(cuò)角一般為90º,（1）傳動(dòng)準(zhǔn)確、平穩(wěn) 即要求齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中的瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定不變，避免發(fā)生噪聲、振動(dòng)和沖擊。這一要求與齒輪的齒廓形狀、制造和安裝精度等有關(guān)。,（2）承載能力強(qiáng) 即要求齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中有

4、足夠的強(qiáng)度、剛度，能傳遞較大的動(dòng)力，并在預(yù)定的使用期限內(nèi)正常工作不失效。這一要求與齒輪的尺寸、材料和熱處理工藝等有關(guān)。,齒輪傳動(dòng)的基本要求,1.5.1直齒圓柱齒輪一、漸開線齒廓,1. 齒廓嚙合的基本定律,在傳動(dòng)過(guò)程中要求瞬時(shí)傳動(dòng)比i12 = ω1/ω2恒定不變（ω1、ω2 分別為主、從動(dòng)輪的角速度），而齒廓曲線直接影響齒輪傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比。,,為避免兩齒廓出現(xiàn)干涉或分離而不能正常傳動(dòng)，υk1、υk2在公法線n-n上的分量必須相等，即,

5、υK1cosαK1=υK2cosαK2,兩輪在點(diǎn)K的速度分別為υk1 =ω1 和υk2 =ω2 。,,由△O1CN1∽△O2CN2可得：,傳動(dòng)比 i12與連心線O1O2被過(guò)齒廓接觸點(diǎn)公法線分得的兩線段長(zhǎng)度成反比。,——齒廓嚙合的基本定律,,即：兩齒廓不論在何處接觸，過(guò)接觸點(diǎn)的公法線都必須通過(guò)兩輪連心線上的固定點(diǎn)。,——保證齒輪瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定時(shí)齒廓曲線必需滿足的條件。,共軛齒廓——凡

6、能滿足齒廓嚙合基本定律的一對(duì)齒輪的齒廓。,齒廓嚙合基本定律齒廓接觸點(diǎn)的公法線始終通過(guò)中心連線上一定點(diǎn)，速比恒定。節(jié)圓：由節(jié)點(diǎn)決定的圓共軛齒廓凡滿足齒廓嚙合基本定律而相互嚙合的一對(duì)齒廓,兩頭牛背上的架子稱為軛，軛使兩頭牛同步行走。共軛即為按一定規(guī)律相配的一對(duì)。,軛,2、漸開線齒廓的形成與特性1）理論上滿足基本定律的共軛齒廓曲線很多；2）考慮因素：設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用； 3）常用齒廓曲線：漸開線，擺線，變態(tài)擺線，圓弧曲線和拋

7、物線等。重點(diǎn)研究漸開線齒廓的齒輪,2、漸開線齒廓的形成與特性,,,,,,發(fā)生線,漸開線,,漸開線的形成,漸開線AK ——當(dāng)一直線沿半徑為rb的圓作純滾動(dòng)時(shí)，此直線上任一點(diǎn)K的軌跡。,漸開線具有以下特性：,② 漸開線上任一點(diǎn)的法線必與基圓相切。,③ 漸開線的形狀取決于基圓的大小。基圓愈大，漸開線愈平直；當(dāng)基圓趨于無(wú)窮大時(shí)，漸開線就變成一直線，漸開線齒輪變?yōu)辇X條。,,④ 漸開線上任一點(diǎn)的壓力角αk是該點(diǎn)法向力Fn方向線與該點(diǎn)繞輪心O轉(zhuǎn)動(dòng)的

8、速度υk方向線之間所夾的銳角。,⑤ 漸開線的起始點(diǎn)在基圓上，故基圓內(nèi)無(wú)漸開線。,故漸開線上各點(diǎn)的壓力角不等。向徑rk越大（即離輪心越遠(yuǎn)）的點(diǎn)，其壓力角越大；漸開線在基圓上的壓力角等于零。,漸開線方程1）漸開線的壓力角2）漸開線方程,3. 漸開線齒廓的嚙合特性,分析：根據(jù)漸開線的特性②，齒廓嚙合點(diǎn)K的公法線n-n必同時(shí)與兩基圓相切，它與兩輪連心線O1O2的交點(diǎn)C必為一固定點(diǎn)。,故漸開線齒廓能夠保證瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定不變。,（1）傳動(dòng)比

