第十三章 齒輪傳動

1、機械工程基礎第2版 主編第一節(jié)概述一、齒輪傳動的特點、類型和基本要求二、漸開線的形成及其性質三、漸開線齒廓嚙合特性一、齒輪傳動的特點、類型和基本要求(1)齒輪傳動的特點齒輪傳動用于傳遞空間任意兩軸間的運動和動力，是應用最廣泛的一種機械傳動。(2)齒輪傳動的類型和應用齒輪傳動的類型很多，按兩輪軸線的相對位置不同，齒輪傳動可分為平行軸齒輪傳動、相交軸齒輪傳動和交錯軸齒輪傳動三大類。一、齒輪傳動的特點、類型和基本要求(3)對齒輪傳動的基本要求1)傳動平穩(wěn)。2)具有足夠的承載能力和較長的使用壽命。二、漸開線的形成及其性質(1)漸開線的形成如圖13-1所示，當一條直線沿一圓周作純滾動時，該直線上任意點K

2、的軌跡AK稱為此圓的漸開線，此圓稱為漸開線的基圓(為基圓半徑)。(2)漸開線的性質1)弧長等于線段的長度。2)線段是漸開線上任一點K的法線，漸開線上任一點的法線必與基圓相切。3)漸開線的形狀取決于基圓的大小。4)漸開線上各點的壓力角不同。二、漸開線的形成及其性質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(圖13-4)。6)基圓內無漸開線。三、漸開線齒廓嚙合特性(1)瞬時傳動比恒定性(2)中心距可分性由前已得：漸開線齒輪的傳動比取決于兩輪的基圓半徑，而當一對漸開線齒輪制成后，兩輪的基圓半徑就已確定。(3)齒廓間作用力方向不變性如圖13-6所示，一對漸開線齒廓嚙合傳動時，兩齒廓嚙合

3、點的軌跡稱為嚙合線，而無論齒廓在、中的任何一點嚙合，過嚙合點的齒廓公法線必與兩輪的基圓相切，均為兩基圓的內公切線12。第二節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪的一、齒輪各部分的名稱二、基本參數三、標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸四、常用測量項目一、齒輪各部分的名稱(1)齒頂圓齒頂圓柱面與端平面的交線稱為齒頂圓，這個圓的直徑稱為齒頂圓直徑，用表示。(2)齒根圓齒根圓柱面與端平面的交線稱為齒根圓，這個圓的直徑稱為齒根圓直徑，用表示。(3)分度圓為設計與計算方便，在前兩圓柱面之間規(guī)定了一個特定的圓柱面，稱為分度圓柱面，齒輪的輪齒尺寸均以此圓柱面為基準來確定。(4)齒厚在分度圓上，輪齒兩側齒廓間的弧長稱為齒厚，用表示。

4、(5)齒槽寬在分度圓上齒槽兩側齒廓間的弧長稱為齒槽寬，用表示。(6)齒距一、齒輪各部分的名稱(7)齒頂高齒頂圓與分度圓之間的徑向距離稱為齒頂高，用表示。(8)齒根高齒根圓與分度圓之間的徑向距離稱為齒根高，用表示。(9)全齒高(10)齒寬輪齒兩個端面之間的距離，用表示。二、基本參數(1)齒數在齒輪整個圓周上輪齒的數目稱為齒數，用表示。(2)模數因分度圓的大小是由齒距和齒數決定的，且分度圓的周長。表13-2標準模數系列(單位：)2.優(yōu)先選用第一系列，括號內的模數盡可能不用。(3)壓力角由漸開線的性質可知，漸開線上各點的壓力角是不相等的。(4)齒頂高系數和頂隙系數三、標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸(1)

5、外齒輪外嚙合齒輪的幾何尺寸計算公式見表13-3。表13-3漸開線標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算公式(2)內齒輪1)內齒輪的齒厚相當于外齒輪的齒槽寬，而其齒槽寬相當于外齒輪的齒厚。三、標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸2)內齒輪的齒頂圓在分度圓之內，而齒根圓在分度圓之外，故其齒根圓比齒頂圓大。(3)齒條1)齒條齒廓是直線，齒廓上各點的法線相互平行，而其移動時，各點的速度方向與大小均相同，故齒條齒廓上各點的壓力角相同。圖13-11齒條各部分名稱和符號2)齒條可視為基圓圓心在無窮遠處、基圓半徑為無窮大的齒輪，其分度圓也為無窮大，成為分度線。四、常用測量項目圖13-12公法線長度的測量(1)公法線長度用測量公

