機(jī)械原理08齒輪機(jī)構(gòu)第三部分.ppt

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湘潭大學(xué)專用,10－12交錯(cuò)軸斜齒輪(螺旋齒輪)傳動(dòng),結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,兩輪在嚙合處的齒向一致。強(qiáng)調(diào)t-t線在兩輪之間。輪2在上,定義：兩軸線在平行于兩軸線之平面上的投影所夾銳角稱為交錯(cuò)角∑。,交錯(cuò)角與螺旋角的關(guān)系：,兩螺旋角同向,兩軸呈空間交錯(cuò)，單個(gè)齒輪與斜齒輪相同。,∑=β1+β2,任意角,湘潭大學(xué)專用,兩螺旋角反向時(shí)：,輪1右、輪2左,通用計(jì)算公式：∑＝|β1＋β2|,式中β1、β2取代數(shù)值，兩螺旋角同向時(shí)，符號(hào)相同，否則異號(hào)。,若β1＝－β2，則∑＝0,若β1＝β2＝0，→∑＝0,→斜齒輪傳動(dòng),→直齒輪傳動(dòng)。,a=r1＋r2,其它參數(shù)與斜齒輪相同。,∑＝β1－β2,中心距:為兩輪分度圓半徑之和,2.正確嚙合條件,嚙合過程在法面內(nèi)進(jìn)行，兩輪的法面參數(shù)應(yīng)相同：,由mn=mtcosβ知，當(dāng)β1≠β2時(shí)，,mn1=mn2=m，αn1=αn1=α,端面模數(shù)和壓力角不一定相等。,湘潭大學(xué)專用,3.傳動(dòng)比及從動(dòng)輪ω2的轉(zhuǎn)向,由d=mtz,得：i12=ω1/ω2,與斜齒輪的不同點(diǎn)，i12由兩個(gè)參數(shù)決定。,從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向只能通過作圖法確定。,在主動(dòng)輪轉(zhuǎn)向不變時(shí)，通過改變螺旋角的旋向來改變從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向。,,,,同為右旋,同為左旋,,z=d/mt,,,=zmn/cosβ,,=dcosβ/mn,=z1/z2,=d2cosβ2/d1cosβ1,湘潭大學(xué)專用,4.優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用場合,優(yōu)點(diǎn)：適當(dāng)選擇螺旋角使兩輪分度圓大小近似相等，從而接近等強(qiáng)度。,缺點(diǎn)：,①相對滑動(dòng)速度較大，磨損較快，傳動(dòng)效率低。,③產(chǎn)生軸向力。,②點(diǎn)接觸，承載能力小。節(jié)圓柱交錯(cuò),切于一點(diǎn),湘潭大學(xué)專用,,,,,,10－13蝸桿傳動(dòng),形成：在交錯(cuò)軸斜齒輪中，當(dāng)小齒輪的齒數(shù)很少（如z1=1）而且β1很大時(shí)，輪齒在圓柱體上構(gòu)成多圈完整的螺旋，,蝸桿頭數(shù)：螺旋數(shù)z1（從端面數(shù)）。,蝸桿,蝸桿與螺旋相似有左旋右旋之分，常用為右旋。,小齒輪稱為蝸桿，而嚙合件稱為蝸輪。,作用：傳遞兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，∑＝90。,,點(diǎn)接觸,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。,,,,蝸輪,湘潭大學(xué)專用,優(yōu)點(diǎn)：,1)傳動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)、沖擊和噪音很小。蝸桿輪齒變成連續(xù)不斷的螺旋齒,3)單級(jí)可獲得較大的傳動(dòng)比，結(jié)構(gòu)緊湊。因?yàn)槲仐U齒數(shù)通常為1～4減速用：5≤i12≤70，常用：15≤i12≤50。,相對滑動(dòng)速度大，摩擦損耗大，易發(fā)熱，效率低。蝸輪用耐磨材料做，成本高。,4)當(dāng)γ1<φv時(shí)，反行程具有自鎖性〔起重機(jī)用〕,2)線接觸，可傳遞較大的動(dòng)力。蝸桿輪齒變成連續(xù)不斷的螺旋齒,增速用：1/5≤i21≤1/15,缺點(diǎn)：,湘潭大學(xué)專用,2.類型,圓柱形蝸桿,環(huán)面蝸桿,錐蝸桿,阿基米德蝸桿－端面齒形為阿基米德螺線,漸開線蝸桿－端面齒形為漸開線。,圓弧齒圓柱蝸桿－軸剖面內(nèi)的齒廓為凹圓弧。