9、恒定性,（2）中心距的可分性,分析：分別以O(shè)1、O2為圓心，過(guò)固定點(diǎn)C作兩個(gè)相切的圓，稱為節(jié)圓，兩輪節(jié)圓半徑分別用r1’、r2’表示，則由教材式（7-1）可知，嚙合齒輪的傳動(dòng)比又可表示成,——漸開線齒廓嚙合傳動(dòng)的中心距可分性。,當(dāng)一對(duì)齒輪制成后，其基圓半徑就已確定，即使兩輪安裝的實(shí)際中心距與理論中心距稍有偏差，其傳動(dòng)比仍保持不變。,式中：rb1、rb2——兩輪的基圓半徑。,（3）傳力的平穩(wěn)性,故傳力穩(wěn)定。,嚙合角α'——過(guò)節(jié)點(diǎn)C

10、作兩節(jié)圓的公切線t-t，它與嚙合線N1N2所夾的銳角。,嚙合角α'的值恒定不變。,分析：兩漸開線齒廓不論在哪一點(diǎn)接觸，其接觸點(diǎn)的公法線均與兩基圓的內(nèi)公切線N1N2相重合，為一定直線。,兩齒廓嚙合傳動(dòng)時(shí)，若不考慮齒廓間的摩擦力，則齒廓間的作用力是沿接觸點(diǎn)公法線方向的正壓力，其方向始終不變。,嚙合角α'等于漸開線在節(jié)圓上的壓力角。,二、漸開線齒輪,1.齒輪各部分的名稱和符號(hào),二、漸開線齒輪,1. 齒輪各部分名稱,任意圓上的

11、齒距、齒厚及齒槽寬： pk=sk+ek,分度圓上的齒距、齒厚及齒槽寬： p=s+e,齒全高 h= ha+hf,,分度圓——計(jì)算齒輪幾何尺寸的基準(zhǔn)圓,基本參數(shù)及幾何尺寸運(yùn)算,,,基本參數(shù),我國(guó)規(guī)定,,任意圓齒厚,,,基圓齒厚,公法線長(zhǎng)度,,2. 基本參數(shù),(2)模數(shù) m,(1)齒數(shù) z,齒輪分度圓周長(zhǎng)：πd=zp 分度圓直徑：d =pz /π,模數(shù)m必須取標(biāo)準(zhǔn)值，單位：mm。,模數(shù)m是決定齒輪尺寸

12、的一個(gè)基本參數(shù)。模數(shù)愈大，輪齒愈大。,模數(shù)： m=p /π分度圓直徑：d =mz,公法線長(zhǎng)度,(3)壓力角α,分度圓上的壓力角α為標(biāo)準(zhǔn)值。,我國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)壓力角α=20°。有些國(guó)家也采用14.5°、15°、25°等。,(4)齒頂高系數(shù)ha*和頂隙系數(shù)c*,規(guī)定齒頂高和齒根高分別為：,式中：ha*和c*——齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)。,ha*和c*已標(biāo)準(zhǔn)化，其值分別為：,正常齒制 ha*=1，

13、c*=0.25,短齒制 ha*=0.8，c*=0.3,標(biāo)準(zhǔn)齒輪——模數(shù) m、壓力角α、齒頂高系數(shù) ha*、頂隙系數(shù) c* 均為標(biāo)準(zhǔn)值，且分度圓上的齒厚s等于齒槽寬e的齒輪。,模數(shù)制齒輪——以模數(shù)為基本參數(shù)進(jìn)行幾何尺寸計(jì)算的齒輪。,4．徑節(jié)制齒輪簡(jiǎn)介,徑節(jié)制齒輪——以徑節(jié)為基本參數(shù)進(jìn)行幾何尺寸計(jì)算的齒輪。,例如：有一徑節(jié)制齒輪，徑節(jié)P=8（1/in），換算為模數(shù)，則m =25.4/8=3.175(mm)，即它約相當(dāng)于模數(shù)為3mm的模數(shù)制