6、法線長度的方法來檢驗齒輪的精度既簡便又準確。四、常用測量項目表13-4標準直齒圓柱齒輪的公法線長度及跨越齒數四、常用測量項目表13-4標準直齒圓柱齒輪的公法線長度及跨越齒數四、常用測量項目表13-4標準直齒圓柱齒輪的公法線長度及跨越齒數四、常用測量項目表13-4標準直齒圓柱齒輪的公法線長度及跨越齒數(2)分度圓弦齒厚和弦齒高四、常用測量項目圖13-14齒厚卡尺測量弦齒厚(3)固定弦齒厚和弦齒高如圖13-15所示，當標準齒條齒廓與齒輪齒廓相切時，兩切點、間的距離即為固定弦齒厚，用表示。表13-5漸開線標準齒輪的固定弦齒厚和固定弦齒高(單位：)四、常用測量項目圖13-15固定弦齒厚和固定弦齒高四、

7、常用測量項目表13-5漸開線標準齒輪的固定弦齒厚和固定弦齒高(單位：)表13-5漸開線標準齒輪的固定弦齒厚和固定弦齒高(單位：)第三節(jié)漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動一、正確嚙合條件二、連續(xù)傳動條件三、標準中心距一、正確嚙合條件圖13-16漸開線齒輪的正確嚙合條件二、連續(xù)傳動條件圖13-17齒輪連續(xù)傳動條件三、標準中心距圖13-18標準齒輪的中心距第四節(jié)漸開線齒輪的切削加工和變位齒輪概念一、輪齒的切削加工二、根切現象與最少齒數三、齒輪傳動的精度簡介四、變位齒輪的概念一、輪齒的切削加工1.仿形法圖13-19仿形法加工齒輪)盤形銑刀加工)指形銑刀加工一、輪齒的切削加工1.仿形法表13-6銑刀刀號及

8、加工齒數的范圍一、輪齒的切削加工2.展成法(1)齒輪插刀加工圖13-20為用齒輪插刀加工齒輪的情況。圖13-20齒輪插刀加工齒輪)插齒加工)加工出的漸開線齒廓一、輪齒的切削加工圖13-21齒條插刀加工齒輪)插齒加工)加工出的齒廓一、輪齒的切削加工(2)齒條插刀加工圖13-21為齒條插刀加工齒輪的情況，其加工原理與齒輪插刀加工齒輪的原理相同，只是切制齒廓時，刀具與輪坯的展成運動相當于齒條與齒輪的嚙合傳動。圖13-22齒輪滾刀加工齒輪(3)齒輪滾刀加工圖13-22為齒輪滾刀加工齒輪的情況。一、輪齒的切削加工圖13-23齒輪的根切二、根切現象與最少齒數(1)根切現象用展成法加工標準齒輪時，如果被加工

9、齒輪的齒數過少，刀具就會將輪坯齒廓齒根部分的漸開線切去一部分，這一現象即稱為根切，如圖13-23所示。(2)最少齒數用展成法加工齒輪時，齒輪的齒數越少，就越易發(fā)生根切。三、齒輪傳動的精度簡介表13-7齒輪傳動常用精度等級及其應用四、變位齒輪的概念1.標準齒輪的局限性1)標準齒輪受到最少齒數的限制。2)標準齒輪的中心距不能夠按實際要求的中心距調整，限制了其在要求結構緊湊(如變速箱、減速器等)場合的使用。3)一對相互嚙合的標準齒輪，小齒輪的抗彎強度比大齒輪差，使大、小齒輪的強度無法進行均衡和調整。2.變位齒輪的概念.變位齒輪的特點四、變位齒輪的概念圖13-24變位齒輪的加工原理及其齒形)切制標準齒

