3.2平行軸斜齒輪機(jī)構(gòu)ppt課件

1、 Sleeping Pills Bob was having trouble getting to sleep at night. He went to see his doctor, who prescribed some extra-strong sleeping pills. Sunday night Bob took the pills, slept well and was awake before he heard the alarm. He took his time getting to the office, strolled in and said to his boss:

2、 I didnt have a bit of trouble getting up this morning. Thats fine, roared the boss, but where were you Monday and Tuesday? 4-8 平行軸斜齒輪機(jī)構(gòu) 一、斜齒輪嚙合的共軛齒廓曲面圖4-16為互相嚙合的一對(duì)漸開線斜齒輪齒廓。當(dāng)發(fā)生面S繞基圓柱作純滾動(dòng)時(shí)，面上與母線N1N1、N2N2成b角的斜直線KK的軌跡即為齒輪1和2的齒廓曲面。這樣形成的兩個(gè)齒廓曲面一定能沿直線KK接觸。 KK在空間所形成的曲面為一漸開螺旋面。直線在基圓柱上形成螺旋線，故螺旋線的螺旋角也就是直線對(duì)軸線方向

3、的偏斜角b，即輪齒在基圓柱上的螺旋角。直齒輪齒廓曲面和斜齒輪齒廓曲面的形成比較如圖所示。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)(avi)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)(avi)端面視圖端面視圖軸視圖軸視圖徑向視圖徑向視圖法法向向視視圖圖斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成(avi)(avi)斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成端面的漸開線齒廓在基圓柱上作螺端面的漸開線齒廓在基圓柱上作螺旋運(yùn)動(dòng)形成了斜齒輪的齒廓曲面旋運(yùn)動(dòng)形成了斜齒輪的齒廓曲面 斜齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，輪齒齒面間的接觸線都是平行于KK的斜直線 (圖4-17b)，齒廓接觸線的長(zhǎng)度

4、是由短變長(zhǎng)，再由長(zhǎng)變短，即輪齒是逐漸進(jìn)入嚙合，再逐漸退出嚙合，故工作平穩(wěn)。 斜齒輪的端面齒廓曲線為漸開線。 斜齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件：兩個(gè)齒輪的模數(shù)及壓力角分別相等，兩齒輪的螺旋角必須相匹配，即：mn1=mn2， n1=n2，1= 2。當(dāng)外嚙合時(shí)旋向相反，取“”號(hào)；內(nèi)嚙合時(shí)旋向相同，取“+”號(hào)。 斜齒輪的正確嚙合條件斜齒輪的正確嚙合條件1. 模數(shù)相等模數(shù)相等 mn1 = mn2 2. 壓力角相等壓力角相等 an1 = an2 3. 螺旋角大小相等螺旋角大小相等 外嚙合時(shí)應(yīng)旋向相反，外嚙合時(shí)應(yīng)旋向相反，內(nèi)嚙合時(shí)應(yīng)旋向相同內(nèi)嚙合時(shí)應(yīng)旋向相同 b1 = b2 “+”內(nèi)嚙合，內(nèi)嚙合，“-”用于外用于外

5、嚙合。嚙合。右旋右旋左旋左旋同理：同理： mt1 = mt2 ， at1 = at2 (avi) 二、斜齒輪各部分名稱和幾何尺寸計(jì)算斜齒輪的端面齒形和法面齒形是不相同的。因而斜齒輪的端面參數(shù)與法面參數(shù)也不相同。斜齒輪法面上的參數(shù)(mn、n、法向齒頂高系數(shù)及法向頂隙系數(shù))為標(biāo)準(zhǔn)值，是選擇刀具的依據(jù)。端面參數(shù)是計(jì)算斜齒輪的主要幾何尺寸的依據(jù)。分別用下標(biāo)n、 t區(qū)別斜齒輪的法面參數(shù)和端面參數(shù)。斜齒輪的基本參數(shù)比直齒輪多個(gè)螺旋角。如圖4-18所示，斜齒輪分度圓柱上齒輪的螺旋線展開的斜直線與軸線的夾角為，稱為斜齒輪分度圓柱面上的螺旋角。螺旋角表示斜齒輪輪齒的傾斜程度。 斜齒輪分度圓柱面上輪齒的法面齒距p

