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1、一、斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及其啮合特点,1、直齿轮啮合特点：沿齿宽同时进入或退出啮合。突然加载或卸载，运动平稳性差，冲击、振动和噪音大。重合度小于2，限制了齿轮承载能力的提高,第八节 斜齿圆柱齿轮传动,图8-25,直齿轮绕其轴线扭转一个角度，每个轮齿分布与轴线成倾斜的斜齿圆柱齿轮,2、斜齿轮齿廓形成: 斜直线KK的轨迹斜齿轮的齿 廓曲面, b 基圆柱上的螺旋角,第八节 斜齿圆柱齿轮传动,图8-26,垂直齿轮轴线的任一剖面同齿廓曲面的交线为渐开线。 不同半径的圆柱面与齿廓曲面的交线为螺旋线 由此形成该齿廓曲面为渐开螺旋面,3、斜齿轮齿廓的特点 啮合特点：接触线长度的变化：短 长 短 加载、卸
2、载过程是逐渐进行的。啮合时间长，重合度高 优点：传动平稳、冲击、振动和噪音较小，适宜高速、重载传动。,接触线,齿面接触是由一个点开始，逐渐增至一条最长的线，再由最长的接触线减短至一个点而后退出啮合的,二、斜齿圆柱齿轮基本参数和几何尺寸计算 基本参数 端面：垂至于轴线的平面，其参数以t为下标。 法面：与螺旋线垂直的平面，其参数以n为下标。 螺旋角：螺旋线任意点的切线与齿轮轴线之间的夹角。不同圆面柱螺旋角不同。分度圆柱面上的螺旋角。 齿距和模数,第八节 斜齿圆柱齿轮传动,图8-27,展开图,二、斜齿圆柱齿轮基本参数和几何尺寸计算（续） 基本参数 3. 压力角 端面齿顶高系数和端面顶隙系数 无论在端
3、面和法面， 轮齿的齿顶高相同， 顶隙也相同。 斜齿轮的标准参数在法面,第八节 斜齿圆柱齿轮传动,图8-28,端面,法面,斜齿条,二、斜齿圆柱齿轮基本参数和几何尺寸计算（续） 几何尺寸计算（参见教材 表7-4） 说明： 1、国标(GB)参数为法面参数 2、一般端面参数绝对值大于法面参数，但齿顶高系数和顶隙系数相反。 3、中心距除与模数、齿数有关外，还与螺旋角有关。因此可通过改变螺旋角来调整中心距。,第八节 斜齿圆柱齿轮传动,三、当量齿数zv 与齿数为z的斜齿轮法向齿廓有着相同模数、压力角的直齿轮称为该齿轮的当量齿轮，当量齿轮的齿数称当量齿数。,第八节 斜齿圆柱齿轮传动,图8-29,！斜齿轮不产生
4、根切的最小齿数是17么？,四、正确啮合条件和重叠系数 正确啮合条件 重叠系数,为端面尺寸相同的直齿轮重叠系数。,第八节 斜齿圆柱齿轮传动,图8-30,五、轮齿受力分析,第八节 斜齿圆柱齿轮传动,圆周力、径向力判断同直齿轮。 轴向力的方向决定于轮齿螺旋线方向和齿轮的回转方向，可用主动轮左、右手法法则判断；左螺旋左手，右螺旋右手。从动轮上轴向力方向与其方向相反、大小相等。,六、优缺点 啮合性能好、传动平稳，噪音小。 重合度大，承载能力高。 zmin zvmin ,机构更紧凑。 缺点是产生轴向力，且随增大而增大， 一般取815。 采用人字齿轮，可使2540。 常用于高速大功率传动中(如船用齿轮箱)。
5、,第八节 斜齿圆柱齿轮传动,例题：已知一对标准斜齿圆柱齿轮啮合传动，a=250mm，z1=23， z2=98，mn=4mm， an=20， =1.0。若轮齿宽B=60mm，试计算该对齿轮的当量齿数zv1、zv2及轴向重合度ea。,第八节 斜齿圆柱齿轮传动,斜齿轮分度圆柱展开图,螺旋角： ，l为螺旋线的导程，即螺旋线绕分度圆柱一整圈后上升的高度。对同一个斜齿轮，任何一个圆柱面上的导程一样，所以螺旋角不同。,一、齿轮传动的失效形式, 轮齿的折断 FLASH 原因：过载，弯曲疲劳。 发生环境：开式，闭式。 措施：改善R，光洁度，表面强化。, 齿面的点蚀 FLASH 原因：重载，软齿面，接触疲劳。 发
6、生环境：闭式。 措施：提高齿面硬度、光洁度，油粘度, 齿面的磨损 原因：磨粒磨损。 发生环境：开式。 措施：改善润滑, 齿面的胶合 原因：高速重载，润滑不良。 发生环境：开式，闭式。 措施：提高齿面硬度、光洁度，润滑条件。,第九节 齿轮传动的失效形式和材料,二、齿轮材料 常用材料是钢，其次铸铁，有时非铁金属和非金属材料。 齿轮材料要求：齿面要硬，齿心要韧。 参见教材P137 表7-5。几点说明： 选择材料要满足齿轮工作条件的要求（开式、闭式，载荷，速度）。 材料的特性要经热处理体现，还要考虑齿轮毛坯的成形方法(锻造、铸造）和切齿加工条件。（表7-6） 明确用途，综合生产经济性、工艺性考虑。,第
