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1、一、一、圆锥齿轮传动圆锥齿轮传动的应用和特点的应用和特点1 1、功用：传递两相交轴之间的运动和转矩。、功用：传递两相交轴之间的运动和转矩。、功用：传递两相交轴之间的运动和转矩。、功用：传递两相交轴之间的运动和转矩。2 2、结结结结构构构构特特特特点点点点：轮轮轮轮齿齿齿齿分分分分布布布布在在在在圆圆圆圆锥锥锥锥外外外外表表表表面面面面上上上上，轮轮轮轮齿齿齿齿大大大大小小小小逐渐由大变小。逐渐由大变小。逐渐由大变小。逐渐由大变小。 为计算和测量的方便，取大端参数为计算和测量的方便，取大端参数为计算和测量的方便，取大端参数为计算和测量的方便，取大端参数( (如如如如m)m)为标准值。为标准值。为
2、标准值。为标准值。 第十一节 锥齿轮传动3 3、名称变化：圆柱、名称变化：圆柱、名称变化：圆柱、名称变化：圆柱圆锥圆锥圆锥圆锥 如分度圆锥、齿顶圆锥等。如分度圆锥、齿顶圆锥等。如分度圆锥、齿顶圆锥等。如分度圆锥、齿顶圆锥等。4 4、轴交角、轴交角、轴交角、轴交角 ：根据需要确定，：根据需要确定，：根据需要确定，：根据需要确定， 常用常用常用常用 =90=905 5、特点、特点、特点、特点 制造误差大，易产生振动和噪声，不宜精密传制造误差大，易产生振动和噪声，不宜精密传制造误差大，易产生振动和噪声，不宜精密传制造误差大，易产生振动和噪声，不宜精密传动和高速场合。动和高速场合。动和高速场合。动和高
3、速场合。=90=90第十一节 锥齿轮传动圆锥齿圆锥齿圆锥齿圆锥齿轮类型轮类型轮类型轮类型按齿形分有：按齿形分有：按齿形分有：按齿形分有：直齿直齿直齿直齿、斜齿斜齿斜齿斜齿、曲齿曲齿曲齿曲齿按按按按顶顶顶顶隙隙隙隙分分分分有有有有：不不不不等等等等顶顶顶顶隙隙隙隙收收收收缩缩缩缩齿齿齿齿、等等等等顶顶顶顶隙收隙收隙收隙收缩齿缩齿缩齿缩齿 第十一节 锥齿轮传动不等顶隙不等顶隙不等顶隙不等顶隙等顶隙等顶隙等顶隙等顶隙GB12369-90规定，多采用等顶隙圆锥齿轮传动。规定，多采用等顶隙圆锥齿轮传动。二、理论齿廓、背锥和当量齿数二、理论齿廓、背锥和当量齿数二、理论齿廓、背锥和当量齿数二、理论齿廓、背锥
4、和当量齿数 理论齿廓理论齿廓1. 1. 球面渐开线球面渐开线球面渐开线球面渐开线：一个平面在一圆锥上作纯滚动时，平：一个平面在一圆锥上作纯滚动时，平：一个平面在一圆锥上作纯滚动时，平：一个平面在一圆锥上作纯滚动时，平面上任一点的轨迹，到锥顶距离相等，形成一条球面面上任一点的轨迹，到锥顶距离相等，形成一条球面面上任一点的轨迹，到锥顶距离相等，形成一条球面面上任一点的轨迹，到锥顶距离相等，形成一条球面渐开线。渐开线。渐开线。渐开线。2. 2. 齿廓曲面齿廓曲面齿廓曲面齿廓曲面：圆平面上某一条半径上所有点的轨迹。：圆平面上某一条半径上所有点的轨迹。：圆平面上某一条半径上所有点的轨迹。：圆平面上某一条
5、半径上所有点的轨迹。O O1 1 O O2 2 公共锥顶公共锥顶公共锥顶公共锥顶第十一节 锥齿轮传动基圆锥基圆锥基圆锥基圆锥球面渐开线球面渐开线球面渐开线球面渐开线发生面发生面发生面发生面S S S SOAKNR 背锥背锥背锥背锥 过过过过大大大大端端端端作作作作母母母母线线线线与与与与分分分分度度度度圆圆圆圆锥锥锥锥母母母母线线线线垂垂垂垂直直直直的的的的圆圆圆圆锥锥锥锥，将将将将球球球球面面面面齿齿齿齿往往往往该该该该圆圆圆圆锥锥锥锥上上上上投投投投影影影影，则则则则球球球球面面面面齿齿齿齿形形形形与与与与锥锥锥锥面面面面上上上上的的的的投投投投影影影影非非非非常常常常接接接接近近近近。锥
