其他齿轮机构.ppt

1、第十章其他齿轮传动,第一节斜齿圆柱齿轮传动,一斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成与传动特点,平行基圆柱母线的KK线,基圆柱,发生面,B,rb,K,K,A,A,B,rb,K,K,A,A,B,rb,K,K,A,A,B,rb,K,K,A,A,B,rb,K,K,A,A,B,rb,K,K,A,A,渐开面,AA平行于基圆柱母线,沿齿宽同时进入与退出啮合。,K,B,rb,K,A,A,与轴线垂直的平面端面,K,B,rb,K,A,A,K,B,rb,K,A,A,B,rb,K,K,A,A,端面为渐开线。,A,B,rb,K,K,b基圆柱螺旋角,B,rb,K,K,A,B,rb,K,K,A,B,rb,K,K,A,A,K,B,rb

2、,K,K,A,A,B,K,K,rb,A,A,B,K,rb,A,A,K,B,K,rb,A,A,K,B,K,rb,A,A,齿面与基圆柱的交线AA螺旋线,K,B,K,rb,A,A,KK线形成齿面的轨迹渐开螺旋面,K,B,K,rb,A,A,K,端面为渐开线。,渐开螺旋面,斜齿轮1,斜齿轮2,啮合面上的KK线,K,K,按顶圆作出轮齿,观察与另一齿轮的啮合,啮合面,K,K,KK线,KK线上参加接触的部分。,前端面一点进入啮合,接触线由短到长,接触线由长到短,后端面一点退出啮合,B,rb,K,K,A,A,A,B,K,A,A,K,精确的渐开线,斜齿圆柱齿轮的传动特点,（与直齿轮比较）,B,rb,K,K,A,A

3、,A,B,K,A,A,K,精确的渐开线,斜齿圆柱齿轮的传动特点,（与直齿轮比较）,直齿轮齿面的啮合情况,沿齿宽同时进入与退出啮合。,斜齿轮齿面的啮合情况,接触由点到线逐渐进入、退出啮合。,*3,接触情况：直齿轮-同时进入、同时分离；（斜齿轮-逐渐进入、脱离啮合（）,*斜齿轮传动平稳，减少了冲击，振动和噪音。,二、斜齿圆柱齿轮传动的几何参数,t,t,端面tt,n,n,法面nn与螺旋线垂直的平面,a,a,轴面aa与轴线平行的平面,法面上的参数为标准值,端面齿廓为精确的渐开线,*法面参数（mn、n、han*）标准值*几何尺寸计算按端面的参数进行,t,t,斜齿轮的计算公式将直齿轮的计算公式中的参数改为

4、端面参数。,d=mz,d=mtz,db=dcos,db=dcost,1,斜齿圆柱齿轮的螺旋角及模数,直径为d的分度圆柱,螺旋线,分度圆柱螺旋角,d,螺旋角,d,导程L,d,d,导程L,螺旋线为斜线,d,d,导程L,tan=d/L,d,d,db,d,b,tan=d/L,导程L,tanb=db/L,基圆柱螺旋角b,tanb/tan=db/d=cost；,*tanb=tancost,d,放大,模数,d,放大,pt,pn,端面齿距,法面齿距,分度圆螺旋角,pn=ptcos;mn=mtcos;mn=mtcos.,*mn=mtcos.,2，法面压力角与端面压力角,端面,t,螺旋角,端面压力角（齿形角）,垂

5、直于齿面作一平面，即法面N。,n,h,t,h,A,C,B,B,B,C,A,法面压力角n,n,h,B,C,A,n,h,B,A,t,h,A,C,B,B,B,n,h,B,C,A,t,h,A,C,B,A,tant=AC/h,tann=AC/h,AC/AC=cos,n,h,B,C,A,t,h,A,C,B,A,tant=AC/h,tann=AC/h,AC/AC=cos,tann=tantcos,n,h,B,C,A,t,h,A,C,B,A,*tann=tantcos,*tann=tantcos,cos1,*mn=mtcos.,法面参数端面参数,三，斜齿轮传动的几何尺寸,n,h,t,h,A,C,B,B,B,C

6、,A,因为h*anmn=h*atmnt;h*anmtcos=h*atmt所以h*at=h*ancos.,端面系数=法面系数乘cos,同理得到：c*at=c*ancos.,xt=xncos.,t=ncos.,用改变螺旋角调整中心距,不一定用变位。,分度圆直径d,标准中心距a,hn*=1.0,30n,tarctan(tann/cos)arctan(tan20/cos30)=22.7959,四、斜齿圆柱齿轮正确啮合条件及重合度,正确啮合条件,mt1=mt2=mt,t1=t2=t,mn1=mn2=mn1=n2=12,斜齿轮传动的重合度,N1,N2,B2,B,啮合面,齿宽,起始啮合点,极限啮合点,B2,