10、輪)切制正變位齒輪)切制負變位齒輪)變位齒輪的齒形四、變位齒輪的概念)由于模數、壓力角和齒數不變，所以變位齒輪的分度圓、基圓和齒形與標準齒輪完全相同，其齒廓曲線和標準齒輪的齒廓曲線是同一基圓上形成的漸開線，只是部位不同。)變位齒輪的一些幾何尺寸發(fā)生了變化(見圖-)。第五節(jié)斜齒圓柱齒輪傳動一、斜齒圓柱齒輪齒廓的形成及特點二、斜齒圓柱齒輪的基本參數和幾何尺寸三、斜齒圓柱齒輪的嚙合傳動和當量齒數四、斜齒圓柱齒輪的公法線長度和固定弦齒厚一、斜齒圓柱齒輪齒廓的形成及特點1.斜齒圓柱齒輪齒廓的形成圖13-2圓柱齒輪齒廓的形成)直齒輪)斜齒輪一、斜齒圓柱齒輪齒廓的形成及特點圖13-26輪齒接觸線)直齒圓柱齒

11、輪)斜齒圓柱齒輪一、斜齒圓柱齒輪齒廓的形成及特點2.嚙合特點圖13-27斜齒輪分度圓柱展開圖二、斜齒圓柱齒輪的基本參數和幾何尺寸1.基本參數(1)螺旋角如圖13-27所示為斜齒輪的分度圓柱及其展開圖。圖13-28斜齒圓柱齒輪的旋向)左旋)右旋(2)其他基本參數除螺旋角外，斜齒輪與直齒輪一樣，也有齒數、模數、壓力角、齒頂高系數和頂隙系數五個基本參數。2.幾何尺寸計算表13-8斜齒圓柱齒輪主要幾何尺寸計算公式三、斜齒圓柱齒輪的嚙合傳動和當量齒數(1)正確嚙合條件圖13-2斜齒圓柱齒輪的重合度三、斜齒圓柱齒輪的嚙合傳動和當量齒數(2)重合度如圖13-2所示，直齒輪傳動的實際嚙合線長度為12；而斜齒輪

12、傳動嚙合時，由從動輪前端面齒頂與主動輪前端面齒根接觸點22開始嚙合，如圖13-2所示。(3)當量齒輪與當量齒數如前所述，加工斜齒輪時，銑刀是沿螺旋齒槽方向進給的，因此法向齒形是選擇銑刀刀號的依據。圖13-斜齒輪的當量齒數三、斜齒圓柱齒輪的嚙合傳動和當量齒數圖13-31斜齒輪的公法線長度四、斜齒圓柱齒輪的公法線長度和固定弦齒厚(1)公法線長度斜齒輪公法線長度也有端面和法向兩種。表13-9的值(2)固定弦齒厚和固定弦齒高由前可知，若不能測量斜齒輪的法向公法線長度時，則應測量斜齒輪的固定弦齒厚。第六節(jié)漸開線圓柱齒輪傳動的強度計算一、漸開線齒輪傳動強度計算基礎二、直齒圓柱齒輪傳動的強度計算一、漸開線齒

13、輪傳動強度計算基礎1.輪齒的失效形式(1)輪齒折斷輪齒折斷是輪齒失效中最危險的一種形式，它不僅導致齒輪傳動喪失工作能力，而且可能引起設備和人身的安全事故。(2)齒面點蝕從理論上講兩齒面接觸時是線接觸，但由于彈性變形的原因，實際上是很小的面接觸，因而表面產生很大的局部應力，稱為接觸應力。(3)齒面磨損因輪齒接觸表面在傳動中有相對滑動摩擦，齒面必會有磨損。一、漸開線齒輪傳動強度計算基礎圖13-34齒面磨損圖13-34齒面磨損(4)齒面膠合在高速重載傳動時，由于嚙合區(qū)局部溫度升高，引起潤滑失效；在低速重載時，油膜不易形成；這兩種情況均導致兩金屬表面直接接觸且互相熔粘在一起，隨著齒面相對滑動，較弱的齒

14、面就會被撕脫，形成溝痕，如圖13-35所示。(5)齒面塑性變形若采用齒面較軟的齒輪，在重載作用下會產生局部的金屬流動現象，即齒面塑性變形。一、漸開線齒輪傳動強度計算基礎圖13-36齒面塑性變形2.設計準則(1)軟齒面(齒面硬度小于等于350)閉式齒輪傳動主要失效形式為齒面點蝕，故通常按齒面接觸疲勞強度設計，再按齒根彎曲疲勞強度進行校核。(2)硬齒面(齒面硬度大于350)閉式齒輪傳動主要失效形式為輪齒疲勞折斷，故通常先按齒根彎曲疲勞強度進行設計，再按齒面接觸疲勞強度校核。(3)開式齒輪傳動主要失效形式為齒面磨損。一、漸開線齒輪傳動強度計算基礎3.齒輪的常用材料及熱處理表13-10常用的齒輪材料及

