齿轮传动的缺点雅安职业技术学院PPT课件

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1、了解齿轮的特点及分类。了解齿轮的特点及分类。掌握渐开线齿轮的特点及正确传动、连续传动的掌握渐开线齿轮的特点及正确传动、连续传动的条件。条件。掌握齿轮传动比的计算及直齿各部分尺寸的计算。掌握齿轮传动比的计算及直齿各部分尺寸的计算。掌握直齿圆柱齿轮传动的强度计算。掌握直齿圆柱齿轮传动的强度计算。了解齿轮加工方法及失效形式。了解齿轮加工方法及失效形式。了解斜齿轮、锥齿轮等类型齿轮的特点及应用。了解斜齿轮、锥齿轮等类型齿轮的特点及应用。了解蜗杆传动的特点及应用。了解蜗杆传动的特点及应用。本章学习要求本章学习要求 第第 6 章章 齿轮传动和蜗杆传动齿轮传动和蜗杆传动第1页/共71页本章大纲本章大纲 6.

2、1齿轮传动综述 6.2齿轮的齿廓曲线 6.3渐开线齿廓的啮合性质 6.4渐开线标准直齿圆柱齿轮的结构 6.5渐开线齿轮正确啮合和连续传动的条件 6.6标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 6.7齿轮的切削加工 6.8其他常用齿轮传动 6.9齿轮传动的设计 6.10蜗杆传动 第2页/共71页齿轮传动的特点6.1 齿轮传动综述1、齿轮传动的优点、齿轮传动的优点 工作可靠。 寿命较长。 传动比稳定。 效率高。 可实现平行轴、任意角相交轴、任意角交错轴之间的传动。 适用功率和速度范围广。第3页/共71页2、齿轮传动的缺点、齿轮传动的缺点 加工和安装精度要求较高。 制造成本较高。 不适宜于远距离两轴之间的传动

3、。3与带传动和链传动相比具有的特点。与带传动和链传动相比具有的特点。 传递功率的范围大、速度范围广。 能保证瞬时传动比恒定、平稳性较高、传递运动准确可靠。 传动效率高、使用寿命长、工作可靠。 可以实现平行或不平行轴之间的传动。 齿轮的安装精度和制造成本较高。 不宜用于远距离的传动。第4页/共71页齿轮传动的类型 齿轮传动的类型和特点第5页/共71页齿轮啮合的基本定理6.2 齿轮的齿廓曲线 1、基本概念、基本概念（1）公法线（2）节点（3）瞬时传动比（4）节圆2、齿廓啮合基本定理、齿廓啮合基本定理 若为定值，则可保证齿轮瞬时传动比不变，即不论两齿廓在哪一点接触，过接触点的公法线与连心线的交点P都

4、为一固定点。 齿轮啮合过程 12212211O PrirO P第6页/共71页齿廓曲线的选择 凡能按预定传动比规律相互啮合传动的一对齿廓称为共轭齿廓。 对于定传动比传动的齿轮来说，目前最常用的齿廓曲线是渐开线，其次是摆线和变态摆线，近年来还有圆弧齿廓和抛物线齿廓等。 摆线齿廓齿轮 圆弧齿廓齿轮 第7页/共71页渐开线的形成及特点6.3 渐开线齿廓的啮合性质 渐开线的形成及其特点（1）发生线上BK线段长度等于基圆上被滚过的弧长AB。（2）渐开线上任意点的法线恒与其基圆相切。（3）故渐开线愈接近基圆部分的曲率半径愈小，在基圆上其曲率半径为零。（4）渐开线的形状取决于基圆的大小。当基圆半径为无穷大时

5、，其渐开线就变成一条直线，故齿条的齿廓曲线为直线。（5）基圆以内无渐开线 第8页/共71页渐开线方程式和渐开线函数 如图所示： 展角k是压力角ak的函数，称其为渐开线函数 ，用invak 表示。 渐开线的极坐标方程式为 bkkkkkbbb()tanBKABr aaarrrkbkk/costanrraaa akkk=inv =-第9页/共71页渐开线齿轮齿廓的啮合特点图 渐开线齿廓啮合特点常数1212122112bbrrrrPOPOi1、渐开线齿廓能保持定传动比 渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律，且传动比为 式中：rb1、rb2 两齿轮的基圆半径； 两齿轮的节圆半径。1r2r渐开线齿廓的啮合特性第