14、齒輪。,徑節(jié)P是齒數(shù)z與分度圓直徑d之比（單位為1/in）。即,因m=d/z，可見(jiàn)m與P互為倒數(shù)，又1in = 25.4mm，則,三、齒輪嚙合1、正確嚙合條件,pb1=pb2,問(wèn)題的提出：,雖然漸開線齒廓能滿足定傳動(dòng)比傳動(dòng)的要求，但任意兩個(gè)漸開線齒輪都可以配對(duì)來(lái)實(shí)現(xiàn)正確嚙合傳動(dòng)嗎？,分析：,一對(duì)漸開線齒輪傳動(dòng)時(shí)，若有兩對(duì)輪齒同時(shí)參與嚙合，則兩嚙合點(diǎn)a和b都應(yīng)在嚙合線N1N2上。,線段ab同時(shí)是輪1和輪2上相鄰?fù)瑐?cè)齒廓沿公法線的距離（法

15、節(jié)）。,即 pb1 = pb2,正確嚙合條件條件：齒對(duì)交替過(guò)程中不發(fā)生沖擊,pb1<pb2,pb1>pb2,若 pb1 < pb2 ，則出現(xiàn)分離,若 pb1 > pb2 ，則出現(xiàn)干涉,1、正確嚙合條件,1、正確嚙合條件,由pb=πdb/z 得pb =πmcosα，,即： m1cosα1 = m2 cosα2,由于兩輪的模數(shù)和壓力角均為標(biāo)準(zhǔn)值，若上式成立，則必須滿足,漸開

16、線齒輪的正確嚙合條件——兩輪的模數(shù)和壓力角必須分別相等。,一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比也可表示為：,2、連續(xù)傳動(dòng)條件,一對(duì)嚙合齒輪實(shí)現(xiàn)定傳動(dòng)比連續(xù)傳動(dòng)，僅具備正確嚙合條件是不夠的。,N1、N2 ——嚙合極限點(diǎn)。,為實(shí)現(xiàn)定傳動(dòng)比連續(xù)傳動(dòng)，至少要求前一對(duì)輪齒在點(diǎn)B1脫離嚙合前，后一對(duì)輪齒已在點(diǎn)B 2進(jìn)入嚙合。,連續(xù)傳動(dòng)條件 ——實(shí)際嚙合線不小于齒輪法節(jié)，即,式中：ε——齒輪傳動(dòng)的重合度。,考慮齒輪的制造和安裝等誤差，應(yīng)使ε＞1。在一般機(jī)械制造中，常取ε

17、 =1.1～1.4。,漸開線齒輪傳動(dòng)的重合度,齒輪傳動(dòng)是依靠?jī)奢喌妮嘄X依次嚙合而實(shí)現(xiàn)的。,具體嚙合及重合度的概念觀看右圖演示。,3、正確安裝條件,對(duì)嚙合傳動(dòng)的齒輪，理論上要求：,具有標(biāo)準(zhǔn)頂隙，即 c=c*m,將一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒輪安裝成兩分度圓相切。則,——標(biāo)準(zhǔn)中心距,無(wú)齒側(cè)間隙（側(cè)隙），即 s '1－e '2＝0,正確安裝 —— 一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝。,在正確安裝

18、條件下：,側(cè)隙為零；具有標(biāo)準(zhǔn)頂隙。,節(jié)圓與分度圓重合；嚙合角與壓力角相等。,漸開線齒輪的無(wú)側(cè)隙嚙合,,,,4、齒輪齒條傳動(dòng),（1）齒條的特點(diǎn),② 齒廓上各點(diǎn)的壓力角α均相等，且與齒條的齒形角相等。,① 齒廓任意高度上的齒距p均相等；,,① 齒輪與齒條的嚙合角α'恒等于壓力角α；,② 齒輪的分度圓恒與其節(jié)圓重合；齒條的分度線只有在標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)才與其節(jié)線重合。,4、齒輪齒條傳動(dòng),（2）齒輪齒條嚙合特點(diǎn),四、漸開線齒輪切齒原理及變位

19、齒輪簡(jiǎn)介,1、輪齒切制原理與方法,2、根切現(xiàn)象和最少齒數(shù),3、變位齒輪的概念,4、齒輪齒厚的檢測(cè)項(xiàng)目,1、輪齒切制原理與方法,齒輪加工方法：鑄造法、模鍛法、熱軋法及切制法等等。,仿形法,常用的刀具：盤狀銑刀和指狀銑刀。,刀具在其軸向剖面內(nèi)的形狀與被切齒輪的齒槽形狀相同。,常用是切制法，按其切制原理可分為：,,1） 仿形法,范成法,指狀銑刀加工,盤銑刀加工,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。

