第四章齿轮传动讲课.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 斜齿轮的啮合特点： 接触线0→长→0:传动平稳 正确啮合条件: （斜齿轮在端面内的啮合相当于直齿轮的啮合） 端面：⊥轴线的面 法面：垂直于分度圆柱面螺旋线的切线的平面 齿距： 在△DFE中 模数 ： 二、斜齿轮的基本参数和尺寸计算 1.法面模数mn 和端面模数mt 斜齿轮分度圆柱的展开图 又∵BD=CE 2.压力角αn 和压力角αt 3. 齿顶高系数 和 及顶隙系数 和 4. 螺旋角β 螺旋线的导程 Pz: 螺旋线绕一周时它沿轴线方向前进的距离 （上式表明，不同圆柱面的螺旋角不等） 三、斜齿轮的当量齿数 当量齿轮：以ρ为分度圆半径，用斜齿轮的mn和αn分别为模数和压力角作一虚拟的直齿轮，其齿形与斜齿轮的法面齿形最接近。这个齿轮称斜齿轮的当量齿轮，齿数ZV称当量齿数。 由解析几何知 斜齿轮不发生根切的最少齿数为: 四 斜齿圆柱齿轮轮齿的受力分析 条件：标准齿轮并忽略摩擦力 圆周力 径向力 轴向力 法向力 αn—法面压力角 αt—端面压力角 β—螺旋角 2 1 各力关系： 各力方向： Ft、Fr与直齿轮相同 Fa — 决定于齿轮的转向和轮齿的旋向 例： n2 n1 Fr2 Fr1 Ft1 Ft2 n1 n2 Fa2 Fa1 用“主动轮左、右手定则”判断 相同条件下，斜齿轮接触应力比直齿轮小 故：斜齿轮接触强度比直齿轮大 原因： ● 重合度大，同时啮合的齿数多 ● 接触线是倾斜的 ● 当量齿轮直径大 (1)齿根弯曲疲劳强度 按过节点处法面内当量直齿圆柱齿轮（齿形与斜齿轮法面齿形接近）进行计算 (2)齿面接触疲劳强度计算 按过节点的法平面内当量直齿圆柱齿轮进行计算 一、圆锥齿轮机构的特点及应用 §4—7 直齿锥齿轮传动 1.特点 圆锥齿轮机构是用来传递空间两相交轴之间运动和动力的一种齿轮机构，其轮齿分布在截圆锥体上，齿形从大端到小端逐渐变小。圆柱齿轮中的有关圆柱均变成了圆锥。为计算和测量方便，通常取大端参数为标准值。 一对圆锥齿轮两轴线间的夹角Σ称为轴角。其值可根据传动需要任意选取，在一般机械中，多取Σ＝90°。 2.应用 圆锥齿轮 直齿圆锥齿轮： 斜齿圆锥齿轮： 曲齿圆锥齿轮： 由于设计、制造、安装方便，应用最广 介于两者之间，传动较平稳，设计较简单 传动平稳、承载能力强，用于高速，重载传动 二、直齿圆锥齿轮齿廓的形成 如图，一个圆平面S与一个基圆锥切于直线OC，圆平面半径与基圆锥锥距 R 相等，且圆心与锥顶重合。当圆平面绕圆锥作纯滚动时，该平面上任一点B将在空间展出一条渐开线AB。渐开线必在以O 为中心、锥距 R 为半径的球面上，成为球面渐开线。 三、直齿圆锥齿轮的背锥及当量齿数 实际使用的圆锥齿轮齿廓不是球面渐开线，而用背锥齿廓代替。 与球面相切于大端节圆处的圆锥，称为大端的背锥，背锥展开成扇形齿轮，假想将扇形齿轮补全为完整的圆形齿轮，此即为当量齿轮，其齿数称为当量齿数。 则锥齿轮不产生根切的最少齿数Zmin为： 四、直齿圆锥齿轮的几何尺寸 正确啮合条件： 圆锥齿轮大端的模数和压力角分别相等，且锥距相等，锥顶重合 模数(大端模数为标准值)，压力角α=20。 r1 01 02 p ?1 2 ? ? r2 五、直齿圆锥齿轮传动的受力分析 作用于齿宽中点的法向力分解成三个分力： 圆周力 径向力 轴向力 法向力 δ1 — 小齿轮分度圆锥角 dm1 d1 R O δ1 dm1 — 小锥齿轮齿宽中点分度圆直径 dm1 = d1 (1-0.5 b/R) = d1 (1-0.5ψR) d1 — 小锥齿轮大端分度圆直径 b — 齿宽 R — 锥顶距 ψR = b/R — 齿宽系数 各力关系： 各力方向： Ft、Fr与圆柱齿轮相同 Fa1 、 Fa2 —分别指向各自齿轮的大端 §4—8 蜗杆传动 一、蜗杆传动的特点和类型 由蜗杆和蜗轮组成，用于空间交错轴间的传动，两轴交错角通常为90° 蜗杆传动的特点： 结构紧凑;承载能力大；工作平稳、噪声小;传动比大；在一定条件下，具有自锁性。 但效率低；制造成本较高；轴向力大 按蜗杆形状分： 圆柱蜗杆机构 环面蜗杆机构 锥蜗杆机构 按蜗杆齿廓曲线的形状 阿基米德圆柱蜗杆 渐开线圆柱蜗杆 延伸渐开线蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆 二、蜗杆传动的正确啮合条件 （螺旋线方向相同） 阿基米德蜗杆和蜗轮啮合时，通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面，称为中间平面。（相当于渐开线齿轮与直齿条的啮合） mx1: 蜗杆轴面模数