機(jī)械基礎(chǔ) 課件 模塊五任務(wù)二 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)

教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.掌握斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用；2.掌握斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算；3.掌握斜齒圓柱齒輪的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算。能力目標(biāo)1.能夠進(jìn)行斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算；2.能夠分析斜齒圓柱齒輪的受力及并進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算；3.能夠設(shè)計(jì)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)和規(guī)范意識(shí)；2.培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心、愛崗敬業(yè)、精益求精的工匠精神。模塊五齒輪傳動(dòng)

任務(wù)二斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)【學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn)】1.斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成和嚙合特點(diǎn)；2.斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算；3.斜齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)；4.斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)；5.斜齒圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算；6.斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)。【相關(guān)知識(shí)】一、斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成和嚙合特點(diǎn)（一）斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成

斜齒輪齒面的形成原理與直齒輪相似，不同的是形成斜齒輪漸開線齒面的直線KK′與基圓軸線偏斜角度βb，如圖（a）所示。KK′線展成斜齒輪的齒廓曲面，稱為漸開線螺旋面。（二）斜齒圓柱齒輪的嚙合特點(diǎn)1.輪齒在嚙合過程中，除嚙合的始點(diǎn)、終點(diǎn)外，其余瞬時(shí)嚙合都是直線接觸，但各接觸線均不與軸線平行，如圖所示。2.各接觸線的長(zhǎng)度都是變化的，輪齒從嚙合到脫離嚙合的過程中，接觸線的長(zhǎng)度從零逐漸增到最大值，再由最大值逐漸減小到零，所以斜齒輪上所受的力不具有突變性。3.斜齒輪較直齒圓柱齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力大。4.斜齒輪在傳動(dòng)中有軸向力，需要安裝能承受軸向力的軸承。二、斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算（一）斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)1.螺旋角ββ—分度圓柱面上的螺旋角βb—基圓柱面上的螺旋角pz—螺旋線的導(dǎo)程

斜齒輪按其齒廓漸開線螺旋面的旋向，可以分為右旋和左旋兩種。2.法向模數(shù)mn和端面模數(shù)mt

如圖所示斜齒圓柱齒輪分度圓圓柱面展開圖中，圖中細(xì)斜線部分為輪齒，空白部分為齒槽。由圖上可知：則：3.壓力角αn和αt4.齒頂高系數(shù)

和

及頂隙系數(shù)

和

由于切齒刀具齒形為標(biāo)準(zhǔn)齒形，所以斜齒輪的法向基本參數(shù)也為標(biāo)準(zhǔn)值，設(shè)計(jì)、加工和測(cè)量斜齒輪時(shí)均以法向?yàn)榛鶞?zhǔn)。規(guī)定：α為標(biāo)準(zhǔn)值，

；對(duì)于正常齒，取

，

；對(duì)于短齒，

，

。（二）外嚙合標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算

外嚙合標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪幾何尺寸按下表計(jì)算。三、平行軸斜齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)（一）齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件（二）重合度齒輪傳動(dòng)嚙合時(shí)，實(shí)際嚙合線長(zhǎng)度比直齒輪的嚙合線增大。式中：

εa—端面重合度

εb—軸向重合度四、斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒輪和當(dāng)量齒數(shù)

用仿形法加工斜齒輪時(shí)，由于銑刀是沿著螺旋齒槽的方向進(jìn)刀的，因此必須按照法面齒形來選擇銑刀號(hào)。另外，在計(jì)算斜齒輪的強(qiáng)度時(shí)，由于力作用在法向，因此也需要知道它的法面齒形。

為方便設(shè)計(jì)，有必要選擇一個(gè)假想的與斜齒輪的法面齒形相當(dāng)?shù)闹饼X圓柱齒輪稱為當(dāng)量齒輪。齒數(shù)稱當(dāng)量齒數(shù)，用

表示。如圖所示。當(dāng)量齒輪齒數(shù)的計(jì)算：標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)zmin為：

當(dāng)量齒數(shù)可以用于選擇銑刀號(hào)、計(jì)算輪齒彎曲強(qiáng)度、選擇變位系數(shù)以及測(cè)量計(jì)算齒厚。五、斜齒圓柱齒輪強(qiáng)度（一）斜齒圓柱齒輪受力分析軸向力：徑向力：圓周力：

圓周力和徑向力的方向與直齒圓柱齒輪方向的判定相同。主動(dòng)輪上軸向力方向的判定可根據(jù)“主動(dòng)輪左、右手螺旋法則”，即：左旋用左手，右旋用右手，如圖所示。從動(dòng)輪軸向力的方向與主動(dòng)輪相反。（二）斜齒圓柱齒輪強(qiáng)度的計(jì)算

在直齒輪的接觸強(qiáng)度公式上進(jìn)行修正，得斜齒輪的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算公式：1.齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式：設(shè)計(jì)公式：2.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度

按斜齒輪的當(dāng)量直齒輪計(jì)算其齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，修正后得：校核公式：設(shè)計(jì)公式：六、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)

斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，參數(shù)選擇和設(shè)計(jì)步驟可參考任務(wù)5.1中的“十、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)”內(nèi)容。斜齒圓柱齒輪的螺旋角β一般在8°～15°之間，初選螺旋角時(shí)可在8°～15°之間選取適當(dāng)值。對(duì)于兩對(duì)左右對(duì)