20、銑完一個(gè)齒槽后，分度頭將齒坯轉(zhuǎn)過(guò)360°/z，再銑下一個(gè)齒槽，直到銑出所有的齒槽。,1. 仿型法,定義：,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(hào)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。,圓盤銑刀加工齒數(shù)的范圍,適用于：修配或單件生產(chǎn)以及精度要求不高的齒輪加工。,方法簡(jiǎn)單，無(wú)需專用機(jī)床。但加工不連續(xù)，生產(chǎn)率低；所用刀具數(shù)量多；通常為近似齒形，精度差。,加工特點(diǎn)：,2） 范成法,這是齒輪加工中最常

21、用的一種方法。,是利用一對(duì)齒輪（或齒輪齒條）互相嚙合傳動(dòng)時(shí)，其共軛齒廓互為包絡(luò)的原理來(lái)加工齒廓的。,適用于：大批量生產(chǎn)。,用范成法加工齒輪時(shí)，只要刀具的模數(shù)和壓力角與被加工齒輪相同，就可以通過(guò)改變刀具與輪坯的傳動(dòng)比，用同一把刀具加工出不同齒數(shù)的齒輪，且精度及生產(chǎn)率較高。,加工特點(diǎn)：,（1）齒輪插刀插齒,齒輪插刀的外形是有刀刃的外齒輪，當(dāng)用齒數(shù)為zc的齒輪插刀，去加工一個(gè)模數(shù)m和壓力角α均與該齒輪插刀相同而齒數(shù)為z的齒輪時(shí)，將插刀和輪坯裝

22、在專用的插齒機(jī)床上，通過(guò)機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)使插刀與輪坯之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為：,范成運(yùn)動(dòng)——齒輪插刀與輪坯以恒定的傳動(dòng)比i=ωc/ω =z/zc回轉(zhuǎn)。,切削運(yùn)動(dòng)——齒輪插刀沿著輪坯的齒寬方向作往復(fù)切削運(yùn)動(dòng)。,進(jìn)給運(yùn)動(dòng)——齒輪插刀向輪坯中心移動(dòng)，直至達(dá)到規(guī)定的中心距為止，以切出輪齒的高度。,讓刀運(yùn)動(dòng)——輪坯的徑向退刀運(yùn)動(dòng)，以免擦傷已加工齒面。,,上述運(yùn)動(dòng)使刀具的漸開線齒廓在輪坯上包絡(luò)出與其相共軛的漸開線齒廓。,,,,,,,,,,,,,,用齒輪插刀和

23、齒條插刀插齒加工輪齒，切削是不連續(xù)的，生產(chǎn)率較低。,其切齒原理與用齒輪插刀加工齒輪的原理相同，只是范成運(yùn)動(dòng)如同齒輪與齒條的嚙合傳動(dòng)，并且齒條刀具的移動(dòng)速度υ =rω= mzω/2。,（2）齒條插刀插齒,（3）齒輪滾刀滾齒,,滾刀,,V＝ωr＝ωmz/2,被加工齒輪,滾刀像具有梯形螺紋并開有刃口的螺桿，其軸向剖面如同一齒條，當(dāng)滾刀繞其軸線回轉(zhuǎn)時(shí)，相當(dāng)于無(wú)限長(zhǎng)的齒條刀具在移動(dòng)。,滾刀加工的范成運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)上與齒條插刀加工相同，但能連續(xù)切削。,

24、滾刀還需沿輪坯軸向移動(dòng)，以便切出整個(gè)齒寬。,滾刀安裝時(shí)，其軸線與齒坯端面之間應(yīng)有一個(gè)安裝角γ（等于滾刀的螺旋升角），以使?jié)L刀螺旋線的方向與被切輪齒方向一致。,用齒輪滾刀來(lái)加工輪齒，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)切削，提高生產(chǎn)率。,2. 展成法,原理,利用一對(duì)齒輪無(wú)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,展成法加工的基本要求,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(lái)加工。,2、根切現(xiàn)象

25、和最少齒數(shù),1） 根切現(xiàn)象,根切現(xiàn)象：刀刃把被切輪齒根部的兩側(cè)漸開線齒廓切去一部分。,產(chǎn)生的原因：用范成法加工齒輪的齒廓時(shí)，如果齒輪的齒數(shù)太少，刀具頂線超過(guò)嚙合極限點(diǎn)N。,根切的后果：,使一對(duì)輪齒的嚙合過(guò)程縮短，重合度下降，影響傳動(dòng)平穩(wěn)性。,削弱輪齒的抗彎強(qiáng)度，影響其承載能力；,應(yīng)當(dāng)避免。,2） 避免根切的最少齒數(shù),用范成法加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)，避免根切的最少齒數(shù)為,當(dāng)α=20?，ha*=1時(shí)，zmin=17。,3、變位齒輪的概念,用范成法加