6、n和端面齒距pt 的關(guān)系為 pn=ptcos （4-23） 法面模數(shù)mn與端面模數(shù)mt的關(guān)系為 mn =mtcos （4-24） 由圖4-19所示的幾何關(guān)系，可得斜齒輪法面壓力角n和端面壓力角t 的關(guān)系為 tgn = tgt cos (4-25) 斜齒輪幾何尺寸的計(jì)算公式見表4-4。 三、斜齒輪傳動(dòng)的重合度如圖4-20所示，斜齒輪傳動(dòng)的實(shí)際嚙合區(qū)比直齒輪傳動(dòng)增大了GH=btg，因而，斜齒輪傳動(dòng)的重合度比直齒輪傳動(dòng)的大，其重合度為)264(tgttttpbpGHFGpFH 由上式可知：斜齒輪傳動(dòng)的重合度隨齒寬b和螺旋角的增大而增大，可以達(dá)到很大的數(shù)值，這是斜齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)能力較高的主要原因。

7、 四、斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)當(dāng)用成形法切制斜齒輪時(shí)，銑刀刀刃的形狀應(yīng)與斜齒輪的法面齒形相對(duì)應(yīng)；進(jìn)行斜齒輪的強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，其強(qiáng)度是按法面齒形來計(jì)算的，都需要知道斜齒輪的法面齒形。為此，需要找出一個(gè)與斜齒輪法面齒形相當(dāng)?shù)奶摂M直齒輪(稱為斜齒輪的當(dāng)量齒輪)來，然后按該直齒輪的齒數(shù)決定刀具的刀號(hào)，進(jìn)行斜齒輪的強(qiáng)度計(jì)算。當(dāng)量齒輪的齒數(shù)稱為當(dāng)量齒數(shù)，用zv表示。如圖如圖4-214-21所示所示 ，斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)為，斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)為)274(coscoscos2333zmzmmdmznnnnv正常齒標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪不發(fā)正常齒標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)生根切的最少齒數(shù)zminzmin也可由其當(dāng)量直齒輪的也可由其當(dāng)量

8、直齒輪的最少齒數(shù)最少齒數(shù)zvmin(zvmin zvmin(zvmin =17)=17)求得求得 zmin= zvmincos3 zmin= zvmincos3 （4-284-28） 22cosdba b = d/2cos2da 五、斜齒齒輪的優(yōu)缺點(diǎn)： 由于兩斜齒圓柱齒輪齒面的接觸線為傾斜的直線，且在嚙合過程中是逐漸進(jìn)入和逐漸退出嚙合，所以其接觸情況好、傳動(dòng)平穩(wěn)、沖擊和噪音小。斜齒圓柱齒輪的重合度大，同時(shí)嚙合的齒數(shù)多，所以其輪齒強(qiáng)度高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，適用于高速傳動(dòng)。斜齒齒輪的最少齒數(shù)Zmin比直齒輪小，所以結(jié)構(gòu)相對(duì)緊湊。斜齒輪傳動(dòng)的缺點(diǎn)是要產(chǎn)生軸向力如圖4-22），為此在結(jié)構(gòu)上必須采用相應(yīng)措施來保

9、證其正常工作。螺旋角直接影響到軸向力的大小，越大，軸向力也越大，但過小則顯不出斜齒輪的優(yōu)點(diǎn)，所以螺旋角一般取820。人字齒輪可以看作由兩個(gè)螺旋角大小相等、方向相反的斜齒輪合并而成，可以消除軸向力。圓錐齒輪概述圓錐齒輪概述 圓錐齒輪傳動(dòng)是用來傳遞兩相交軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。圓錐齒輪的圓錐齒輪傳動(dòng)是用來傳遞兩相交軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。圓錐齒輪的輪齒是分布在一個(gè)圓錐面上的。與圓柱齒輪相對(duì)應(yīng)，在圓錐齒輪上有輪齒是分布在一個(gè)圓錐面上的。與圓柱齒輪相對(duì)應(yīng)，在圓錐齒輪上有齒頂圓錐、分度圓錐和齒根圓錐等等。又因圓錐齒輪是一個(gè)錐體，故齒頂圓錐、分度圓錐和齒根圓錐等等。又因圓錐齒輪是一個(gè)錐體，故有大端和小端之分。

