齿轮机构第三部分.ppt

812交错轴斜齿轮(螺旋齿轮)传动,结构特点：,两轮在啮合处的齿向一致。强调t-t线在两轮之间。轮2在上,定义：两轴线在平行于两轴线之平面上的投影所夹锐角称为交错角。,交错角与螺旋角的关系：,两螺旋角同向,两轴呈空间交错，单个齿轮与斜齿轮相同。,=1+2,任意角,两螺旋角反向时：,轮1右、轮2左,通用计算公式：|12|,式中1、2取代数值，两螺旋角同向时，符号相同，否则异号。,若12，则0,若120，0,斜齿轮传动,直齿轮传动。,a=r1r2,其它参数与斜齿轮相同。,12,中心距:为两轮分度圆半径之和,2.正确啮合条件,啮合过程在法面内进行，两轮的法面参数应相同：,由mn=mtcos知，当12时，端面模数和压力角不一定相等。,mn1=mn2=m，n1=n1=,3.传动比及从动轮2的转向,由d=mtz,得：i12=1/2,与斜齿轮的不同点，i12由两个参数决定。,从动轮的转向只能通过作图法确定。,在主动轮转向不变时，通过改变螺旋角的旋向来改变从动轮的转向。,同为右旋,同为左旋,z=d/mt,=zmn/cos,=dcos/mn,=z1/z2,=d2cos2/d1cos1,4.优缺点及应用场合,优点：适当选择螺旋角使两轮分度圆大小近似相等，从而接近等强度。,缺点：,相对滑动速度较大，磨损较快，传动效率低。,产生轴向力。,点接触，承载能力小。节圆柱交错,切于一点,813蜗杆传动,形成：在交错轴斜齿轮中，当小齿轮的很少（如z1=1）而且1很大时，轮齿在圆柱体上构成多圈完整的螺旋，,蜗杆头数：螺旋数z1（从端面数）。,蜗轮,蜗杆,蜗杆与螺旋相似有左旋右旋之分，常用为右旋。,小齿轮称为蜗杆，而啮合件称为蜗轮。,作用：传递两交错轴之间的运动和动力，90。,点接触,改进措施：将刀具做成蜗杆状，用范成法切制蜗轮，所得蜗轮蜗杆为线接触。,优点：,1)传动平稳，振动、冲击和噪音很小。蜗杆轮齿变成连续不断的螺旋齿,3)单级可获得较大的传动比，结构紧凑。因为蜗杆齿数通常为14减速用：5i1270，常用：15i1250。,相对滑动速度大，摩擦损耗大，易发热，效率低。蜗轮用耐磨材料做，成本高。,4)当1v时，反行程具有自锁性起重机用,2)线接触，可传递较大的动力。蜗杆轮齿变成连续不断的螺旋齿,增速用：1/5i211/15,缺点：,2.类型,圆柱形蜗杆,环面蜗杆,锥蜗杆,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。,圆弧齿圆柱蜗杆轴剖面内的齿廓为凹圆弧。,蜗杆类型,渐开线蜗杆,阿基米德蜗杆,圆弧齿圆柱蜗杆,环面蜗杆,锥蜗杆,3.正确啮合条件,中间平面：过蜗杆轴线垂直于蜗轮轴线。,正确啮合条件是中间平面内参数分别相等：,mt2=mx1=m，t1=x1=,蜗轮蜗杆轮齿旋向相同，,在此平面内，蜗轮蜗杆相当于齿轮齿条啮合。,1+2901+190,12,中间平面,螺旋升角,4.主要参数及几何尺寸,1)压力角:=20,2)模数。取标准值，与齿轮模数系列不同。见P324表88。,分度传动，推荐用=15。,动力传动，推荐：=25,3)导程角(螺旋升角)：,将分度圆柱展开得：,=z1px1/d1,=mz1/d1,4)蜗杆直径系数q,加工时滚刀直径等参数与蜗杆分度圆直径等参数相同，为了限制滚刀的数量，国标规定分度圆直径只能取标准值，并与模数相配。,q为蜗杆特性系数。匹配系列见表89P325,定义：,q=d1/m,一般取q=818。,tg1=l/d1,表89蜗杆分度圆直径与其模数的匹配标准系列mm,摘自GB10085-88,括号中的数字尽可能不采用,分析：m一定时，q,q=d1/m,5)蜗杆头数和蜗轮齿数：,z1=1、2、4、6，,要求自锁时，取小值。要求有传动效率或速度较高时，则取大值。,z2=2970,z1一定时，q,强度、刚度,传动效率原因是,6)分度圆直径,蜗杆：查P325表8-9选定。,蜗轮：d2=mz2,7)中心距：,a=r1r2,d1,1,蜗轮蜗杆相当于螺旋副，故其机械效率为：,tg(1)/tg(1v),一般蜗杆为主动，其转向是已知的,蜗轮的转向可通过画速度矢量确定。,5.蜗轮转向的确定,用作图法确定:,右旋蜗杆：伸出左手，四指顺蜗杆转向，则蜗轮的切向速度vp2的方向与拇指指向相同。,手势确定：因蜗轮蜗杆相当于螺旋副的运动，有一种实用且简便的转向判别方法：,左旋蜗杆：用右手判断，方法一样。