15、其力學性能1)軟齒面齒輪工藝簡單、生產率高，故經濟性較好，但因齒面硬度不高，限制了承載能力，故宜用于一般要求的齒輪傳動中。一、漸開線齒輪傳動強度計算基礎2)在閉式軟齒面齒輪傳動中，為減小膠合的可能性，并使配對的大小齒輪的壽命接近，應使大小齒輪的材料和硬度有所區(qū)別。3)由于鍛鋼的力學性能優(yōu)于同類鑄鋼，所以齒輪材料應優(yōu)先選用鍛鋼。4)在小功率和精度要求不高的高速傳動中，為減小噪聲，通常小齒輪材料常選尼龍、夾布膠木等非金屬材料，而配對的大齒輪材料仍選用鋼或鑄鐵，以利于散熱。二、直齒圓柱齒輪傳動的強度計算1.輪齒的受力分析和計算載荷(1)輪齒的受力分析如圖13-37所示，以節(jié)點作為計算點，且忽略齒面間

16、的摩擦力時，輪齒上的法向力應沿著輪齒嚙合點的公法線(即嚙合線)的方向且垂直于齒面。圖13-37直齒圓柱齒輪的受力分析)主動輪的受力)一對齒輪的受力二、直齒圓柱齒輪傳動的強度計算(2)計算載荷與載荷系數上述求得的法向力為理想狀況下的名義載荷。表13-11載荷系數2.22.42.齒面接觸疲勞強度計算3.齒根彎曲疲勞強度計算4.主要參數的選擇2.對于金屬切削機床中的齒輪傳動，取小值；傳遞功率不大時，可小到0.2。5.設計計算舉例三、斜齒圓柱齒輪傳動強度計算2.齒面接觸疲勞強度計算圖13-38節(jié)點處的曲率半徑與接觸應力表13-12配對齒輪的材料系數(單位：)圖13-39節(jié)點嚙合系數3.齒根彎曲疲勞強度

17、計算圖13-40接觸疲勞極限)鑄鐵)碳鋼)調質)滲碳淬火)滲氮3.齒根彎曲疲勞強度計算圖13-41接觸疲勞壽命系數1碳鋼經正火、調質、表面淬火及滲碳，球墨鑄鐵(允許出現點蝕)2碳鋼經正火、調質、表面淬火及滲碳，球墨鑄鐵3碳鋼調質后氣體滲氮，為鑄鐵4碳鋼調質后液體滲氮3.齒根彎曲疲勞強度計算圖13-42齒根危險截面表13-13最小安全系數和值3.齒根彎曲疲勞強度計算圖13-43復合齒形系數3.齒根彎曲疲勞強度計算圖13-44齒輪材料的值)鑄鐵)碳鋼正火)調質)滲碳、淬火)滲氮3.齒根彎曲疲勞強度計算圖13-45彎曲疲勞壽命系數1碳鋼(正火、調質)，球墨鑄鐵2碳鋼經表面淬火、滲碳3碳鋼調質后氣體滲

18、氮、灰鑄鐵4碳鋼調質后液體滲氮(虛線)4.主要參數的選擇(1)傳動比齒輪減速傳動時，此時1；當增速傳動時，1/，此時1。(2)齒數1和模數對于閉式軟齒面?zhèn)鲃樱跐M足齒根彎曲疲勞強度的條件下，將小齒輪齒數1取得多一些，可增大重合度，提高傳動的平穩(wěn)性，故一般取12040；對于閉式硬齒面?zhèn)鲃蛹伴_式傳動，應取較少的齒數和較大的模數，以提高輪齒的彎曲強度，故一般取11720。(3)齒寬系數和齒寬若增大齒寬系數，使輪齒齒寬增大，可減小兩輪分度圓直徑和中心距，進而減小齒輪傳動裝置的徑向尺寸，且齒寬越大，齒輪承載能力越強。4.主要參數的選擇表13-14圓柱齒輪的齒寬系數5.設計計算舉例例13-1設計單級標準直