6、10页/共71页 如公式所示例： 两齿轮的传动比不仅与节圆半径成反比，也与两基圆的半径成反比。而一对渐开线齿轮制成后，其基圆半径不变，即使两轮的中心距略有改变，也不会影响其传动比。 2、渐开线具有可分性常数1212122112bbrrrrPOPOi 由于啮合线N1N2既是两基圆的内公切线，又是两齿廓接触点的公法线，故齿轮的传力方向始终沿着N1N2方向，即啮合角为定值，因此渐开线齿轮传动平稳 。 3、渐开线齿廓正压力方向恒定不变第11页/共71页渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称 6.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的结构 （1）齿顶圆。过齿轮齿顶所作的圆称为齿顶圆，直径用da表示（半径用ra表示）。（2）

7、齿根圆。过齿轮齿根所作的圆称为齿根圆，直径用df表示（半径用rf表示）。（3）基圆。发生渐开线齿廓的圆称为基圆，直径用db表示（半径用rb表示）。（4）齿厚。在任意圆周上轮齿两侧间的弧长，用si表示。渐开线直齿圆柱齿轮的结构要素 第12页/共71页（5）齿槽宽。在任意圆周上相邻两齿反向齿廓之间的弧长，用ei表示。（6）齿宽。沿齿轮轴线量得齿轮的宽度称为齿宽，用b表示。（7）分度圆。对标准齿轮来说，齿厚与齿槽宽相等的圆称为分度圆，其直径用d表示（半径用r表示）。分度圆上的齿厚和齿槽宽分别用s和e表示，s= e。分度圆是设计和制造齿轮的基圆。（8）齿距。相邻两轮齿在分度圆上同侧齿廓对应点间的弧长称

8、为齿距，用p表示： 。（9）齿顶高。从分度圆到齿顶圆的径向距离，用表示。（10）齿根高。从分度圆到齿根圆的径向距离，用表示。（11）全齿高。从齿顶圆到齿根圆的径向距离，用h表示：。（12）齿顶间隙。当一对齿轮啮合时，一个齿轮的齿顶圆与配对齿轮的齿根圆之间的径向距离，用c表示。 2ppsese，渐开线直齿圆柱齿轮的构成第13页/共71页渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数 齿轮的齿数和模数 直齿圆柱齿轮的基本参数有齿数z、模数m、压力角、齿顶高系数和顶隙系数共5个。这些基本参数是齿轮各部分几何尺寸计算的依据。1齿数齿数z 一个齿轮的轮齿总数称为齿数，用z表示。齿轮设计时，齿数是按使用要求和强度计算确定的

9、。2模数模数m 齿轮传动中，齿距p除以圆周率所得到的商称为模数， 即 ，单位mm。 使用模数和齿数可以方便计算齿轮的大小，用分度圆直径表示： dmzpm 第14页/共71页3压力角压力角 由前面分析可知，渐开线上各点的压力角是不同的。通常将渐开线在分度圆上的压力角称为标准压力角（简称压力角）。 不同压力角时轮齿的形状 齿轮的压力角第15页/共71页 4齿顶高系数齿顶高系数 、顶隙系数、顶隙系数 齿顶高与模数之比值称为齿顶高系数，用 表示。 顶隙与模数之比值称为顶隙系数，用 表示。*ah*cahc 认识顶隙系数c c齿轮的齿顶高和齿根高第16页/共71页渐开线直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算第17页/

10、共71页 例：例： 已知一标准直齿圆柱齿轮的模数m为3 mm，齿数z为19，求齿轮的各部分尺寸。 解：（1）分度圆直径：（2）基圆直径：（3）齿顶圆直径：（4）齿根圆直径：（5）齿顶高：（6）齿根高：（7）齿距：（8）分度圆上的齿厚和齿槽宽：3 1957 mmdmz bcos57cos2053.56 mmdd aa2572 1 363 mmddh *fa2()572(10.25) 349.5 mmddhc m*aa1 33 mmhh m *fa()(10.25) 33.75 mmhhc m3.14 39.42 mmpm 3.14 34.71mm22mse第18页/共71页齿条和内啮合齿轮的尺寸