,,,蝸桿類型,,漸開線蝸桿,阿基米德蝸桿,湘潭大學(xué)專用,圓弧齒圓柱蝸桿,,錐蝸桿,,環(huán)面蝸桿,湘潭大學(xué)專用,3.正確嚙合條件,中間平面：過蝸桿軸線垂直于蝸輪軸線。,正確嚙合條件是中間平面內(nèi)參數(shù)分別相等：,mt2=mx1=m，αt1=αx1=α,蝸輪蝸桿輪齒旋向相同，,,在此平面內(nèi)，蝸輪蝸桿相當(dāng)于齒輪齒條嚙合。,∵∑＝β1+β2＝90γ1+β1＝90,∴γ1＝β2,中間平面,螺旋升角,湘潭大學(xué)專用,4.主要參數(shù)及幾何尺寸,1)壓力角:α=20,2)模數(shù)。取標(biāo)準(zhǔn)值，與齒輪模數(shù)系列不同。見P346表10－6。,分度傳動(dòng)，推薦用α=15。,動(dòng)力傳動(dòng)，推薦：α=25,湘潭大學(xué)專用,3)導(dǎo)程角(螺旋升角)：,將分度圓柱展開得：,,,,,,,,,,,=z1px1/πd1,=mz1/d1,4)蝸桿直徑系數(shù)q,加工時(shí)滾刀直徑等參數(shù)與蝸桿分度圓直徑等參數(shù)相同，為了限制滾刀的數(shù)量，國標(biāo)規(guī)定分度圓直徑只能取標(biāo)準(zhǔn)值，并與模數(shù)相配。,q為蝸桿特性系數(shù)。匹配系列見表10－7P346,定義：,q=d1/m,一般取q=8～18。,tgγ1=l/πd1,湘潭大學(xué)專用,摘自GB10085-88,括號(hào)中的數(shù)字盡可能不采用,,湘潭大學(xué)專用,分析：m一定時(shí)，q↑,q=d1/m,5)蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)：,z1=1、2、4、6，,要求自鎖時(shí)，取小值。要求有傳動(dòng)效率或速度較高時(shí)，則取大值。,z2=29～70,z1一定時(shí)，q↓,→強(qiáng)度、剛度↑,→傳動(dòng)效率↑原因是,6)分度圓直徑,蝸桿：查P325表8-9選定。,蝸輪：d2=mz2,7)中心距：,a=r1＋r2,→d1↑,→γ1↑,∵蝸輪蝸桿相當(dāng)于螺旋副，故其機(jī)械效率為：,η＝tg(γ1)/tg(γ1＋φv),湘潭大學(xué)專用,,一般蝸桿為主動(dòng)，其轉(zhuǎn)向是已知的,蝸輪的轉(zhuǎn)向可通過畫速度矢量確定。,5.蝸輪轉(zhuǎn)向的確定,用作圖法確定:,右旋蝸桿：伸出左手，四指順蝸桿轉(zhuǎn)向，則蝸輪的切向速度vp2的方向與拇指指向相同。,手勢確定：因蝸輪蝸桿相當(dāng)于螺旋副的運(yùn)動(dòng)，有一種實(shí)用且簡便的轉(zhuǎn)向判別方法：,,,左旋蝸桿：用右手判斷，方法一樣。,,蝸輪的轉(zhuǎn)向,湘潭大學(xué)專用,,10－14圓錐齒輪傳動(dòng),1.應(yīng)用、特點(diǎn)和分類,作用：傳遞兩相交軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：輪齒分布在圓錐外表面上，輪齒大小逐漸由大變小。,軸交角∑：根據(jù)需要確定,為了計(jì)算和測量的方便，取大端參數(shù)(如m)為標(biāo)準(zhǔn)值。,名稱變化：圓柱→圓錐，如分度圓錐、齒頂圓錐等。,=90,相當(dāng)于齒輪齒條嚙合,冠輪,分度圓錐角δ。,湘潭大學(xué)專用,軸交角∑：根據(jù)需要確定,圓錐齒輪類型,按齒形分有：直齒、斜齒、曲齒(圓弧齒、螺旋齒),,,,，常用∑=90,,,,,,,,直齒,斜齒,曲齒,,湘潭大學(xué)專用,漸縮齒,等高齒,等頂隙齒,圓錐齒輪類型,按齒形分有：直齒、斜齒、曲齒(圓弧齒、螺旋齒),按嚙合方式分有：外嚙合、內(nèi)嚙合、平面嚙合,,按輪齒高度分有：漸縮齒、等高齒、等頂隙齒,,湘潭大學(xué)專用,,,2.理論齒廓,球面漸開線：一個(gè)圓平面在一圓錐上作純滾動(dòng)時(shí)，平面上任一點(diǎn)的軌跡，到錐頂距離相等，形成一條球面漸開線。圓平面稱發(fā)生面，圓錐稱基圓錐。,由于兩錐齒輪作定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，只有到定點(diǎn)距離相等的點(diǎn)（球面上的點(diǎn)）才能嚙合，故共軛齒廓分布在球面上。,齒廓曲面：圓平面上某一條半徑上所有點(diǎn)的軌跡。演示模型,基圓錐,球面漸開線,,,發(fā)生面,,,,湘潭大學(xué)專用,,3.背錐及當(dāng)量齒輪,過大端作母線與分度圓錐母線垂直的圓錐，將球面齒往該圓錐上投影，則球面齒形與錐面上的投影非常接近。