機械基礎（項目四）

機械基礎（第2版）主講老師：簽到掃碼下載文旌課堂APP掃碼簽到（2022.4.118:00至2022.4.118:10）簽到方式教師通過“文旌課堂APP”生成簽到二維碼，并設置簽到時間，學生通過“文旌課堂APP”掃描“簽到二維碼”進行簽到。。機械傳動裝置肆項目導讀機械傳動裝置是指將機器動力部分產(chǎn)生的運動和動力通過機械方式傳遞到執(zhí)行部分的中間裝置，它是機器傳動部分的主體。機械傳動裝置不僅在整個機器的質(zhì)量和成本中占有很大比例，而且在很大程度上決定了機器的工作性能。因此，掌握機械傳動的基本原理，合理選用機械傳動裝置及其零部件，對于提高機器的工作能力和效率具有重要意義。本項目主要介紹常見機械傳動裝置的結構、工作原理和運行維護知識，為解決工程問題建立必要的基礎。知識目標掌握常見機械傳動裝置的類型、特點及應用掌握帶傳動和鏈傳動的結構和工作原理掌握齒輪傳動的基本參數(shù)和工作原理了解齒輪的結構形式和材料掌握蝸桿傳動的主要參數(shù)及工作原理了解蝸輪與蝸桿的結構和材料掌握定軸輪系傳動比的計算掌握常見機械傳動裝置的運行與維護技能目標能夠計算帶傳動、鏈傳動的傳動比能夠計算齒輪傳動的基本參數(shù)能夠計算蝸桿傳動的傳動比，確定蝸輪的轉向能夠計算定軸輪系的傳動比，確定輪系傳動件的轉向能夠對簡單機械傳動裝置進行應用分析思政目標養(yǎng)成實事求是的科學精神和求真務實的辯證思維提升遵守標準規(guī)范的職業(yè)意識和學以致用的職業(yè)素養(yǎng)分析帶式輸送機的傳動裝置——帶傳動和鏈傳動壹通過測量數(shù)據(jù)計算齒輪的模數(shù)——齒輪傳動貳分析組合機床動力滑臺齒輪系的傳動——蝸桿傳動和齒輪系叁項目導航分析帶式輸送機的傳動裝置——帶傳動和鏈傳動壹任務工單任務工單4.1掃

一

掃

學生掃碼下載任務工單，并進行分組（詳見教材）問題引入帶傳動是機械傳動中重要的傳動形式之一。你能從實際生活中舉出帶傳動的應用實例么？這么多用到帶傳動的場合，那么帶傳動是由哪幾部分組成的？它又是怎么來傳遞運動和動力的？1.1帶傳動帶傳動帶傳動是指利用撓性帶與帶輪之間的摩擦或嚙合作用，將主動輪的運動和動力傳遞給從動輪的機械傳動裝置。定義它主要由主動輪、從動輪和傳動帶組成，如圖4-2所示。組成圖4-2帶傳動的組成1.1帶傳動