10、為了計(jì)算和測(cè)量的方便，通常取圓錐齒輪大端的有大端和小端之分。為了計(jì)算和測(cè)量的方便，通常取圓錐齒輪大端的參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，其壓力角一般為二十度。參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，其壓力角一般為二十度。一對(duì)錐齒輪兩軸之間的交角可根據(jù)傳動(dòng)的實(shí)際需要來確定。在一般機(jī)一對(duì)錐齒輪兩軸之間的交角可根據(jù)傳動(dòng)的實(shí)際需要來確定。在一般機(jī)械中，多采用交角為九十度的傳動(dòng)；而在某些機(jī)械中也有采用交角不械中，多采用交角為九十度的傳動(dòng)；而在某些機(jī)械中也有采用交角不為九十度的傳動(dòng)。為九十度的傳動(dòng)。圓錐齒輪的輪齒有直齒、斜齒及曲齒等多種形式。由于直齒圓錐齒輪圓錐齒輪的輪齒有直齒、斜齒及曲齒等多種形式。由于直齒圓錐齒輪的設(shè)計(jì)、制造和安裝均較為簡(jiǎn)便，故應(yīng)

11、用最為廣泛。曲齒錐齒輪由于的設(shè)計(jì)、制造和安裝均較為簡(jiǎn)便，故應(yīng)用最為廣泛。曲齒錐齒輪由于其傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力較高，故常用于高速重載的傳動(dòng)。其傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力較高，故常用于高速重載的傳動(dòng)。4-9圓錐齒輪機(jī)構(gòu) 一對(duì)圓錐齒輪傳動(dòng)相當(dāng)于一對(duì)節(jié)圓錐的純滾動(dòng)。除了節(jié)圓錐外，圓錐齒輪還有分度圓錐、齒頂圓錐、齒根圓錐和基圓錐。圖4-23所示為一對(duì)正確安裝的標(biāo)準(zhǔn)圓錐齒輪，其節(jié)圓錐與分度圓錐重合。)294(sinsin12121221rrzzi圓錐齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 由于圓錐齒輪大端球面漸開線無法展成平面曲線研究，給圓錐齒輪的設(shè)計(jì)和制造帶來很多困難，故工程應(yīng)用中采用一種近似方法來處理，即用平面漸開線近似代替球面漸

12、開線。方法大體分成兩步：首先將大端的球面用錐面代替，然后再將錐面展成平面。 圖為一標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪的軸向半剖面圖。OAB為其分度圓錐，如果大端齒廓為球面漸開線， 和 為輪齒大端球面上齒頂高和齒根高。過A點(diǎn)作直線AO1垂直AO，與圓錐齒輪軸線交于點(diǎn)O1，設(shè)想以O(shè)O1為軸線，O1A為母線作一圓錐O1AB，該圓錐稱為直齒圓錐齒輪的背錐。顯然背錐與球面切于圓錐齒輪大端的分度圓上。 現(xiàn)將球面漸開線齒廓向背錐上投影，在軸剖面上得a和f點(diǎn) ，由圖看出，af和 相差極微，而且當(dāng)球面漸開線半徑R與輪齒大端模數(shù)m的比值越大時(shí)一般R/m30兩者相差更小。所以可用背錐上的齒形近似代替大端球面上漸開線齒形。由于背錐可以