19、齒圓柱齒輪減速器的齒輪傳動。該減速器用電動機驅動，載荷平穩(wěn)，單向運轉。已知傳遞功率10，主動輪轉速1960，傳動比4，預期壽命10年(每年按300天計)，單班制，每班8。解按下表步驟進行計算表格5.設計計算舉例(4)計算小齒輪分度圓直徑1(5)計算圓周速度(1)齒數(2)模數(3)分度圓直徑(4)中心距(5)齒寬(1)復合齒形系數(2)彎曲疲勞許用應力(3)校核齒根彎曲應力三、斜齒圓柱齒輪傳動強度計算1.輪齒的受力分析圖13-46斜齒輪傳動的受力分析三、斜齒圓柱齒輪傳動強度計算2.齒面接觸疲勞強度計算3.齒根彎曲疲勞強度計算4.設計計算舉例例13-2將例13-1中減速器的直齒圓柱齒輪傳動改為斜

20、齒圓柱齒輪傳動，已知條件、材料、熱處理以及精度等級等均不變，試設計該斜齒輪傳動。解按下表步驟進行計算三、斜齒圓柱齒輪傳動強度計算表格三、斜齒圓柱齒輪傳動強度計算(4)計算中心距(5)計算螺旋角(6)計算傳動的主要尺寸(1)復合齒形系數(2)彎曲疲勞許用應力(3)校核齒根彎曲應力三、斜齒圓柱齒輪傳動強度計算第七節(jié)直齒錐齒輪傳動一、錐齒輪傳動的特點和應用二、錐齒輪的背錐和當量齒數三、直齒錐齒輪的嚙合傳動四、直齒錐齒輪的強度計算一、錐齒輪傳動的特點和應用圖13-48錐齒輪傳動二、錐齒輪的背錐和當量齒數圖13-49球面漸開線的形成二、錐齒輪的背錐和當量齒數圖13-50背錐和當量齒數三、直齒錐齒輪的嚙合

21、傳動(1)基本參數對于直齒錐齒輪，為便于測量和計算，同時也便于確定傳動的外形尺寸，規(guī)定以其大端參數為標準值。表13-15錐齒輪模數系列(123681990)(單位：)(2)正確嚙合條件(3)傳動比(4)幾何尺寸計算通常直齒錐齒輪的齒高由大端到小端逐漸收縮，稱為收縮齒錐齒輪。三、直齒錐齒輪的嚙合傳動圖13-5錐齒輪的幾何尺寸三、直齒錐齒輪的嚙合傳動表13-16標準直齒錐齒輪幾何尺寸的計算公式(90)四、直齒錐齒輪的強度計算.受力分析圖13-53一對直齒錐齒輪受力分析圖四、直齒錐齒輪的強度計算2.強度計算()齒面接觸疲勞強度計算圖13-54直齒錐齒輪的復合齒形系數()齒根彎曲疲勞強度計算第八節(jié)齒輪

22、的結構一、鍛造齒輪二、鑄造齒輪三、鑲套齒輪四、焊接齒輪一、鍛造齒輪(1)齒輪軸當齒輪的齒根圓直徑與相配軸直徑相差很小時，可將齒輪與軸做成一體，稱為齒輪軸，如圖13-5所示。圖13-55齒輪軸)圓柱齒輪軸)錐齒輪軸(2)實體式齒輪當齒頂圓直徑160時，可采用實體式齒輪，如圖13-56所示，圖中0.5。一、鍛造齒輪圖13-56實體式齒輪)圓柱齒輪(2.5)錐齒輪(2)(3)輻板式齒輪當齒頂圓直徑160時，為了減小質量和節(jié)省材料，可采用輻板式齒輪。一、鍛造齒輪圖13-57輻板式鍛造圓柱齒輪(500)模鍛圓柱齒輪)自由鍛造圓柱齒輪1.6；(1.21.5)；(2.54)，但不小于810；0.5；0.5；