7、N1,N2,B2,B,起始啮合点,B2,N1,N2,B2,B1,B,起始啮合点,终止啮合点,B2,B1,L,实际啮合线长,N1,N2,B2,B1,B,起始啮合点,终止啮合点,B2,B1,L,B,b,基圆柱螺旋角,N1,N2,B2,B1,B,起始啮合点,终止啮合点,B2,B1,L,B,b,一端面开始在一点啮合,N1,N2,B2,B1,B,起始啮合点,终止啮合点,B2,B1,L,B,b,一端面开始在一点啮合,N1,N2,B2,B1,B,起始啮合点,终止啮合点,B2,B1,L,B,b,一端面开始在一点啮合,N1,N2,B2,B1,B,起始啮合点,终止啮合点,B2,B1,L,B,b,一端面开始在一点啮

8、合,N1,N2,B2,B1,B,起始啮合点,终止啮合点,B2,B1,L,B,b,一端面开始在一点啮合,一端面在一点终止啮合,N1,N2,B2,B1,B,起始啮合点,终止啮合点,B2,B1,L,B,b,一端面开始在一点啮合,一端面在一点终止啮合,N1,N2,B2,B1,B,起始啮合点,终止啮合点,B2,B1,L,B,b,一端面开始在一点啮合,一端面在一点终止啮合,另一端面在一点终止啮合,N1,N2,B2,B1,B,起始啮合点,终止啮合点,B2,B1,L,B,b,L,L,实际啮合线长（L+L）,N1,N2,B2,B1,B,B2,B1,L,B,b,L,L,实际啮合线长（L+L）,=L/pbt+L/p

9、bt,a=z1(tanta1-tant)+z2(tanta2-tant)/（2）。,=L/pbt=Btanb/pbt,与直齿轮的公式形式相同（端面参数）,B2,B1,B,b,L,L,实际啮合线长（L+L）,a=z1(tanta1-tant)+z2(tanta2-tant)/（2）。,=L/pbt=Btanb/pbt,tanb=tancost,pbt=ptcost=mtcost,=Bsin/(mn),pbt=mncost/cos,B2,B1,B,b,L,L,实际啮合线长（L+L）,a=z1(tanta1-tant)+z2(tanta2-tant)/（2）。,=Bsin/(m),=z1(tanta

10、1-tant)+z2(tanta2-tant)/（2）+Bsin/(mn),端面重合度。纵向重合度。,随B的加大而增加。,五、当量齿轮和当量齿数,d,n,n,d,n,n,分度圆柱的直径为d,螺旋线,法面,螺旋角为,d,n,n,铣刀,进刀方向,d,n,n,法面参数铣刀（标准）参数,现研究其法面齿形。,法面齿形铣刀轴面形状,按法面齿形选择铣刀刀号,d,n,n,b=d/2,a,b,法短半轴:b=d/2长半轴:a=d/（2cos）,a,b,c,c,d,a=d/（2cos）,b=d/2,以椭圆在C点的曲率半径为半径作一圆,以圆为分度圆的虚拟的直齿轮，其齿形与斜齿轮的法面齿形相当。,a,b,c,a=d/（

11、2cos）,b=d/2,半径为、模数为mn和压力角为n的直齿轮的齿形与斜齿轮的法面齿形相当。,V可作为选择铣刀刀号的依据。,=a2/b=d/(2cos2);,*当量齿轮与斜齿轮的法面齿形相当的虚拟的直齿轮。当量齿数V。,a,b,c,a=d/（2cos）,b=d/2,V可作为选择铣刀刀号的依据,=a2/b=d/(2cos2);,=Vmn/2,Zmt/cos2=Vmn,V=Z/(cos3),a,b,c,*V=Z/(cos3),当量齿数的用处：1，选取齿轮铣刀的刀号；2，计算轮齿的强度时，用到当量齿数的概念,六、斜齿圆柱齿轮的传动特点,1，啮合性能好,2，重合度大,3，机构更加紧凑,逐渐进入和脱离啮