1）摩擦帶傳動1.帶傳動的類型（a）平帶傳動

（b）V帶傳動

（c）圓帶傳動

（d）多楔帶傳動圖4-3摩擦帶傳動的類型根據(jù)傳動帶橫截面形狀的不同，摩擦帶傳動可分為以下四種類型，如圖4-3所示。1.1帶傳動

1）摩擦帶傳動1.帶傳動的類型平帶傳動：結構簡單，帶輪容易制造，在傳動中心距

較大的場合應用較多。V帶傳動：能傳遞較大的載荷，且結構較為緊湊，應

用非常廣泛。圓帶傳動：一般用于低速輕載儀器及家用器具中。多楔帶傳動：兼有平帶傳動與V帶傳動的特點，適用

于傳遞載荷較大且要求結構緊湊的場合。1.1帶傳動

2）嚙合帶傳動1.帶傳動的類型嚙合帶傳動通常稱為同步帶傳動，它通過傳動帶內(nèi)表面上等距分布的橫向齒與帶輪上相應齒槽的嚙合來傳遞運動和動力，如圖4-4所示。同步帶傳動由于帶輪和傳動帶之間沒有相對滑動，因此能夠保證嚴格的傳動比，但它對傳動中心距的穩(wěn)定性要求較高。圖4-4同步帶傳動1.1帶傳動1.帶傳動的類型你能舉出生活中用帶傳動的例子么？它的截面積是什么形狀的呢？【課堂互動】1.1帶傳動2.傳動帶的特點及應用優(yōu)點傳動平穩(wěn)、無噪聲，能緩沖、吸振；0102摩擦帶在傳動過載時會打滑，可防止損壞零件，起到安全保護的作用；結構簡單，制造和維護方便，成本低；適用于中心距較大的場合。03041.1帶傳動2.傳動帶的特點及應用①摩擦帶在工作中存在彈性滑動，傳動效率較低，傳動比的精確度較差；②傳動裝置的外廓尺寸較大；③帶輪傳動軸的載荷較大。缺點1.1帶傳動2.傳動帶的特點及應用1.1帶傳動3.V帶和V帶輪觀察圖中傳動帶的類型及數(shù)量？【課堂互動】1.1帶傳動3.V帶和V帶輪

1）V帶的結構和型號（a）簾布結構

（b）線繩結構圖4-5V帶的結構普通V帶都是無接頭的環(huán)形帶，由強力層、伸張層、壓縮層和包布層等組成，如圖4-5所示。V帶的結構普通V帶可分為Y、Z、A、B、C、D、E等7種型號，窄V帶可分為SPZ、SPA、SPB、SPC等4種型號。例如，A1430GB/T1171表示符合GB/T1171、基準長度為1430mm的A型普通V帶。V帶的型號1.1帶傳動3.V帶和V帶輪普通V帶標記的練習【課堂互動】D1440GB/T11544--20121.1帶傳動3.V帶和V帶輪

2）V帶輪的材料和結構V帶輪常用的材料有HT150和HT200等。當轉速較高時V

帶輪常用鑄鋼或輕合金材料。當傳動功率較小時常用鑄鋁或塑料等材料。V帶輪的材料V帶輪由輪緣、輪輻和輪轂組成，如圖4-6所示。V帶輪的結構圖4-6帶輪的結構1.1帶傳動3.V帶和V帶輪

2）V帶輪的材料和結構根據(jù)輪輻結構形式的不同，V帶輪可分為實心式、腹板式、孔板式和輪輻式等四種，如圖4-7所示。（a）實心式

（b）腹板式

（c）孔板式

（d）輪輻式圖4-7V帶輪的結構型式1.1帶傳動3.V帶和V帶輪

2）V帶輪的材料和結構V帶兩工作面（側面）的夾角均為40°。V帶傳動工作時，由于V帶外層受拉伸變長，內(nèi)層受壓縮變短，因此V帶工作面（側面）的夾角將會小于40°。為了使變形后的V帶仍能夠與帶輪充分地貼合，V帶輪輪槽兩側面的夾角要比V帶工作面的夾角小一些。國家標準規(guī)定V帶輪輪槽兩側面的夾角為32°、34°、36°和38°。1.1帶傳動4.帶傳動的工作情況分析

1）帶傳動的受力分析（a）工作前

（b）工作時圖4-8帶傳動中帶的受力工作前：傳動帶任意橫截面都受到大小相等的初始拉力F0

的作用，如圖4-8（a）所示。工作時：傳動帶兩邊的拉力不再相等，緊邊的拉力由

F0增大為F1

，松邊的拉力由F0

減小為F2

。1.1帶傳動4.帶傳動的工作情況分析

1）帶傳動的受力分析1.1帶傳動4.帶傳動的工作情況分析

2）帶的彈性滑動和打滑如圖4-9所示。當傳動帶繞過主動輪1進入松邊時，其所受拉力逐漸減小，彈性變形量隨之減小，從而沿主動輪轉動的反方向收縮，在帶輪工作面上出現(xiàn)輕微的滑動。同樣的情況也發(fā)生在從動輪上，這種現(xiàn)象稱為彈性滑動。彈性滑動圖4-9彈性滑動1.1帶傳動4.帶傳動的工作情況分析

2）帶的彈性滑動和打滑當傳遞載荷增大時，有效拉力隨之加大，彈性滑動區(qū)域也隨之擴大。當有效拉力達到或超過某一極限值時，傳動帶與外徑較小的帶輪在整個接觸弧上的摩擦力將達到極限，載荷若繼續(xù)增加，傳動帶將沿整個接觸弧滑動，這種現(xiàn)象稱為打滑。打滑1.1帶傳動4.帶傳動的工作情況分析