11、 观察图中的齿条和内齿轮，说明齿条和内齿轮与外齿轮的区别：第19页/共71页 1齿条齿条与齿轮相比有以下3个主要特点。（1）齿条相当于齿数无穷多的齿轮，故齿轮中的圆在齿条中都变成了直线，即齿顶线、分度线、齿根线等。（2）齿条的齿廓是直线，所以齿廓上各点的法线是平行的，又由于齿条作直线移动，故其齿廓上各点的压力角相同，并等于齿廓直线的齿形角。（3）齿条上各同侧齿廓是平行的，所以在与分度线平行的各直线上其齿距相等。齿条的基本尺寸可参照外啮合齿轮的计算公式进行计算。 齿条 第20页/共71页2内齿轮 如图所示为一内啮合齿圆柱齿轮。它的轮齿分布在空心圆柱体的内表面上，与外啮合齿轮相比较有下列不同点。（

12、1）内啮合齿轮的轮齿相当于外啮合齿轮的齿槽，内啮合齿轮的齿槽相当于外啮合齿轮的轮齿。（2）内啮合齿轮的齿根圆大于齿顶圆。（3）为了使内啮合齿轮齿顶的齿廓全部为渐开线，其齿顶圆必须大于基圆。 内啮合齿轮 第21页/共71页渐开线齿轮的正确啮合条件 6.5 渐开线齿轮正确啮合和连续传动的条件 通过分析一对渐开线齿轮在传动时，其齿廓啮合点都应位于啮合线N1N2上，因此要使两齿轮能正确啮合传动，应使处于啮合线上的各对轮齿都能同时进入啮合。 即 渐开线齿轮正确啮合的条件是：两齿轮的模数、压力角必须分别相等。 12mmm12齿轮的啮合传动原理第22页/共71页齿轮传动的中心距及啮合角 1保证两轮的顶隙为标

13、准值a= ral + c+ rf2 = (r1 + h*am) + c* m+ (r2h*amc*m) = r1 + r2 = m(z1 + z2)/2 2保证两轮的理论齿侧间隙为零 标准齿轮在按标准中心距安装时无齿侧间隙。 3. 啮合角： acos = acos 齿轮的节圆恒与其分度圆重合，其啮合角恒等于分度圆压力角。 当两轮分度圆分离时，即实际中心距小于标准中心距时，啮合角将小于分度圆压力角 。 齿轮的中心距及啮合角第23页/共71页渐开线齿轮连续传动的条件 为了使两齿轮能够连续传动，必须保证在前一对轮齿尚未能脱离啮合时，后一对轮齿就要及时进入啮合，为此，则实际啮合线段应大于或至少等于齿轮

14、的法向齿距，即齿轮传动的重合度 ：12bB Bp12bB Bp渐开线齿轮连续传动的条件第24页/共71页齿轮的安装1、正确安装的原则 根据生产中的经验，一对外啮合渐开线标准齿轮的正确安装，理论上应达到两个齿轮的齿侧间没有间隙，以防止传动时产生冲击和噪声，影响传动的精度。2、标准中心距1212()22ddmazz标准中心距 第25页/共71页3、齿侧间隙齿轮传动时，由于轮齿的热变形以及装配误差等原因，安装时齿廓间应根据传动要求留有微小的齿侧间隙，以储存润滑油等，如图所示。但为了减小或避免轮齿间的反向冲撞和空程，这种齿侧间隙一般都很小，并由制造公差来保证，因此，在计算齿轮的尺寸和中心距时，都按齿侧

15、间隙为零来考虑。 4、顶隙齿轮传动中，为了避免一个齿轮的齿顶与另一个齿轮的齿槽底及齿根过渡曲线部分相抵触而引起传动干涉，并且为了有一些空隙以便储存润滑油，在一轮齿齿顶圆与另一轮齿齿根圆之间设有一定的间隙，称为顶隙。第26页/共71页受力分析6.6 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 渐开线齿轮传动的受力分析 主、从动轮轮齿上的各力为： 圆周力： 径向力： 法向力： 式中，d1为主动轮分度圆直径（mm）；为分度圆压力角。1tt1t212TFFFdrr1r2ttanFFFFtnn1n2cosFFFF标准直齿圆柱齿轮传动轮齿受力分析 第27页/共71页轮齿的计算载荷 nknFKFFnk计算载荷。K载荷系