26、工標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)，齒數(shù)z＜zmin被加工齒輪將發(fā)生根切，這是標(biāo)準(zhǔn)齒輪存在的不足。,為使齒數(shù)z＜zmin的被加工齒輪不產(chǎn)生根切，通常采用變位齒輪。,雙點(diǎn)劃線表示用齒條插刀切制齒數(shù)z＜zmin的標(biāo)準(zhǔn)齒輪而發(fā)生根切的情形，這時(shí)刀具的中線作為機(jī)床節(jié)線與輪坯分度圓相切對(duì)滾。,如果將刀具相對(duì)輪坯中心向外移動(dòng)一段距離xm，使其齒頂線不超過(guò)點(diǎn)N，即可避免根切。,變位齒輪——用改變刀具與輪坯相對(duì)位置的方法所加工的齒輪。,變位量xm——刀具移動(dòng)的距離。,x——

27、變位系數(shù),由于刀具一樣，變位齒輪的基本參數(shù)m、z、α與標(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。,,與標(biāo)準(zhǔn)齒輪比較：,由于加工變位齒輪時(shí)與輪坯分度圓相切的機(jī)床節(jié)線不再是刀具的中線，因此，變位齒輪的齒頂高與齒根高、齒厚與齒槽寬等參數(shù)發(fā)生了變化。,可見(jiàn)，變位齒輪的采用不僅可避免根切，還可改善齒輪的傳動(dòng)性能和提高齒輪傳動(dòng)的承載能力，實(shí)現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)中心距的傳動(dòng)，修復(fù)因磨損而報(bào)廢的標(biāo)準(zhǔn)齒輪等。加工方法簡(jiǎn)便易行，無(wú)需更

28、換刀具和設(shè)備。,4、齒輪齒厚的檢測(cè)項(xiàng)目,由于齒輪加工時(shí)無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量弧齒厚，因此公法線長(zhǎng)度和分度圓弦齒厚是齒輪檢測(cè)中常用的齒厚測(cè)量項(xiàng)目。,1）公法線長(zhǎng)度,公法線長(zhǎng)度Wk——跨過(guò)一定齒數(shù)k所測(cè)得的漸開線齒廓異側(cè)間的法向距離。,Wk與k值可由公式求得，也可直接從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得。,當(dāng)齒輪的模數(shù)m＞10mm或?yàn)殄F齒輪和蝸輪時(shí)，測(cè)量公法線長(zhǎng)度將受量具的限制，很不方便，這時(shí)通常測(cè)量輪齒的分度圓弦齒厚。,2）分度圓弦齒厚,標(biāo)準(zhǔn)齒輪分度圓弦齒厚和弦齒

29、高的計(jì)算公式見(jiàn)教材,齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)（1）直接接觸的嚙合傳動(dòng)；可傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；（2）功率范圍大，速比范圍大，效率高，精度高；（3）傳動(dòng)比穩(wěn)定，工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊；（4）改變運(yùn)動(dòng)方向；（5）制造安裝精度要求高，不適于大中心距，成本較高，且高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲較大。,1.5.2 斜齒圓柱齒輪一、 漸開線斜齒圓柱齒輪1. 斜齒圓柱齒輪齒面的形成,端面是漸開線，符合齒廓嚙合基本定律,2. 斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)（

30、1）螺旋角,（2）齒距和模數(shù)（3）壓力角（4）齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)（5）幾何尺寸3. 斜齒圓柱齒輪的嚙合特性接觸線是斜直線逐漸接觸，逐漸脫開，傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊和噪聲小,產(chǎn)生軸向力β角↑→軸向力↑，對(duì)軸承不利β角太小，斜齒輪的優(yōu)點(diǎn)不易發(fā)揮一般：β= 8―20°重合度加大(后面分析)4. 平行軸斜齒輪機(jī)構(gòu)1）平行軸斜齒輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算,(1) 法面參數(shù)與端面參數(shù)的關(guān)系模數(shù),壓力角,(2) 法面參數(shù)