13、展成平面，最終將球面問題簡(jiǎn)化成平面問題處理。 圖所示為兩相嚙合的圓錐齒輪及相應(yīng)的背錐O1AC、O2BC。將兩背錐展成平面后即得兩個(gè)扇形齒輪 該扇形齒輪的模數(shù)、壓力角、齒頂高和齒根高分別等于圓錐齒輪大端的模數(shù)、壓力角、齒頂高和齒根高，其齒數(shù)即為實(shí)際齒數(shù)z1和z2，其分度圓半徑rv1和rv2就是背錐的錐距 和 。 如果將這兩個(gè)扇形齒輪補(bǔ)足成完整的直齒圓柱齒輪，則它們的齒數(shù)增加為zv1和zv2 。人們將 這兩個(gè)設(shè)想的直齒圓柱齒輪稱為這一對(duì)圓錐齒輪的當(dāng)量齒輪，其齒數(shù)zv1和zv2就稱為當(dāng)量齒數(shù)。最終完成了以圓錐齒輪的模數(shù)與壓力角，以齒數(shù)為zv的直齒圓柱齒輪的齒形來近似代替圓錐齒輪的大端齒形。 由圖可知

14、 將 代入得 由此計(jì)算所得當(dāng)量齒數(shù)zv一般不為整數(shù)，可近似取整。 引入背錐和當(dāng)量齒數(shù)的概念，就可以將直齒圓柱齒輪的某些原理近似地用到圓錐齒輪上。如直齒圓錐齒輪的正確嚙合條件可從當(dāng)量圓柱齒輪嚙合得到，即兩輪大端的模數(shù)和壓力角應(yīng)分別相等。又如，直齒圓錐齒輪無根切的最少齒數(shù)zmin與當(dāng)量齒輪的最少齒數(shù)zvmin之間的關(guān)系為 二、背錐與當(dāng)量齒數(shù)如圖4-24所示為一對(duì)圓錐齒輪的軸剖面，OCA和OCB代表其分度圓錐。線段OC稱為外錐距。分別以O(shè)O1和OO2為軸線，以O(shè)1C和O2C為母線作兩個(gè)圓錐O1CA和O2CB，該兩圓錐稱為圓錐齒輪的背錐。背錐與球面相切于大端分度圓CA和CB ，并與分度圓錐面垂直相交。

15、 因圓錐齒輪大端的齒廓曲線與分布在背錐上的齒廓曲線非常接近，如將背錐展成平面則為一扇形，扇形的半徑即為背錐的錐距O1C和O2C，現(xiàn)以rv1=O1C和rv2=O2C為分度圓半徑，取圓錐齒輪大端的模數(shù)和壓力角，畫出扇形直齒輪的齒形，則此齒形即可近似地視為圓錐齒輪大端的齒形。 扇形齒輪上的齒數(shù)z就是圓錐齒輪的齒數(shù)。如將扇形齒輪的缺口補(bǔ)足，使其成為一個(gè)虛擬的圓柱齒輪，其齒數(shù)將增加至zv1和zv2。該虛擬的圓柱齒輪稱為圓錐齒輪的當(dāng)量齒輪，而其齒數(shù)zv1和zv2 稱為圓錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)。)304(coscos222111zzzzvv由上式可見， zvz，且一般不是整數(shù)。 直齒圓錐齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)z

16、min=zvmin cos?？梢姡饼X圓錐齒輪的最少齒數(shù)比直齒圓柱齒輪的少。 一對(duì)圓錐齒輪正確嚙合的條件為：兩輪大端的模數(shù)和壓力角分別相等。另外，兩輪的外錐距必須相等。 一對(duì)圓錐齒輪的重合度可以按照其當(dāng)量齒輪傳動(dòng)的重合度計(jì)算。 二、直齒圓錐齒輪幾何尺寸計(jì)算 直齒圓錐齒輪的齒高由大端到小端逐漸收縮，稱為收縮齒圓錐齒輪。直齒圓錐齒輪傳動(dòng)按頂隙不同分為不等頂隙收縮齒傳動(dòng)和等頂隙收縮齒傳動(dòng)兩種，如圖4-25所示。GB12369-90規(guī)定采用等頂隙圓錐齒輪傳動(dòng)。 不等頂隙收縮齒制 兩輪的齒頂圓錐、齒根圓錐與分度圓錐具有同一錐頂O，故頂隙c也由大端至小端逐漸縮小同時(shí)齒頂厚也是由大端至小端逐漸縮小），這樣使小端頂隙過小，齒頂強(qiáng)度削弱。 等頂隙收縮齒制等頂隙收縮齒制 兩