23、0.5()；1525；(0.20.3)，模鍛；0.3，自由鍛二、鑄造齒輪三、鑲套齒輪四、焊接齒輪圖13-58輻板式鍛造錐齒輪(500)模鍛錐齒輪)自由鍛錐齒輪1.6；(11.2)；(34)，但不小于10；(0.10.17)；、按結構確定四、焊接齒輪圖13-59輻板式鑄造圓柱齒輪)500)6001.6(鑄鋼)；1.8(鑄鐵)；(1.21.5)；(2.54)，但不小于810；0.5；0.5；0.5()；0.25()；0.2，但不小于10四、焊接齒輪四、焊接齒輪圖13-61輪輻式鑄造齒輪1.6(鑄鋼)；1.8(鑄鐵)；(1.21.5)；(2.54)，但不小于8；0.5；0.5；5；6，但不小于10；

24、0.8；0.8；0.8四、焊接齒輪圖13-62鑲套齒輪圖13-63焊接齒輪第九節(jié)蝸 桿 傳 動一、蝸桿傳動的特點和類型二、蝸桿傳動的基本參數和幾何尺寸三、蝸桿傳動的受力分析和滑動速度四、蝸桿傳動的失效形式和常用材料五、蝸桿和蝸輪的結構六、蝸桿傳動的強度計算七、蝸桿傳動的熱平衡計算第九節(jié)蝸 桿 傳 動圖13-64蝸桿傳動一、蝸桿傳動的特點和類型1.蝸桿傳動的特點2.蝸桿傳動的類型(1)阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿是用直線刃刀具車削或銑削加工的，切削刃平面通過蝸桿軸線，如圖13-66所示。圖13-65蝸桿傳動的類型)圓柱蝸桿)環(huán)面蝸桿)錐蝸桿一、蝸桿傳動的特點和類型1.蝸桿傳動的特點2.蝸桿傳動的類型

25、(1)阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿是用直線刃刀具車削或銑削加工的，切削刃平面通過蝸桿軸線，如圖13-66所示。圖13-66阿基米德蝸桿一、蝸桿傳動的特點和類型(2)法向直廓蝸桿法向直廓蝸桿加工時，常將車刀的切削刃置于齒槽中點螺旋線的法向剖面內，其端面齒廓為延伸漸開線，如圖13-67所示。(3)漸開線蝸桿如圖13-68所示，漸開線蝸桿是齒面為漸開線螺旋面的圓柱蝸桿。一、蝸桿傳動的特點和類型圖13-68漸開線蝸桿二、蝸桿傳動的基本參數和幾何尺寸1.蝸桿傳動的基本參數(1)模數、壓力角如圖13-69所示，通過蝸桿軸線并與蝸輪軸線垂直的平面稱為中間平面，它是蝸桿的軸面，又是蝸輪的端面。圖13-69蝸桿傳動

26、的幾何尺寸(2)蝸桿分度圓直徑為保證蝸桿傳動的正確嚙合，切制蝸輪的滾刀除外徑稍大些外，其余尺寸和齒形參數須與相嚙合的蝸桿尺寸相同，這樣就要配備許多加工蝸輪的滾刀。二、蝸桿傳動的基本參數和幾何尺寸表13-17圓柱蝸桿的模數和分度圓直徑的搭配值二、蝸桿傳動的基本參數和幾何尺寸表13-17圓柱蝸桿的模數和分度圓直徑的搭配值二、蝸桿傳動的基本參數和幾何尺寸(3)蝸桿導程角將蝸桿的分度圓柱展開如圖13-70所示。圖13-70蝸桿分度圓導程角二、蝸桿傳動的基本參數和幾何尺寸(4)正確嚙合條件(5)蝸桿頭數、蝸輪齒數和傳動比蝸桿頭數1的選擇與傳動比、傳動效率及制造的難易程度等都有關系，其推薦值為1，2，4，

27、6。表13-18蝸桿頭數和蝸輪齒數的推薦值2.蝸桿傳動的幾何尺寸二、蝸桿傳動的基本參數和幾何尺寸表13-19標準圓柱蝸桿傳動的主要幾何尺寸計算公式二、蝸桿傳動的基本參數和幾何尺寸圖13-71蝸桿傳動的受力分析三、蝸桿傳動的受力分析和滑動速度1.受力分析圖13-72蝸桿傳動作用力方向判別圖13-73蝸桿傳動的相對滑動速度2.滑動速度四、蝸桿傳動的失效形式和常用材料(1)失效形式由于蝸桿傳動中蝸桿與蝸輪齒面間存在較大的相對滑動，摩擦發(fā)熱大、磨損嚴重，故其主要失效形式為齒面膠合、點蝕及磨損。(2)常用材料由蝸桿傳動的主要失效形式可知，蝸桿、蝸輪的材料不僅要有足夠的強度，還要有良好的減摩性、耐磨性以及