6、锥锥锥面面面面可可可可以以以以展展展展开开开开，故故故故用用用用锥锥锥锥面面面面上上上上的的的的齿齿齿齿形形形形代代代代替替替替球面齿。该圆锥称为背锥。球面齿。该圆锥称为背锥。球面齿。该圆锥称为背锥。球面齿。该圆锥称为背锥。第十一节 锥齿轮传动 齿轮分度圆锥母齿轮分度圆锥母线与轴线间的夹角。线与轴线间的夹角。OA锥距锥距ReA齿顶高齿顶高fA齿根高齿根高O1A OA当量齿轮当量齿轮背锥展开背锥展开扇形扇形补齐为圆（作分度圆）补齐为圆（作分度圆）圆柱齿轮圆柱齿轮圆锥齿轮传动圆锥齿轮传动 转化为转化为 平面扇形齿轮传动平面扇形齿轮传动第十一节 锥齿轮传动当量齿数当量齿数当量齿数当量齿数 当当当当量
7、量量量齿齿齿齿轮轮轮轮的的的的齿齿齿齿形形形形与与与与锥锥锥锥齿齿齿齿轮轮轮轮大大大大端端端端的的的的球球球球面面面面齿齿齿齿形形形形相相相相当当当当，两两两两者者者者mm和和和和 相相相相同同同同，其其其其齿数齿数齿数齿数z zv v为当量齿数。为当量齿数。为当量齿数。为当量齿数。rv=O1A=r/cos =zm/2cos 又又又又 rv=zvm/2 得得得得 z zv v=z/cos=z/cosr rv v第十一节 锥齿轮传动三三、正正确确啮啮合合条条件件m1=m2 , 1= 2 锥锥距距相相等等，锥锥顶顶重重合合四、传动比和几何尺寸的计算四、传动比和几何尺寸的计算 传动比传动比第十一节
8、锥齿轮传动 几何尺寸计算几何尺寸计算大端模数取标准值、大端模数取标准值、 =20=20几何尺寸以大端为准几何尺寸以大端为准 表表7-117-11GB12369-90GB12369-90规定，多采用等顶隙圆锥齿轮传动。规定，多采用等顶隙圆锥齿轮传动。固定一个，调整另一个固定一个，调整另一个固定一个，调整另一个固定一个，调整另一个五五、直齿圆锥齿轮传动的受力分析、直齿圆锥齿轮传动的受力分析第十一节 锥齿轮传动Fa1Fa2轴向力指向大端轴向力指向大端五五、直齿圆锥齿轮传动的受力分析、直齿圆锥齿轮传动的受力分析第十一节 锥齿轮传动Fa1Fa2轴向力指向大端轴向力指向大端圆周力的方向，在主动轮上与转动方
9、向相反，在从动轮上圆周力的方向，在主动轮上与转动方向相反，在从动轮上与其转动方向相同；与其转动方向相同；径向力的方向分别指向轴心；径向力的方向分别指向轴心；一、蜗杆的类型与特点一、蜗杆的类型与特点圆柱形蜗杆圆柱形蜗杆圆柱形蜗杆圆柱形蜗杆 环面蜗杆环面蜗杆环面蜗杆环面蜗杆锥面蜗杆锥面蜗杆锥面蜗杆锥面蜗杆阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆端面齿形为阿基米德螺线端面齿形为阿基米德螺线渐开线蜗杆渐开线蜗杆渐开线蜗杆渐开线蜗杆端面齿形为渐开线。端面齿形为渐开线。 圆弧齿蜗杆轴剖面内的齿廓为凹圆弧。圆弧齿蜗杆轴剖面内的齿廓为凹圆弧。圆弧齿蜗杆轴剖面内的齿廓为凹圆弧。圆弧齿蜗杆轴剖面内的齿廓为
10、凹圆弧。蜗杆蜗杆蜗杆蜗杆类型类型类型类型第十二节 蜗杆传动一、一、蜗杆蜗杆的类型与特点的类型与特点1、形成：交错轴斜齿轮传动的特例。、形成：交错轴斜齿轮传动的特例。 = 1+ 2=90 啮合特点：啮合特点：线接触线接触2、螺旋线多采用右旋。、螺旋线多采用右旋。3、单头蜗杆、单头蜗杆 双头蜗杆双头蜗杆 多头蜗杆多头蜗杆4、蜗杆螺旋线参数、蜗杆螺旋线参数 导程角导程角 1= 2第十二节 蜗杆传动蜗轮蜗杆5 5、特点、特点 蜗杆的轮齿是连续的螺旋齿，传动平稳，振动、蜗杆的轮齿是连续的螺旋齿，传动平稳，振动、蜗杆的轮齿是连续的螺旋齿，传动平稳，振动、蜗杆的轮齿是连续的螺旋齿，传动平稳，振动、冲击、噪声