,蜗轮的转向,814圆锥齿轮传动,1.应用、特点和分类,作用：传递两相交轴之间的运动和动力。,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。,轴交角：根据需要确定,为了计算和测量的方便，取大端参数(如m)为标准值。,名称变化：圆柱圆锥，如分度圆锥、齿顶圆锥等。,=90,相当于齿轮齿条啮合,冠轮,分度圆锥角。,轴交角：根据需要确定,圆锥齿轮类型,按齿形分有：直齿、斜齿、曲齿(圆弧齿、螺旋齿),，常用=90,直齿,斜齿,曲齿,渐缩齿,等高齿,等顶隙齿,圆锥齿轮类型,按齿形分有：直齿、斜齿、曲齿(圆弧齿、螺旋齿),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,2.理论齿廓,球面渐开线：一个圆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，形成一条球面渐开线。圆平面称发生面，圆锥称基圆锥。,由于两锥齿轮作定点运动，只有到定点距离相等的点（球面上的点）才能啮合，故共轭齿廓分布在球面上。,齿廓曲面：圆平面上某一条半径上所有点的轨迹。演示模型,基圆锥,球面渐开线,发生面,3.背锥及当量齿轮,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。演示纸片模型。,将背锥展开得扇形齿轮，补全，得当量齿轮,其齿形与锥齿轮大端的球面齿形相当，两者m和相同。,当量齿轮的参数：,rv=O1P,p,又rv=zvm/2,得：zvz/cos,因球面不能展开，给锥齿轮的设计和制造带来困难，不得已用近似方法研究其齿廓曲线。,=r/cos,=zm/2cos,引入当量齿轮的概念后，一对锥齿轮的啮合传动问题就转化为一对圆柱直齿轮啮合传动。故可直接引用直齿轮的结论：,正确啮合条件：m1=m2,1=2,重合度：=Z1(tga1-tg)+Z2(tga2-tg)/2,不根切最少齿数：zvmin=17,z=17cos：,4.几何参数和尺寸计算,大端参数m取标准值(P326)、=20,=45,z=12,R锥距,分度圆锥角。,a齿顶圆锥角。,B齿宽,d分度圆,da齿顶圆,df齿根圆,r1=Rsin1,r2=Rsin2,分度圆直径：,传动比：i121/2,当90时，,z2/z1,d2/d1,sin2/sin1,ctg1,i12tg2,d1=2Rsin1,d2=2Rsin2,2+190,设计时，如果给定i12，据此可确定。,GB12369-90规定，多采用等顶隙圆锥齿轮传动。,其他参数的计算公式，详见P329-P330。,5.变位修正,为了改善传动性能，也可以采用变位修正的方法加工圆锥齿轮。工程上多采用等变位修正，其计算按照当量齿轮进行。采用等变位修正时的齿数条件如下：Zv1+Zv2=2Zvmin,不根切最少齿数：zvmin=17,zv=17cos：,1.圆弧齿轮传动,2.抛物线齿轮传动,3.摆线齿轮传动(仅用于钟表),815其它曲线齿廓的齿轮传动,4.球齿轮传动,圆弧齿轮,滚刀齿廓,齿轮齿廓,本章重点：,名词：五个圆：r、ra、rf、rb、r；两个角：、；两条线：啮合线、中心距（连心线）；pnpb；齿距pe+s、标准齿轮、标准安装、标准中心距。,齿廓啮合基本定律和渐开线的性质、方程。,熟记表83计算公式，齿轮齿条传动的特点。,啮合特性：定传动比、运动可分性:acosacos。,正确啮合条件：pn1pn2pb1pb2m1m212。,连续传动条件；重合度及其物理含义，要求能绘制单齿和双齿啮合区图。,仿形法切齿原理、刀具种类和特点；范成加工原理、所需运动；,根切现象及原因、不根切最少齿数：zmin17；,变位齿轮传动的概念、xmin的含义，哪些参数有变化或不变；齿厚和无侧隙啮合方程不要求记。,变位的传动类型及优缺点；,斜齿轮形成，基本参数的计算：端面法面参数之间的关系，正确啮合条件，重合度与直齿轮的不同之处、当量齿数（何用？）、优缺点等；,交错轴斜齿轮交错角与螺旋角的关系：=|1+2|、从动轮转向的判定;,蜗杆传动：正确啮合条件、蜗杆直径系数q，基本参数及蜗轮转向的判断方法（右旋左手、左旋右手）；,圆锥齿轮：轮齿的形成（球面渐开线，圆柱圆锥）、背锥、标准参数（大端）、当量齿轮zv=z/cos。,