12、合，不致产生冲击，因而传动平稳、噪声小。,随B，提高了齿轮的承载能力，并且使传动平稳。,斜齿轮的最少齿数比直齿轮的最少齿数少。,F,FQ,FS,当齿轮转动时，受到另一齿轮的力F。,缺点：产生轴向推力,轴向推力FS将对轴承产生不良影响。,取=70150,轴向推力FS随螺旋角加大而增加。,F,FQ,FS,F,FS,F,FS,FQ,FQ,人字齿轮的轴向推力相互抵消。,第二节蜗轮蜗杆传动,一、蜗轮蜗杆的形成及其传动特点,*两轴空间交错两轴夹角为90,蜗轮蜗杆的形成,L,1,1,d1,1,1,小齿轮直径d1小，宽度B大,螺旋角1大,螺旋线的根数即蜗杆的齿数，又称头数；一般Z1=14。,螺旋线绕一周以上，

13、如同螺旋。称为蜗杆。,B,1,1,d1,顶视图,d1,L,1,d1,d1,1,顶视图,d2,大齿轮的直径d2大，齿数多，螺旋角2小，称为蜗轮。,L,1,2,1,两轴线垂直交错,L,1,2,1,1,两轴线垂直交错。,2,*两螺旋角之和为900。1+2=900；,*1=2,L,1,2,1,2,1,*1,传动比大,蜗轮蜗杆传动的特点,一般i12=10100，在分度机构中甚至可以达到500以上,L,1,2,1,2,1,*2,可具有自锁性,1v时,L,1,2,1,2,1,*3,蜗轮蜗杆传动结构紧凑、传动平稳和噪声小。,L,1,2,1,2,1,*4,缺点:械效率较低，磨损大，成本较高(蜗轮常用耐磨材料如锡

14、青铜）,1蜗杆的加工,二、正确啮合条件,普通圆柱蜗杆按其齿廓曲线的形状不同可以分为：,阿基米德螺旋线蜗杆延伸渐开线蜗杆渐开线蜗杆,2=400,刀具,2=400,刀具,加工对刀情况,切削刃平面水平，并对准蜗杆中心,加工蜗杆如同加工螺旋，蜗杆工件旋转，刀具轴向走刀。,a,a,a-a,n,n,n-n,=200,n,n,a,a,a-a,n-n,t,t,tt,=200,n,n,a,a,a-a,n-n,阿基米德螺旋线,t,t,tt,=200,法面齿形为曲线,n,n,a,a,a-a,n-n,阿基米德螺旋线,t,t,tt,*轴面齿形为直线,端面齿形为阿基米德螺旋线,这种蜗杆称为阿基米德蜗杆,其工艺性能好，得到

15、广泛应用。,*蜗轮：采用对偶加工,即用与蜗杆完全相同的刀具加工蜗轮,对偶加工,2蜗轮蜗杆的正确啮合条件,蜗轮轴线,蜗杆轴线,*主截面过蜗杆轴线、垂直于蜗轮轴线的平面a-a。,aa,渐开线,直线齿,1,1,*蜗杆蜗轮传动相当于齿轮齿条传动,主截面中蜗杆齿条蜗轮渐开线齿轮,aa,1,1,*正确啮合条件：ma1=mt2=m;a1=t2=;=900（且蜗杆和蜗轮螺旋线的旋向一致）。,三、蜗轮蜗杆的几何尺寸计算,d1,L,分度圆直径d1,螺旋角1,导程L,1,d1,L,将圆柱面展成平面矩形。,螺旋升角1。,1,1,L,1,1,d1,L,轴面齿距为pa1。,1,1,Pa1=m,pa1,L,d1,1,d1,

16、L,此为双头蜗杆，即Z1=2,A,C,B,1,Z1pa1/(d1)=tan1d1=Z1pa1/(tan1)d1=Z1m/tan1,d2=Z2m,1,1,pa1,pa1,pa1,L,d1,1,A,C,B,1,d1=Z1m/tan1,d2=Z2m,蜗杆直径的标准值（见表10-3）用蜗杆直径系数表示。q=d1/m即d1=qm。,蜗杆直径系数,tan1=Z1/q,*d1=qm；d2=Z2m；tan1=Z1/q,a=m(q+z2)/2,*d1=qm；d2=Z2m；tan1=Z1/q,a,d1=qm；d2=Z2m；tan1=Z1/q,当q时，则1，而d1。*一般应选取较小的q值。,*允许q值在一定范围内变动，但d1应为规定的标准值。,表10-4蜗杆直径系数q与模数m的关系模数m/mm11.7528102020直径系数q2810257206156,*d1=qm；d2=Z2m；tan1=Z1/q,Z1=2,m=2.5mm,取q