7、九节 齿轮传动的失效形式和材料,选择材料要满足齿轮工作条件的要求,对于传递载荷较大的齿轮，应选用强度、硬度等综合性能较好的材料（如45、40Cr）； 对于受冲击载荷的齿轮，轮齿受冲击后容易发生折断，应选用韧性较好的材料（如20Cr）； 对于速度较高的齿轮，齿面易于磨损，应选用齿面硬度较高的材料（如20Cr、40Cr）； 对于要求重量较轻的齿轮，可选用塑料或某些轻金属材料（如硬铝）； 对于在有害介质等条件下工作的齿轮，可选用耐蚀性较好的材料（如黄铜、青铜等）。,轮齿折断,齿面点蚀,齿面磨损,齿面胶合,第九节 齿轮传动的失效形式和材料,第九节 齿轮传动的失效形式和材料,一、圆锥齿轮传动的应用和特点
8、 1、功用：传递两相交轴之间的运动和动力。 2、结构特点：轮齿分布在圆锥外表面上，轮齿大小逐渐由大变小。 为计算和测量的方便，取大端参数为标准值。GB/T 12368-1990 3、名称变化：圆柱圆锥 如分度圆锥、齿顶圆锥等。 4、轴交角：根据需要确定， 常用=90,第十一节 圆锥齿轮传动,直齿,斜齿,曲齿,圆锥齿 轮类型,按齿形分有：直齿、斜齿、曲齿,按啮合方式分有：外啮合、内啮合、 平面啮合,按轮齿高度分有：渐缩齿、等高齿、 等顶隙齿,第十一节 圆锥齿轮传动,渐缩齿,等高齿,等顶隙齿,平面啮合,第十一节 圆锥齿轮传动,二、理论齿廓、背锥和当量齿数 理论齿廓 1. 球面渐开线：一个圆平面在一
9、圆锥上作纯滚动时，平面上任一点的轨迹，到锥顶距离相等，形成一条球面渐开线。AK弧：圆锥大端的球面渐开线 2. 齿廓曲面：发生圆平面上某一条半径上所有点的空间轨迹，即以锥顶为中心而半径不同的球面上的球面渐开线所组成。,第十一节 圆锥齿轮传动, 背锥 过大端作母线与分度圆锥母线垂直的圆锥，将球面齿往该圆锥上投影，则球面齿形与锥面上的投影非常接近。锥面可以展开，故用锥面上的齿形代替球面齿。该圆锥称为背锥。,第十一节 圆锥齿轮传动,齿轮分度圆锥母线与轴线间的夹角。,轴向剖面：ef弧为大端球面齿廓（球面渐开线）, 当量齿数 将背锥展开得扇形齿轮，补全、为分度圆作圆柱齿轮，得当量齿轮,其齿形与锥齿轮大端的
10、球面齿形相当，两者m 和相同。,rv=O1A=r/cos=zm/2cos 又 rv=zvm/2 得 zv=z/cos,第十一节 圆锥齿轮传动,三、正确啮合条件m1=m2 ,1=2 锥距相等，锥顶重合 四、传动比和几何尺寸的计算 传动比,第十一节 圆锥齿轮传动,图7-43, 几何尺寸计算 大端模数取标准值、=20 几何尺寸以大端为准 表7-11,GB12369-90规定，多采用等顶隙圆锥齿轮传动。,第十一节 圆锥齿轮传动,五、直齿圆锥齿轮传动的受力分析,第十一节 圆锥齿轮传动,图7-44,一、蜗杆的类型与特点 1、形成：螺旋齿轮传动的特例。 2、螺旋线多采用右旋。 3、单头蜗杆 多头蜗杆 4、
11、=2,第十二节 蜗杆传动,蜗轮,蜗杆,螺旋角,导程角,一、蜗杆的类型与特点,圆柱形蜗杆,环面蜗杆,锥面蜗杆,阿基米德蜗杆 端面齿形为阿基米德螺线,渐开线蜗杆 端面齿形为渐开线,圆弧齿蜗杆 轴剖面内的齿廓为凹圆弧,蜗杆类型,第十二节 蜗杆传动,一、蜗杆的类型与特点（续） 特点： 传动平稳，振动、冲击、噪声均小。 能获得很大的单级传动比，结构紧凑： 传递动力时 i 8 100 分度机构时 i 可达 几百 至 一千 自锁性机构，如起重机构。 啮合轮齿间相对滑动速度高， 导致磨损大，发热大，效率低。 (5) 蜗杆所受轴向力大。,第十二节 蜗杆传动,二、正确啮合条件,正确啮合条件：,限定条件： 阿基米德
12、蜗杆 主平面内：过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面称为主平面,第十二节 蜗杆传动,图7-52,在主平面内，就相当于齿条齿轮传动，主平面内蜗杆的轴向齿距与蜗轮的端面齿距应相等。,三、主要参数和几何尺寸 主要参数（表7-12） ： 1. 模数m和压力角：主平面内为标准值。 2. 蜗杆分度圆直径d1、直径系数 q=d1/m 3. 螺杆导程角 4. 蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2 5.传动比 几何尺寸计算 (表7-14),第十二节 蜗杆传动,轴向齿距,四、蜗杆传动的失效形式和材料的选择 (一) 失效形式 蜗轮的胶合和磨损 (二) 材料选择 蜗杆副的材料首先应具有良好的减摩、耐磨、易于跑合和抗胶合的能力；同时还要有足够的强度。 蜗轮常采用贵重的减摩、耐磨材料如铜合金制造，还需要良好的润滑和散热条件；蜗杆大多采用碳素钢或合金钢制造，经淬火处理后以提高表面硬度。,第十二节 蜗杆传动,五、蜗杆传动受力分析轮齿受力分析,第十二节 蜗杆传动,图7-48,