錐面可以展開，故用錐面上的齒形代替球面齒。該圓錐稱為背錐。演示紙片模型。,將背錐展開得扇形齒輪，補(bǔ)全，得當(dāng)量齒輪,其齒形與錐齒輪大端的球面齒形相當(dāng)，兩者m和α相同。,當(dāng)量齒輪的參數(shù)：,rv=O1P,p,又rv=zvm/2,得：zv＝z/cosδ,因球面不能展開，給錐齒輪的設(shè)計(jì)和制造帶來困難，不得已用近似方法研究其齒廓曲線。,=r/cosδ,=zm/2cosδ,,湘潭大學(xué)專用,引入當(dāng)量齒輪的概念后，一對錐齒輪的嚙合傳動(dòng)問題就轉(zhuǎn)化為一對圓柱直齒輪嚙合傳動(dòng)。故可直接引用直齒輪的結(jié)論：,正確嚙合條件：m1=m2,α1=α2,重合度：ε=[Zv1(tgαa1-tgα’)+Zv2(tgαa2-tgα’)]/2π,不根切最少齒數(shù)：zvmin=17,z=17cosδ：,4.幾何參數(shù)和尺寸計(jì)算,大端參數(shù)m取標(biāo)準(zhǔn)值(P326)、α=20,δ=45,z=12,湘潭大學(xué)專用,R－錐距,δ－分度圓錐角。,δa－齒頂圓錐角。,B－齒寬,d－分度圓,da－齒頂圓,df－齒根圓,r1=Rsinδ1,,r2=Rsinδ2,,,,分度圓直徑：,傳動(dòng)比：i12＝ω1/ω2,當(dāng)∑＝90時(shí)，,＝z2/z1,＝d2/d1,＝sinδ2/sinδ1,＝ctgδ1,i12＝tgδ2,d1=2Rsinδ1,d2=2Rsinδ2,δ2+δ1＝90,湘潭大學(xué)專用,設(shè)計(jì)時(shí)，如果給定i12，據(jù)此可確定δ。,GB12369-90規(guī)定，多采用等頂隙圓錐齒輪傳動(dòng)。,其他參數(shù)的計(jì)算公式，詳見P329-P330。,5.變位修正,為了改善傳動(dòng)性能，也可以采用變位修正的方法加工圓錐齒輪。工程上多采用等變位修正，其計(jì)算按照當(dāng)量齒輪進(jìn)行。采用等變位修正時(shí)的齒數(shù)條件如下：Zv1+Zv2=2Zvmin,不根切最少齒數(shù)：zvmin=17,zv=17cosδ：,湘潭大學(xué)專用,1.圓弧齒輪傳動(dòng),2.拋物線齒輪傳動(dòng),3.擺線齒輪傳動(dòng)(僅用于鐘表),10－15其它曲線齒廓的齒輪傳動(dòng),4.球齒輪傳動(dòng),圓弧齒輪,滾刀齒廓,齒輪齒廓,,,,,,,,,,,湘潭大學(xué)專用,本章重點(diǎn)：,⑴名詞：五個(gè)圓：r、ra、rf、rb、r’；兩個(gè)角：α、α’；兩條線：嚙合線、中心距（連心線）；pn＝pb；齒距p＝e+s、標(biāo)準(zhǔn)齒輪、標(biāo)準(zhǔn)安裝、標(biāo)準(zhǔn)中心距。,⑵齒廓嚙合基本定律和漸開線的性質(zhì)、方程。,⑶熟記表10－2計(jì)算公式，齒輪齒條傳動(dòng)的特點(diǎn)。,⑷嚙合特性：定傳動(dòng)比、運(yùn)動(dòng)可分性:acosα＝a’cosα’。,⑸正確嚙合條件：pn1＝pn2pb1＝pb2→m1＝m2α1＝α2。,⑹連續(xù)傳動(dòng)條件；重合度及其物理含義，要求能繪制單齒和雙齒嚙合區(qū)圖。,⑺仿形法切齒原理、刀具種類和特點(diǎn)；范成加工原理、所需運(yùn)動(dòng)；,⑻根切現(xiàn)象及原因、不根切最少齒數(shù)：zmin＝17；,湘潭大學(xué)專用,⑼變位齒輪傳動(dòng)的概念、xmin的含義，哪些參數(shù)有變化或不變；齒厚和無側(cè)隙嚙合方程不要求記。,⑽變位的傳動(dòng)類型及優(yōu)缺點(diǎn)；,⑾斜齒輪形成，基本參數(shù)的計(jì)算：端面法面參數(shù)之間的關(guān)系，正確嚙合條件，重合度與直齒輪的不同之處、當(dāng)量齒數(shù)（何用？）、優(yōu)缺點(diǎn)等；,⑿交錯(cuò)軸斜齒輪交錯(cuò)角與螺旋角的關(guān)系：∑=|β1+β2|、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向的判定;,⒀蝸桿傳動(dòng)：正確嚙合條件、蝸桿直徑系數(shù)q，基本參數(shù)及蝸輪轉(zhuǎn)向的判斷方法（右旋左手、左旋右手）；,⒁圓錐齒輪：輪齒的形成（球面漸開線，圓柱→圓錐）、背錐、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)（大端）、當(dāng)量齒輪zv=z/cosδ。,