28、抗膠合性能。表13-20蝸桿常用材料及應用四、蝸桿傳動的失效形式和常用材料表13-21蝸輪的常用材料及應用圖13-7蝸桿結構)車制蝸桿)銑制蝸桿五、蝸桿和蝸輪的結構1.蝸桿結構2.蝸輪結構(1)整體式主要用于蝸輪分度圓直徑小于100的青銅蝸輪或任意直徑的鑄鐵蝸輪，如圖13-75所示。(2)輪箍式當蝸輪直徑較大時，為了節(jié)省貴重金屬，將青銅齒圈與鑄鐵輪心通常采用7/6或7/6配合，并加臺肩和螺釘固定，如圖13-75所示。(3)螺栓聯(lián)接式當蝸輪分度圓直徑大于400時，可將齒圈與輪心用鉸制孔用螺栓聯(lián)接，如圖13-75所示。五、蝸桿和蝸輪的結構圖13-75蝸輪的結構)整體式)輪箍式)螺栓聯(lián)接式)鑲鑄式1

29、.710，210，(1.61.8)，(1.21.8)(0.0750.12)5，2，0.3，0.25當1、2或3，0.754，0.67五、蝸桿和蝸輪的結構(4)鑲鑄式大批生產時常采用鑲鑄式，如圖13-75所示，即將青銅輪緣鑲鑄在鑄鐵輪心上，而輪心在澆鑄前已預制出榫槽以防滑動。六、蝸桿傳動的強度計算表-青銅蝸輪的許用接觸應力()六、蝸桿傳動的強度計算表-鋁鐵青銅及鑄鐵蝸輪的許用接觸應力()七、蝸桿傳動的熱平衡計算()蝸桿傳動的熱平衡計算由于蝸桿傳動效率低，發(fā)熱量大，在連續(xù)工作的閉式傳動中，如果不及時散熱，將使?jié)櫥偷臏囟壬^高，使?jié)櫥В瑢е慢X面膠合，所以對連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動要進行散熱計算。

30、()蝸桿傳動裝置的散熱若潤滑油的工作溫度超過許可溫度，或散熱面積不足時，可采用下列辦法提高散熱能力。)在箱體的外表加散熱片以增加散熱面積。)在蝸桿的端面安裝風扇(見圖-)，加速空氣流通，提高散熱系數。)在箱體的油池內安裝蛇形水管，用循環(huán)水冷卻(見圖-)。)采用循環(huán)壓力噴油潤滑冷卻(見圖-)。七、蝸桿傳動的熱平衡計算圖13-76蝸桿傳動裝置的散熱)風扇冷卻)蛇形水管冷卻)循環(huán)壓力噴油冷卻七、蝸桿傳動的熱平衡計算.齒輪傳動的特點和類型)齒輪傳動是應用最廣泛的一種機械傳動，其主要優(yōu)點是：傳動比準確，工作可靠，效率高，使用壽命長，結構緊湊，適用的圓周速度和功率范圍廣；缺點是：制造成本和安裝精度要求高，

31、不宜用于距離較大的兩軸間的傳動。)齒輪傳動的類型七、蝸桿傳動的熱平衡計算 按兩輪軸線的相對位置不同可分為平行軸齒輪傳動、相交軸齒輪傳動和交錯軸齒輪傳動三類。按齒輪的齒線不同又可分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、圓柱齒輪和錐齒輪傳動等。 按工作條件不同可分為開式齒輪傳動和閉式齒輪傳動。 按齒廓曲線不同可分為漸開線齒輪傳動、擺線齒輪傳動和圓弧線齒輪傳動三種。)對齒輪傳動的基本要求是：傳動平穩(wěn)，具有足夠的承載能力和較長的使用壽命。)漸開線齒廓嚙合特性是：瞬時傳動比恒定不變，中心距可分和齒廓間作用力方向不變。2.漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動七、蝸桿傳動的熱平衡計算)漸開線標準直齒圓柱齒輪有齒數、模數、

