齒輪傳動和蝸桿傳動

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1、第6章齒輪傳動和蝸桿傳動齒輪傳動是依靠主動輪的輪齒與從動輪的輪齒嚙合來傳遞運(yùn)動和動力的，是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的機(jī)械傳動形式之一；蝸桿傳動用來傳遞交錯軸之間的運(yùn)動和動力，常用作減速傳動。6.1齒輪傳動的類型和應(yīng)用特點6.2漸開線齒形6.3直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸計算6.4漸開線齒輪的嚙合特點6.5其他齒輪傳動簡介6.6齒輪的根切、最少齒數(shù)、精度和失效6.7蝸桿傳動6.8漸開線齒形的形成6.9齒輪傳動機(jī)構(gòu)的觀察與分析6.1.1齒輪傳動的應(yīng)用特點1．齒輪傳動的應(yīng)用特點齒輪傳動由主動輪、從動輪和機(jī)

2、架組成。齒輪傳動是靠主動輪的輪齒與從動輪的輪齒直接嚙合來傳遞運(yùn)動和動力的裝置。下圖所示，當(dāng)一對齒輪相互嚙合而工作時，主動輪O1的輪齒1、2、3，…，通過嚙合點法向力Fn的作用逐個地推動從動輪O2的輪齒1’、2’、3’，…，使從動輪轉(zhuǎn)動，從而將主動輪的動力和運(yùn)動傳遞給從動輪。（1）傳動比右圖所示的一對齒輪中，設(shè)主動齒輪的轉(zhuǎn)速為n1，齒數(shù)為z1，從動齒輪的轉(zhuǎn)速為n2，齒數(shù)為z2，由于是嚙合傳動,在單位時間里兩輪轉(zhuǎn)過的齒數(shù)應(yīng)相等，即，由此可得一對齒輪的傳動比為上式說明一對齒輪傳動比，就是主動齒輪與從動齒輪

3、轉(zhuǎn)速(角速度)之比，與其齒數(shù)成反比。若兩齒輪的旋轉(zhuǎn)方向相同，規(guī)定傳動比為正；若兩齒輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，規(guī)定傳動比為負(fù)，則一對齒輪的傳動比可寫為6.1.1齒輪傳動的應(yīng)用特點（2）應(yīng)用特點在機(jī)械傳動中，齒輪傳動應(yīng)用最廣泛。在工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械以及各類機(jī)床中都應(yīng)用著齒輪傳動。齒輪傳動所傳遞的功率從幾w至幾萬kW；它的直徑從不到1mm的儀表齒輪，到10m以上的重型齒輪；它的圓周速度從很低到100m／s以上。大部分齒輪是用來傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的，但也可以把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動，如齒輪齒條傳動。與其他傳動

4、相比齒輪傳動有如下特點：①瞬時傳動比恒定，平穩(wěn)性較高，傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確可靠；②適用范圍廣；可實現(xiàn)平行軸、相交軸、交錯軸之間的傳動；傳遞的功率和速度范圍較大；③結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠，可實現(xiàn)較大的傳動比；④傳動效率高、使用壽命長；⑤齒輪的制造、安裝要求較高；⑥不適宜遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動。(3）對齒輪傳動的基本要求采用齒輪傳動時，因嚙合傳動是個比較復(fù)雜的運(yùn)動過程，對其要求是：①傳動要平穩(wěn)要求齒輪在傳動過程中，任何瞬時的傳動比保持恒定不變。以保持傳動的平穩(wěn)性，避免或減少傳動中的噪聲、沖擊和振動。②承載能力強(qiáng)要求齒

5、輪的尺寸小，重量輕，而承受載荷的能力大。即要求強(qiáng)度高，耐磨性好，壽命長。6.1.2齒輪傳動的常用類型齒輪的種類很多，可以按不同方法進(jìn)行分類。（1）根據(jù)軸的相對位置，分為兩大類，即平面齒輪傳動（兩軸平行）與空間齒輪傳動（兩軸不平行）（2）按工作時圓周速度的不同，分低速()、中速（）、高速（）三種；（3）按工作條件不同，分閉式齒輪傳動（封閉在箱體內(nèi)，并能保證良好潤滑的齒輪傳動）、半開式齒輪傳動（齒輪浸入油池，有護(hù)罩，但不封閉）和開式齒輪傳動（齒輪暴露在外，不能保證良好潤滑）三種；（4）按齒寬方向齒與軸的

6、歪斜形式，分直齒、斜齒和曲齒三種；（5）按齒輪的齒廓曲線不同，分為漸開線齒輪、擺線齒輪和圓弧齒輪等幾種；（6）按齒輪的嚙合方式，分為外嚙合齒輪傳動、內(nèi)嚙合齒輪傳動和齒條傳動。6.2.1漸開線齒廓的形成如圖所示，一直線AB切于一圓周，當(dāng)該直線在此圓周上作無滑動的純滾動時，直線上任一點K的軌跡CKD稱為漸開線。這個圓稱為基圓，其半徑以rb、直徑以db表示；該直線稱發(fā)生線。即在平面上，發(fā)生線沿著一個固定的基圓作純滾動時，發(fā)生線上一點的軌跡，稱為該圓的漸開線。漸開線齒輪的輪齒由兩條對稱的漸開線作齒廓而組成，

7、見上圖所示。漸開線的形成漸開線輪廓的形成6.2.2漸開線的性質(zhì)1．發(fā)生線在基圓上滾過的線段長等于基圓上被滾過的一段弧長。2．漸開線上任意一點K的法線，NK必切于基圓，即過漸開線上任意一點K的法線與過K點的基圓切線重合，并且也與發(fā)生線重合。3．漸開線上各點的曲率半徑不相等。K點離基圓越遠(yuǎn)，其曲率半徑越大，漸開線越平直。反之，曲率半徑越小，漸開線越彎曲。4．漸開線的形狀取決于基圓的大小?；鶊A相同，漸開線形狀完全相同。基圓越小，漸開線越彎曲?；鶊A越大，漸開線越平直。當(dāng)基圓半徑趨于無窮大時，漸開線就變成一條

8、直線，此時，齒輪就變成了齒條。5．同一基圓形成的任意兩條反向漸開線間的公法線長度處處相等。6．基圓內(nèi)無漸開線。因為發(fā)生線是沿基圓滾動的，所以基圓內(nèi)無漸開線。7．漸開線上各點壓力角不相等，越遠(yuǎn)離基圓壓力角越大，基圓上的壓力角等于零。6.3.1主要參數(shù)在一個齒輪上，齒數(shù)、壓力角和模數(shù)是幾何尺寸計算的主要參數(shù)和依據(jù)。1．齒數(shù)（z）在齒輪整個圓周上，均勻分布的輪齒總數(shù)，稱為齒數(shù)，用z表示。2．壓力角（α）在標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒廓上，分度圓上的端面壓力角，簡稱壓力角。該壓力角已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了