31、的意義法面：加工時(shí)的進(jìn)刀方向，為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)端面：漸開線，與直齒輪相當(dāng),2) 正確嚙合條件兩輪嚙合處的輪齒傾斜方向必須一致,外嚙合β1=-β2 內(nèi)嚙合β1=β2,端面內(nèi)的嚙合相當(dāng)于之齒輪嚙合,(2)連續(xù)傳動(dòng)條件,端面重合度,軸向重合度,斜齒輪傳動(dòng)的重合度比直齒輪大,3. 斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒輪與斜齒輪法面齒形相當(dāng)?shù)闹饼X圓柱齒輪稱為斜齒輪的當(dāng)量齒輪當(dāng)量齒輪的齒數(shù)稱為斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù),將C點(diǎn)的曲率半徑ρ作為當(dāng)量齒輪的分

32、度圓半徑,標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)：,4. 當(dāng)量齒輪的用途仿形法加工直齒圓錐齒輪時(shí)，選擇銑刀；彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。選擇變位系數(shù)及測(cè)量齒厚,1.5.3 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一、直齒圓錐齒輪齒廓的形成1. 理論齒廓的形成,基圓錐→球面漸開線球面由于不能展開成平面， 給設(shè)計(jì)和制造帶來(lái)很大困難，工程上采用近似,用背錐齒形代替圓錐齒輪大端的球面齒型大端模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值2. 背錐和當(dāng)量齒數(shù),將背錐展平(參數(shù)與圓錐齒

33、輪大端相同)將扇形齒輪補(bǔ)足成完整的直齒圓柱齒輪，其齒數(shù)將增至Zv—圓錐齒輪的當(dāng)量齒輪Zv—當(dāng)量齒數(shù),標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)：3. 當(dāng)量齒輪的用途仿形法加工直齒圓錐齒輪時(shí)，選擇銑刀；彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。,二、直齒圓錐齒輪嚙合傳動(dòng)1. 正確嚙合條件2. 連續(xù)傳動(dòng)條件重合度ε≥1按照當(dāng)量齒輪進(jìn)行分析和計(jì)算,傳動(dòng)比,三、直齒圓錐齒輪的幾何尺寸,1.5.3 蝸桿傳動(dòng),1.5.3 蝸桿傳動(dòng),其齒面一般是

34、在車床上用直線刀刃的車刀切制而成，車刀安裝位置不同，加工出的蝸桿齒面的齒廓形狀不同。,其蝸桿的螺旋面是用刃邊為凸圓弧形的車刀切制而成的。,其蝸桿體在軸向的外形是以凹弧面為母線所形成的旋轉(zhuǎn)曲面，這種蝸桿同時(shí)嚙合齒數(shù)多，傳動(dòng)平穩(wěn)；齒面利于潤(rùn)滑油膜形成，傳動(dòng)效率較高；,一、 蝸桿傳動(dòng)的類型,同時(shí)嚙合齒數(shù)多，重合度大；傳動(dòng)比范圍大(10~360)；承載能力和效率較高；可節(jié)約有色金屬。,這種蝸桿加工和測(cè)量都比較方便，故應(yīng)用廣泛。但導(dǎo)程角γ

35、過(guò)大時(shí)加工困難。難以用砂輪磨削出精確齒形，故傳動(dòng)精度和傳動(dòng)效率較低。,普通圓柱蝸桿用直線切削刃在車床上加工，按刀具安裝位置不同，切出的蝸桿又可分為阿基米德蝸桿(ZA)、漸開線蝸桿(ZI)和法向直廓蝸桿等。阿基米德蝸桿的螺旋面在車床上加工，車刀刀刃平面通過(guò)蝸桿軸線，車刀切削刃夾角2α=40° 。切出的蝸桿，在軸平面I-I上具有直線齒廓，法向剖面n-n齒廓為外凸曲線；而端面上的齒廓曲線為阿基米德螺旋線，故稱為阿基米德蝸桿。,當(dāng)蝸

36、桿導(dǎo)程角 γ較大時(shí)，為了使車刀獲得合理的前角和后角，車制時(shí)車刀刀刃平面放在蝸桿螺旋線的法平面上，這樣切出的蝸桿，在法向剖面上齒廓為直線，故稱為法向直廓蝸桿。而在垂直于軸線的端面上的齒廓曲線為延伸漸開線，因而又稱為延伸漸開線蝸桿。這種蝸桿切削性能較好，有利于加工多頭蝸桿，且可用砂輪磨齒，常用于機(jī)床的多頭精密蝸桿傳動(dòng)。,漸開線蝸桿是將車刀切削刃平面與蝸桿的基圓柱相切加工的，被切出的蝸桿在軸平面上具有凸廓曲線，而在垂直于軸線的端面上的齒廓為