11、均小。冲击、噪声均小。冲击、噪声均小。冲击、噪声均小。 能获得很大的单级传动比，结构紧凑：能获得很大的单级传动比，结构紧凑：能获得很大的单级传动比，结构紧凑：能获得很大的单级传动比，结构紧凑： 传递动力时传递动力时传递动力时传递动力时 i i 8 100 8 100 分度机构时分度机构时分度机构时分度机构时 i i 可达可达可达可达 几百几百几百几百 至至至至 一千一千一千一千 当蜗杆的导程角很小时，机构具有自锁性。当蜗杆的导程角很小时，机构具有自锁性。当蜗杆的导程角很小时，机构具有自锁性。当蜗杆的导程角很小时，机构具有自锁性。 啮合轮齿间相对滑动速度高，啮合轮齿间相对滑动速度高，啮合轮齿间相
12、对滑动速度高，啮合轮齿间相对滑动速度高，摩擦损耗大，摩擦损耗大，摩擦损耗大，摩擦损耗大，效率效率效率效率 低，发热大，磨损严重，需要耐磨材料（如锡青低，发热大，磨损严重，需要耐磨材料（如锡青低，发热大，磨损严重，需要耐磨材料（如锡青低，发热大，磨损严重，需要耐磨材料（如锡青铜，贵重）作蜗轮铜，贵重）作蜗轮铜，贵重）作蜗轮铜，贵重）作蜗轮 。第十二节 蜗杆传动二、正确啮合条件二、正确啮合条件正确啮合条件：正确啮合条件：限定条件：限定条件： 阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆 主平面内主平面内第十二节 蜗杆传动螺旋线方向相同螺旋线方向相同主平面主平面主平面主平面三、主要参数和几何尺寸三、主要参数和几何尺寸主
13、要参数（表主要参数（表7-12） ：1. 模数模数m和压力角和压力角 ：主平面内为标准值。：主平面内为标准值。2. 蜗杆分度圆直径标准值蜗杆分度圆直径标准值d1、直径系数、直径系数 q=d1/m（表（表7-12）3. 蜗杆导程角蜗杆导程角 ， ； 3 40 ，自锁，自锁4. 蜗杆头数蜗杆头数z1、蜗轮齿数、蜗轮齿数z25.齿面间的滑动速度齿面间的滑动速度 第十二节 蜗杆传动（二）圆柱蜗杆传动的几何尺寸（部分）（二）圆柱蜗杆传动的几何尺寸（部分）第十二节 蜗杆传动7-12四、蜗杆传动的失效形式和材料的选择四、蜗杆传动的失效形式和材料的选择(一一) 失效形式失效形式 蜗轮的胶合和磨损蜗轮的胶合和磨
14、损 (二二) 材料选择材料选择 良好的减摩、耐磨、易于跑合和抗胶合的良好的减摩、耐磨、易于跑合和抗胶合的能力，足够的强度。能力，足够的强度。 蜗轮常采用贵重的减摩、耐磨材料如铜合蜗轮常采用贵重的减摩、耐磨材料如铜合金制造，还需良好的润滑和散热条件；蜗杆金制造，还需良好的润滑和散热条件；蜗杆多采用优质碳素钢或合金钢制造，经淬火处多采用优质碳素钢或合金钢制造，经淬火处理提高表面硬度。理提高表面硬度。第十二节 蜗杆传动五、蜗杆传动受力分析五、蜗杆传动受力分析轮齿受力分析轮齿受力分析第十二节 蜗杆传动n1n2u蜗杆和蜗轮的形状蜗杆和蜗轮的形状第十二节 蜗杆传动凹形圆凹形圆弧齿面弧齿面主平面：通过蜗杆轴
15、线并与蜗轮轴线垂直的剖面主平面：通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的剖面主平面主平面点接触点接触 线接触线接触 第十三节 轮系若若若若 z z1 1=100,=100, z z2 2=101, =101, z z2 2=100, =100, z z3 3=99=99。 i i1H1H1H1H1-1-1-1-i iH H H H131313131-1011-1011-1011-10199/10099/10099/10099/100100100100100=1/10000=1/10000结论：系杆结论：系杆结论：系杆结论：系杆H H转转转转1000010000圈时，轮圈时，轮圈时，轮圈时，轮1 1同向转