32、壓力角、齒頂高系數和頂隙系數五個基本參數。)漸開線標準直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是：兩輪的模數分別相等，壓力角分別相等。)漸開線標準直齒圓柱齒輪的連續(xù)傳動條件是：端面重合度。)一對外嚙合漸開線標準直齒圓柱齒輪的標準中心距()。)漸開線標準直齒圓柱齒輪的幾何計算，見表-。3.漸開線標準直齒圓柱齒輪的加工和根切)漸開線齒輪輪齒的切削加工方法主要有仿形法和展成法兩種。七、蝸桿傳動的熱平衡計算)根切現象是指用展成法加工標準齒輪時，當被加工齒輪的齒數過少，刀具將輪坯齒廓齒根部分的漸開線切去一部分的現象。)標準直齒圓柱齒輪避免根切的最少齒數：正常齒制(，)，；短齒制(.，)，。.斜齒圓柱齒輪傳動)斜齒圓柱

33、齒輪傳動的特點 一對斜齒圓柱齒輪的輪齒是逐漸進入并逐漸退出嚙合的，與直齒圓柱齒輪傳動相比，其沖擊、振動和噪聲小，故傳動平穩(wěn)性比直齒圓柱齒輪好。七、蝸桿傳動的熱平衡計算 斜齒圓柱齒輪的輪齒是螺旋狀的，與直齒圓柱齒輪傳動相比，實際嚙合的輪齒對數多，使每對輪齒的承載相應減少，故承載能力比直齒圓柱齒輪強。)斜齒圓柱齒輪的基本參數和幾何尺寸計算 斜齒圓柱齒輪的端平面和法向平面的概念，標準參數在法向平面上。 斜齒圓柱齒輪有螺旋角、齒數、模數、壓力角、齒頂高系數和頂隙系數六個基本參數。 斜齒圓柱齒輪的主要幾何尺寸計算，見表-8。)斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件是：兩輪的法向模數和法向壓力角應分別相等；兩輪的

34、螺旋角應大小相等，旋向相反(內嚙合時旋向相同)。七、蝸桿傳動的熱平衡計算)斜齒圓柱齒輪的當量齒輪和當量齒數 斜齒圓柱齒輪當量齒輪的概念。 斜齒圓柱齒輪的當量齒數。 標準斜齒圓柱齒輪避免根切的最少齒數。標準斜齒圓柱齒輪避免根切的最少齒數比直齒輪少，在相同的條件下其結構比直齒輪緊湊。5.漸開線圓柱齒輪傳動的強度計算)齒輪傳動的主要失效形式有：輪齒折斷(輪齒的短期過載折斷或齒根疲勞折斷)、齒面點蝕、齒面磨損、齒面膠合和齒面塑性變形五種。七、蝸桿傳動的熱平衡計算)對齒輪的材料要求是：齒面具有足夠的硬度和耐磨性，齒芯具有足夠的韌性，同時還應具有良好的熱加工工藝性、切削加工工藝性和經濟性。)漸開線圓柱齒輪

35、傳動的設計計算準則： 對于軟齒面(齒面硬度)閉式齒輪傳動，因其主要失效形式是齒面疲勞點蝕，故按齒面接觸疲勞強度設計，再按齒根彎曲疲勞強度校核。 對于硬齒面(齒面硬度)閉式齒輪傳動，因其主要失效形式是輪齒疲勞折斷，故按齒根彎曲疲勞強度設計，再按齒面接觸疲勞強度校核。七、蝸桿傳動的熱平衡計算 對于開式齒輪傳動，其主要失效形式是齒面磨損，通常按齒根彎曲疲勞強度設計，并考慮磨損的影響，將按強度計算所求的模數增大%。)主要參數的選擇 傳動比通常單級傳動比(直齒)、(斜齒)；當時，宜采用多級傳動。 齒數和模數對于軟齒面閉式齒輪傳動，一般取，在滿足齒根彎曲疲勞強度的前提下，將取得多些，取得小些(傳遞動力時，應使.)，這樣可以增大重合度、提高傳動的平穩(wěn)性；對于硬齒面閉式齒輪傳動和開式齒輪傳動，應取較少的(一般取)和較大的