16、数，一般可取K= 1.22。工作平稳，K取较小值，反之取大值。 由于齿轮在传递过程中要考虑动力机的动力性能和工作载荷的不平稳、由于制造误差造成的附加动载荷等不利因素，齿轮所受的法向力表示为： 第28页/共71页齿面接触疲劳强度计算 齿面疲劳点蚀是闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式。 校核公式： 计算公式：1HEH21(1)3.52KT uZbd u2E131H3.52(1)()dZKT udu第29页/共71页齿根弯曲疲劳强度计算 轮齿的疲劳折断主要与齿根弯曲应力的大小有关，为了防止轮齿根部的疲劳折断，应限制齿根弯曲应力 。 校核公式： 计算公式： 1FF SF212KTY Ybm zF S13

17、2Fd 12Y YKTmz齿轮传动强度校核原理第30页/共71页齿轮传动的设计计算 第31页/共71页齿轮主要参数的选择1、齿数和模数、齿数和模数 对闭式传动中的硬齿面齿轮，其承载能力由齿根弯曲疲劳强度决定，为使轮齿不致过小，应适当减少齿数以保证有较大的模数，通常取z1 = 1720。 对传递动力的齿轮，应保证m2 mm。2、齿宽系数、齿宽系数2d1bd12(5 10) mmbb第32页/共71页成形法6.7 齿轮的切削加工 1、加工方法、加工方法 加工直齿时，铣刀绕本身轴线旋转，同时，齿坯沿齿轮轴线方向移动。铣出一个齿槽后，将轮坯转过360/z再铣第二个齿。指状铣刀用于大模数齿轮的加工。成形

18、法是用与齿轮渐开线齿槽形状相同的成形铣刀直接切出齿形。第33页/共71页2、加工特点、加工特点 通常一个模数只配一组刀具（如配8把），每把铣刀要加工同一模数的一定齿数范围内的齿轮，故不可避免会出现加工误差。 成形法加工简单，不需要专用机床，但生产率较低，加工精度低，只适用于单件、小批量生产或修配。 齿轮的铣削加工原理齿轮的铣削加工(视频)第34页/共71页范成法1、齿轮插刀的插齿原理、齿轮插刀的插齿原理 齿轮插刀是一个具有渐开线齿形且模数和压力角与被加工齿轮相同的刀具。切齿时，插刀沿轮坯轴线做往复切削运动，同时机床带动插刀与轮坯模仿一对齿轮传动那样以一定的角速度比转动，直至全部齿槽切削完毕。

19、齿轮的插齿加工原理插齿加工(视频)第35页/共71页2、齿条插刀的插齿原理、齿条插刀的插齿原理 如图6-41所示为齿条插刀加工齿轮，其原理与用齿轮插刀切齿相同。由于齿条插刀与轮坯的范成运动相当于齿条与齿轮的啮合运动，其速度刀与轮坯角速度的关系应为：刀v12mz= 齿条插刀切齿原理图 第36页/共71页3、滚齿原理、滚齿原理 滚刀的形状像一个螺旋，其轴向截面的齿形与齿条相同。滚刀转动时，相当于一假想齿条刀具连续沿其轴线移动，轮坯在滚齿机带动下与该齿条保持着与齿条插刀相同的运动关系。这样，便可以连续地切出渐开线齿廓。 滚直齿轮 滚斜齿轮 齿轮的滚齿加工原理第37页/共71页根切现象 用范成法加工齿