37、漸開線，故稱為漸開線蝸桿。這種蝸桿可以磨削，故傳動(dòng)精度和傳動(dòng)效率較高，適用于成批生產(chǎn)和大功率、高速精密傳動(dòng)。,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。,優(yōu)點(diǎn)： 傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小。,分度機(jī)構(gòu)：i=1000, 通常i=8~80,缺點(diǎn)： 傳動(dòng)效率低、蝸輪齒圈用青銅制造，成本高。,類型,按螺旋面形狀分：,阿基米德蝸桿、,漸開線蝸桿,環(huán)面蝸桿,按形狀

38、分有：,圓柱蝸桿,,,,環(huán)面蝸桿,圓柱蝸桿,漸開線蝸桿,阿基米德蝸桿,蝸桿旋向：左旋、右旋(常用),,,,,,,精度等級(jí)：,對(duì)于一般動(dòng)力傳動(dòng)，按如下等級(jí)制造：,v1<7.5 m/s ----7級(jí)精度；,v1< 3 m/s ----8級(jí)精度；,v1< 1.5 m/s ----9級(jí)精度；,判定方法：與螺旋和斜齒輪的旋向判斷方法相同。,二、 蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn),1.蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn),蝸桿傳動(dòng)的最大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、

39、傳動(dòng)比大。,傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小。,可制成具有自鎖性的蝸桿。,蝸桿傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是效率較低。,渦輪的造價(jià)較高。,2. 蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算,垂直于蝸輪軸線且通過(guò)蝸桿軸線的平面，稱為中間平面。在中間平面內(nèi)蝸桿與蝸輪的嚙合就相當(dāng)于漸開線齒條與齒輪的嚙合。在蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算中，均以中間平面上的基本參數(shù)和幾何尺寸為基準(zhǔn) 。,2. 蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算,（.1 ） 蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及其選擇,1）蝸桿的頭數(shù)z1、蝸輪齒數(shù)

40、z2和傳動(dòng)比 i,較少的蝸桿頭數(shù)（如：?jiǎn)晤^蝸桿）可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，但傳動(dòng)效率較低；蝸桿頭數(shù)越多，傳動(dòng)效率越高，但蝸桿頭數(shù)過(guò)多時(shí)不易加工。通常蝸桿頭數(shù)取為1、2、4、6。,蝸輪齒數(shù)主要取決于傳動(dòng)比，即z2= i z1 。 z2不宜太?。ㄈ鐉2＜26)，否則將使傳動(dòng)平穩(wěn)性變差。 z2也不宜太大，否則在模數(shù)一定時(shí)，蝸輪直徑將增大，從而使相嚙合的蝸桿支承間距加大，降低蝸桿的彎曲剛度。,傳動(dòng)比 i,2. 蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算

41、,2）模數(shù)m和壓力角a,蝸桿與蝸輪嚙合時(shí)，蝸桿的軸面模數(shù)、壓力角應(yīng)與蝸輪的端面模數(shù)、壓力角相等，即　 　　ma1= mt2 = m　　　　　　　　 aa1= at2=20°,3）導(dǎo)程角l,在m和d1為標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，z1↑→l↑,正確嚙合時(shí)，蝸輪蝸桿螺旋線方向相同，且l＝b,2 . 蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算,4）蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)q,,,由于蝸輪是用與蝸桿尺寸相同的蝸輪滾刀配對(duì)加工而成的，為了限制滾

42、刀的數(shù)目，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每一標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)規(guī)定了一定數(shù)目的標(biāo)準(zhǔn)蝸桿分度圓直徑d1。,直徑d1與模數(shù)m的比值稱為蝸桿的直徑系數(shù)。,,,當(dāng)模數(shù)m一定時(shí)，q值增大則蝸桿直徑d1增大，蝸桿的剛度提高。因此，對(duì)于小模數(shù)蝸桿，規(guī)定了較大的q值，以保證蝸桿有足夠的剛度。,2 .蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算,5）中心距,2 .蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算,（2） 蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,標(biāo)準(zhǔn)中心距,徑向間隙,蝸