16、同向转同向转同向转1 1圈。圈。圈。圈。Z Z2 2 Z Z2 2H HZ Z1 1Z Z3 3一、一、 轮系的用途和分类轮系的用途和分类 轮系的用途轮系的用途1-第十三节 轮系一、一、 轮系的用途和分类轮系的用途和分类 轮系的用途轮系的用途1-结构紧凑下获得较大传动比结构紧凑下获得较大传动比第十三节 轮系第十三节 轮系一、一、 轮系的用途和分类轮系的用途和分类 轮系的用途轮系的用途1-结构紧凑下获得较大传动比结构紧凑下获得较大传动比2-远距离传动远距离传动第十三节 轮系主动轴从动轴一、一、 轮系的用途和分类轮系的用途和分类 轮系的用途轮系的用途1-结构紧凑结构紧凑2-远距离传动远距离传动3-
17、多传动比传动多传动比传动滑移齿轮第十三节 轮系一、一、 轮系的用途和分类轮系的用途和分类 轮系的用途轮系的用途1-结构紧凑结构紧凑2-远距离传动远距离传动3-多传动比传动多传动比传动第十三节 轮系一、一、 轮系的用途和分类轮系的用途和分类 轮系的用途轮系的用途1-结构紧凑结构紧凑2-远距离传动远距离传动3-多传动比传动多传动比传动4-正反转正反转车床走刀丝杠三车床走刀丝杠三车床走刀丝杠三车床走刀丝杠三星轮换向机构星轮换向机构星轮换向机构星轮换向机构转转转转向向向向相相相相同同同同转转转转向向向向相相相相反反反反一、一、 轮系的用途和分类轮系的用途和分类 轮系的用途轮系的用途1-结构紧凑结构紧凑
18、2-远距离传动远距离传动3-多种传动比多种传动比4-正反转正反转5-合成合成合成合成、分解分解分解分解第十三节 轮系nH=(n1+n3)/2 加法机构加法机构系杆系杆H H的转速由太阳轮的转速由太阳轮1 1和和3 3合成。合成。轮轮轮轮系系系系分分分分类类类类周转轮系（轴有公转）周转轮系（轴有公转）周转轮系（轴有公转）周转轮系（轴有公转）定轴轮系定轴轮系定轴轮系定轴轮系（轴线固定（轴线固定（轴线固定（轴线固定） 复合轮系复合轮系复合轮系复合轮系（两者混合）（两者混合）（两者混合）（两者混合） 差动轮系差动轮系差动轮系差动轮系（F=2F=2F=2F=2）行星轮系（行星轮系（行星轮系（行星轮系（F
19、=1F=1F=1F=1）1 1 2 2 轮系的分类轮系的分类 第十三节 轮系二、轮系传动比计算二、轮系传动比计算轮系传动比轮系传动比轮系传动比轮系传动比：轮系主动轴与：轮系主动轴与：轮系主动轴与：轮系主动轴与从动轴角速度之比。从动轴角速度之比。从动轴角速度之比。从动轴角速度之比。 定轴轮系传动比计算定轴轮系传动比计算 若首轮以若首轮以若首轮以若首轮以1 1、末轮以、末轮以、末轮以、末轮以k k表示，表示，表示，表示，圆柱齿轮圆柱齿轮圆柱齿轮圆柱齿轮外啮合外啮合外啮合外啮合的次数用的次数用的次数用的次数用mm表示，则轮系传动比：表示，则轮系传动比：表示，则轮系传动比：表示，则轮系传动比：第十三节 轮系 惰轮kk第十三节 轮系含有空间轮系时，采用箭头法标识各轴转向。含有空间轮系时，采用箭头法标识各轴转向。例例 时钟上的轮系如右图所时钟上的轮系如右图所示。已知示。已知: :求：秒针与分针、分针与时求：秒针与分针、分针与时针的传动比。针的传动比。解解： 秒针与分针的传动秒针与分针的传动比比(2)(2)分针与时针的传动比分针与时针的传动比第十三节 轮系 周转轮系传动比计算（略）周转轮系传动比计算（略）第十二节 蜗杆传动设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云双线螺纹双线螺纹单线螺纹单线螺纹PSS = 2PPSPS =P