20、轮时，若刀具的齿顶线（或齿顶圆）超过理论啮合线极限点N时，被加工齿轮齿根附近的渐开线齿廓将被切去一部分，这种现象称为根切 。 用标准齿条插刀或滚刀加工标准直齿圆柱齿轮时，不产生根切的最少齿数为 min17z根切现象产生的原因第38页/共71页齿轮齿条传动6.8 其它常用齿轮传动 齿轮齿条传动的特点：齿轮齿条传动的特点：（1）齿条可视为模数一定，齿数z趋于无穷大的圆柱齿轮。（2）当一个模数不变的圆柱齿轮齿数无限增大时，其分度圆、齿顶圆、齿根圆成为互相平行的直线，分别称为分度线、齿顶线、齿根线。（3）相应地基圆也无限增大，由渐开线的性质可知，当基圆半径趋于无穷大时，渐开线变成直线，渐开线齿廓变成直

21、线齿廓，圆柱齿轮变成齿条。 与齿轮相比：与齿轮相比： 由于齿条的齿廓是直线，故齿廓上各点的法线均相互平行，齿条上各点的速度大小相同、方向一致。齿廓上各点的齿形角均等于齿廓的倾斜角，即压力角。 由于齿条上各齿的同侧齿廓是平行的，所以不论在分度线上、齿顶线上，还是在与分度线平行的其他直线上，齿距均相等。第39页/共71页斜齿圆柱齿轮传动 假想用多个垂直于齿轮直线的平面（端面）将直齿圆柱齿轮切成若干等宽的轮片，若第一个轮片不动，其余各轮片依次向同一方向错开一个角度，便得到阶梯轮。如果将这些轮片做得无限薄，阶梯轮就形成了斜齿圆柱齿轮。 斜齿轮传动 斜齿轮的形成过程 第40页/共71页观察下图说明斜齿轮

22、齿廓的形成原理：（1）假设一个曲面（发生面S）沿着一圆柱面（基圆柱）作纯滚动。（2）在曲面上选取一条直线KK，该直线与圆柱的轴线（母线AA）不平行，与之成一交角b（基圆柱上的螺旋角）。（3）发生面绕基圆柱滚动时，直线KK就形成一螺旋形渐开螺旋面，即为斜齿轮齿廓面。 1、斜齿轮齿廓形成原理第41页/共71页（1）斜齿圆柱齿轮的轮齿齿向与轴线不平行，当与另一个齿轮啮合时，齿面间的接触线是与轴线倾斜的直线，接触线的长度逐渐增长，当达到某一啮合位置后又逐渐缩短，直至脱离接触。这说明斜齿轮的轮齿是逐渐进入啮合和逐渐脱离啮合的，轮齿上所受的力也是逐渐变化的，故传动平稳，冲击和噪声小，适用于高速传动。 （2

23、）斜齿轮工作时有轴向力Fa产生，为了克服轴向力，需安装能承受轴向力的轴承。 2、斜齿轮的传动特点齿轮接触线的变化对比 第42页/共71页（1）螺旋角 螺旋角表示了轮齿的倾斜程度。大，则传动的平稳性好，但轴向力大，设计中常取 = 812 。 斜齿轮按其轮齿的倾斜方向（旋向）可以分为左旋和右旋两种 。3、斜齿圆柱齿轮的参数与尺寸计算第43页/共71页（2）法面模数和端面模数由图中的几何关系可得 ：故： 斜齿圆柱齿轮的模数分端面模数和法向模数两种，但在切齿加工时通常按照法向模数选取刀具和调整机床。ntcosppntcosmm第44页/共71页（3）法面压力角和端面压力角由图中的几何关系可得 ：法面压

24、力角为标准值：nttantancosn20第45页/共71页（4）齿顶高系数和顶隙系数 从法面和端面观察，轮齿的齿顶高、齿根高分别相同。用铣刀或滚刀加工斜齿轮时，刀具的进刀方向垂直于斜面齿轮的法面，故国家标准规定法面上的参数为标准值 。一对斜齿轮正确啮合的条件：一对斜齿轮正确啮合的条件：（1）两齿轮的法向模数相等。（2）两齿轮的法面压力角相等。（3）外啮合时，螺旋角大小相等，方向相反。（4）内啮合时，螺旋角大小相等，方向相同。 第46页/共71页直齿圆锥齿轮传动 （1）圆锥齿轮用于相交轴之间的传动，通常两轴线相交成90。（2）直齿圆锥齿轮的轮齿分布在一个锥体上，轮齿由大端向小端逐渐收缩。（3）

