齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)

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1、齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)是依靠主動(dòng)輪的輪齒與從動(dòng)輪的輪齒嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的機(jī)械傳動(dòng)形式之一；蝸桿傳動(dòng)用來傳遞交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，常用作減速傳動(dòng)。6.1齒輪傳動(dòng)的類型和應(yīng)用特點(diǎn)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(jì)算6.4漸開線齒輪的嚙合特點(diǎn)6.5其他齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介6.6齒輪的根切、最少齒數(shù)、精度和失效6.7蝸桿傳動(dòng)6.8漸開線齒形的形成6.9齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的觀察與分析6.1.1齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用特點(diǎn)1．齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和機(jī)架組成。齒輪傳動(dòng)是靠主動(dòng)輪的輪齒與從動(dòng)輪的輪齒直接嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。下圖所示，當(dāng)一對(duì)齒輪相

2、互嚙合而工作時(shí)，主動(dòng)輪O1的輪齒1、2、3，…，通過嚙合點(diǎn)法向力Fn的作用逐個(gè)地推動(dòng)從動(dòng)輪O2的輪齒1’、2’、3’，…，使從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將主動(dòng)輪的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給從動(dòng)輪。（1）傳動(dòng)比右圖所示的一對(duì)齒輪中，設(shè)主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速為n1，齒數(shù)為z1，從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速為n2，齒數(shù)為z2，由于是嚙合傳動(dòng),在單位時(shí)間里兩輪轉(zhuǎn)過的齒數(shù)應(yīng)相等，即，由此可得一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比為上式說明一對(duì)齒輪傳動(dòng)比，就是主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪轉(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(dòng)比為正；若兩齒輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，規(guī)定傳動(dòng)比為負(fù)，則一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比可寫為6.1.1齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用特點(diǎn)（2）應(yīng)用特點(diǎn)在機(jī)械傳動(dòng)中

3、，齒輪傳動(dòng)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(dòng)。齒輪傳動(dòng)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(dòng)的，但也可以把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如齒輪齒條傳動(dòng)。與其他傳動(dòng)相比齒輪傳動(dòng)有如下特點(diǎn)：①瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定，平穩(wěn)性較高，傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠；②適用范圍廣；可實(shí)現(xiàn)平行軸、相交軸、交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)；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(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比；④傳動(dòng)效率高、使用壽命長(zhǎng)；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(dòng)。(3）對(duì)齒

4、輪傳動(dòng)的基本要求采用齒輪傳動(dòng)時(shí)，因嚙合傳動(dòng)是個(gè)比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過程，對(duì)其要求是：①傳動(dòng)要平穩(wěn)要求齒輪在傳動(dòng)過程中，任何瞬時(shí)的傳動(dòng)比保持恒定不變。以保持傳動(dòng)的平穩(wěn)性，避免或減少傳動(dòng)中的噪聲、沖擊和振動(dòng)。②承載能力強(qiáng)要求齒輪的尺寸小，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(zhǎng)。6.1.2齒輪傳動(dòng)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(duì)位置，分為兩大類，即平面齒輪傳動(dòng)（兩軸平行）與空間齒輪傳動(dòng)（兩軸不平行）（2）按工作時(shí)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(dòng)（封閉在箱體內(nèi)，并能保證良好潤滑的齒輪傳動(dòng)）、半開

5、式齒輪傳動(dòng)（齒輪浸入油池，有護(hù)罩，但不封閉）和開式齒輪傳動(dòng)（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(dòng)、內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)和齒條傳動(dòng)。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(dòng)的純滾動(dòng)時(shí)，直線上任一點(diǎn)K的軌跡CKD稱為漸開線。這個(gè)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(gè)固定的基圓作純滾動(dòng)時(shí)，發(fā)生線上一點(diǎn)的軌跡，稱為該圓的漸開線。漸開線齒輪的輪齒由兩

6、條對(duì)稱的漸開線作齒廓而組成，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(zhǎng)等于基圓上被滾過的一段弧長(zhǎng)。2．漸開線上任意一點(diǎn)K的法線，NK必切于基圓，即過漸開線上任意一點(diǎn)K的法線與過K點(diǎn)的基圓切線重合，并且也與發(fā)生線重合。3．漸開線上各點(diǎn)的曲率半徑不相等。K點(diǎn)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。基圓相同，漸開線形狀完全相同?；鶊A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(shí)，漸開線就變成一條直線，此時(shí)，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

7、間的公法線長(zhǎng)度處處相等。6．基圓內(nèi)無漸開線。因?yàn)榘l(fā)生線是沿基圓滾動(dòng)的，所以基圓內(nèi)無漸開線。7．漸開線上各點(diǎn)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(gè)齒輪上，齒數(shù)、壓力角和模數(shù)是幾何尺寸計(jì)算的主要參數(shù)和依據(jù)。1．齒數(shù)（z）在齒輪整個(gè)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(jiǎn)稱壓力角。該壓力角已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，我國