25、圆锥齿轮的轮齿是分布在一个圆锥面上的，与圆柱轮齿相似，圆锥齿轮有分度圆锥、齿顶圆锥、齿根圆锥和基圆锥。（4）按照分度圆锥上的齿向，圆锥齿轮可分为直齿、斜齿和曲齿圆锥齿轮。 1、认识圆锥齿轮第47页/共71页（1）主要参数直齿圆锥齿轮的轮齿大端尺寸较大，为便于测量和计算，通常取大端的参数为标准值，即大端的模数为标准模数，大端压力角，齿顶高系数，顶隙系数。（2）传动比1221212211cottannzdinzd2、直齿圆锥齿轮传动的主要参数第48页/共71页齿轮的失效形式6.9 齿轮传动的设计 齿轮传动失去正常工作能力的现象，称为失效。齿轮传动的失效主要发生在轮齿部分，其主要失效形式有轮齿折断、

26、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和塑性变形5种。齿轮的主要失效形式第49页/共71页1轮齿折断轮齿折断全齿折断 局部折断 第50页/共71页2齿面点蚀齿面点蚀 第51页/共71页3齿面磨损齿面磨损第52页/共71页4齿面胶合齿面胶合第53页/共71页5齿面塑性变形齿面塑性变形第54页/共71页齿轮的材料 对齿轮材料主要的性能要求有以下几点。（1）齿面具有较高的硬度和耐磨性。（2）齿轮心部具有一定的韧性。（3）齿轮具有良好的加工性能和热处理工艺性能。 常用的齿轮材料有锻钢、铸钢和铸铁，对于高速、轻载的齿轮传动，还可采用塑料、尼龙、胶木等非金属材料。 第55页/共71页齿轮结构 齿轮结构的主要选用原则

27、如下。（1）直径较小的齿轮通常直接和传动轴做成一个整体，即做成齿轮轴。（2）当齿顶圆直径比轴径大很多，同时能保证轮缘最薄处e 2.5 mm时，可做成实体式齿轮。（3）当齿顶圆直径da = 200 500 mm时，常用锻造方法做成腹板式结构。（4）当齿顶圆直径da = 500 1 000 mm时，常采用轮辐式结构，因轮辐式齿轮结构复杂，故常采用铸铁或铸钢材料制造 。第56页/共71页齿轮的润滑齿轮的精度和标注 为了达到齿轮的传动要求，国家标准对齿轮和齿轮副共规定了22个公差项目，并将各公差项目按其对传动性能的影响分成了3组，需要时可查阅相关手册。 （1）对于闭式齿轮传动的润滑方式；当v 12 m

28、/s时，可采用浸油（又称油浴）润滑；当v 12 m/s时，可采用喷油润滑，用压力油泵将油喷到啮合部位进行润滑。（2）对于开式齿轮传动，由于工作条件差，常采用手工定期加注润滑油，低速可用润滑脂润滑。第57页/共71页初识蜗杆传动6.10 蜗杆传动 观察下图，说明蜗杆传动的特点。蜗轮蜗杆啮合传动原理第58页/共71页蜗杆传动的特点如下。（1）传动比大。i= 1040，最大可达80。若只传递运动，传动比可达1 000。（2）传动平稳、噪声小。（3）可制成具有自锁性的蜗杆。（4）效率较低，= 0.70.8。（5）蜗轮造价较高。（6）传动不具有可逆性，只能由蜗杆带动蜗轮实现减速运动。第59页/共71页普

29、通圆柱蜗杆传动的主要参数 1、齿数、齿数一般可取z1 = 110，推荐取z1 = 1、2、4、6。当要求传动比大或反行程具有自锁性时，常取z1 = 1，即单头蜗杆；当要求具有较高传动效率时，则z1应取大值。蜗轮的齿数z2则可根据传动比计算而得。对于动力传动，一般推荐z2 = 2970。 第60页/共71页2、模数、模数第一系列1，1.25，1.6，2，2.5，3.15，4，5，6.3，8，10，12.5，16，20，25，31.5，40第二系列1.5，3，3.5，4.5，5.5，6，7，12，14蜗杆模数m值 优先采用第一系列。 3压力角压力角 国家标准GB/T10087-1988规定，阿基米

30、德蜗杆的压力角= 20。在动力传动中，允许增大压力角，推荐用25；在分度传动中，允许减小压力角，推荐用15或12。第61页/共71页4 4、分度圆直径、分度圆直径 在用蜗轮滚刀切制蜗轮时，滚刀的分度圆直径必须与工作蜗杆的分度元圆直径相同，为了限制蜗轮滚刀的数目，国家标准中规定将蜗杆的分度圆直径标准化，且与其模数相匹配。 5 5、蜗杆传动的中心距、蜗杆传动的中心距1221()()22maddqz第62页/共71页蜗杆传动回转方向的判别 蜗杆传动中，蜗轮的转向，按照蜗杆的螺旋线旋向和转向，用左右手定则确定 ，如图所示：第63页/共71页蜗杆正确啮合的条件 如图所示，为保证蜗杆传动的正确啮合，必须使

31、蜗杆与蜗轮轮齿的螺旋线方向相同，并且蜗杆分度圆柱上的导程角等于蜗轮分度圆柱上的螺旋角。正确啮合的表达式为：。x1t2x1t2mm；第64页/共71页蜗杆蜗轮的结构 普通圆柱蜗杆的结构 蜗杆通常与轴制成一体，称为蜗杆轴。 蜗杆轴 第65页/共71页（1）图（a）为整体式结构，多应用于用铸铁和尺寸小的青铜蜗轮。（2）图（b）为组合式结构，应用于尺寸大的青铜蜗轮。（3）图（c）采用螺栓连接，螺栓连接是为防止齿圈和轮芯因发热而松动，在接缝处用46个紧定螺钉固定。（4）图（d）是在铸铁轮芯上浇注青铜齿圈。 蜗轮结构 第66页/共71页蜗杆传动的受力分析 蜗杆传动的受力分析 蜗杆传动轮齿上的作用力和斜齿轮

32、相似。若不计摩擦，则齿面上作用的法向力Fn可分解为3个相互垂直的分力：圆周力Ft、轴向力Fa和径向力Fr。则各力为： 1t1a212TFFd 2t2a122TFFd r1r2t2tanFFF 第67页/共71页蜗杆蜗轮的失效形式和计算准则 蜗杆蜗轮传动的主要失效形式为齿面胶合、磨损和齿面点蚀。而且失效常发生在蜗轮轮齿上，因此传动的强度计算主要是针对蜗轮进行。 对于闭式蜗杆传动，通常按齿面接触疲劳强度来设计，并校核齿根弯曲疲劳强度； 对于开式传动，通常只需按齿根弯曲疲劳强度进行计算。 由于蜗杆传动时摩擦严重、发热大、效率低，对连续工作的闭式蜗杆传动还必须作热平衡计算，以免发生胶合失效。 第68页

33、/共71页蜗杆传动的润滑和热平衡 1、润滑 油池润滑：当蜗杆圆周速度v14 m/s时，蜗杆下置，其浸油深度不超过蜗杆螺旋齿高度；当蜗杆圆周速度v14 m/s时，蜗轮下置，其浸油深度不超过蜗轮半径的1/3。 压力喷油润滑：蜗杆圆周速度v110 m/s时采用。2、热平衡 达到热平衡时，蜗杆传动单位时间的发热量应等于相同时间的散热量，则可得蜗杆传动故平衡条件 ：1121000(1) PtttkA第69页/共71页6.11 小结 齿轮传动用于传递任意两轴之间的运动和动力，是应用最广泛的传动机构之一。目前在机床和汽车变速器等机械中已得到普遍使用。 其主要优点是传动效率高、传递功率大、速度范围大、结构紧凑、工作可靠和寿命长，且能保证恒定的瞬时传动比。但不宜用于中心距较大的传动。 齿轮的类型很多，常用的有直齿圆柱齿轮、斜齿轮、锥齿轮、交错齿轮、蜗轮蜗杆等。第70页/共71页感谢您的观看。感谢您的观看。第71页/共71页