2）帶的彈性滑動和打滑應注意區(qū)分彈性滑動和打滑：彈性滑動是由于兩邊拉力差引起的，不影響帶傳動的正常工作，且只要傳遞圓周力，就必然會產(chǎn)生彈性滑動，所以彈性滑動是不可避免的；打滑是由于過載而引起的全面滑動，將導致帶傳動失效，因此應當盡量避免。1.1帶傳動4.帶傳動的工作情況分析請大家根據(jù)所講知識，思考并討論彈性滑動和打滑有什么區(qū)別？【課堂互動】1.1帶傳動5.帶傳動的運行與維護

1）帶傳動的張緊與調(diào)整帶傳動的張緊程度對其傳動能力、使用壽命和傳動軸的載荷等都有很大的影響。①根據(jù)帶傳動的摩擦傳動原理，在安裝時需對傳動帶進行張緊；②當帶傳動運行一段時間后，傳動帶因塑性變形和磨損而會變得松弛，此時需要進行調(diào)整，使傳動帶重新張緊。張緊與調(diào)整的場合影響1.1帶傳動5.帶傳動的運行與維護

1）帶傳動的張緊與調(diào)整帶傳動常用的張緊方法有移動法、擺動法和安裝張緊輪法，如圖4-10所示。（a）移動法

（b）擺動法

（c）安裝張緊輪法圖4-10帶傳動常用的張緊方法1.1帶傳動5.帶傳動的運行與維護

1）帶傳動的張緊與調(diào)整采用安裝張緊輪法對V帶和同步帶進行張緊時，張緊輪一般應放在松邊的內(nèi)側，并盡量靠近大帶輪，這樣可使傳動帶只受單向彎曲，且小帶輪的包角不致減小過多；對平帶張緊時，張緊輪一般應放在松邊的外側，并盡量靠近小帶輪，這樣可以增大小帶輪的包角，提高傳動帶的傳動能力。1.1帶傳動5.帶傳動的運行與維護

2）帶傳動的安裝與維護01平行軸傳動時，各帶輪的軸線必須保持規(guī)定的平行度。02對傳動帶進行套裝時，不得強行撬入，應先將中心距縮小，將傳動帶套在帶輪上，再逐漸調(diào)整中心距將傳動帶張緊。03安裝V帶時，V帶的頂面應與帶輪的外緣對齊或略高一點，底面應與輪槽間留有一定間隙，否則將會影響帶傳動的正常運行。04傳動帶應定期檢查并及時調(diào)整，發(fā)現(xiàn)損壞的V帶應及時更換。05新舊帶、普通V帶和窄V帶、不同規(guī)格的V帶均不能混合使用。06帶傳動裝置必須安裝安全防護罩。1.2鏈傳動觀看自行車實物或圖片，指出傳動部分并討論分析其各部分組成【課堂互動】1.2鏈傳動鏈傳動是一種撓性嚙合傳動，它以鏈條作為中間撓性件，通過鏈條與鏈輪輪齒之間的嚙合來傳遞運動和動力。鏈傳動由裝在平行軸上的主動鏈輪、從動鏈輪和繞在鏈輪上的鏈條組成，如圖4-12所示。圖4-12鏈傳動的組成鏈傳動1.2鏈傳動1.鏈傳動的類型1、我們?nèi)粘Ｉ钪?，有哪些實物是屬于鏈傳動這一范疇呢？2、鏈傳動有哪些傳動特點？【課堂互動】1.2鏈傳動1.鏈傳動的類型傳動鏈起重鏈2輸送鏈13根據(jù)應用范圍不同1.2鏈傳動1.鏈傳動的類型（a）傳動鏈

（b）輸送鏈

（c）起重鏈圖4-13鏈傳動的類型1.2鏈傳動1.鏈傳動的類型1滾子鏈傳動2套筒鏈傳動3齒形鏈傳動4成形鏈傳動根據(jù)結構形式不同1.2鏈傳動2.鏈傳動的特點及應用①無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，能保持準確的平均傳動比；②結構緊湊，傳動效率較高；③張緊力小，作用于軸上的徑向力也較小；④適合在高溫、灰塵多、濕度大及腐蝕性環(huán)境等惡劣條件下工作。優(yōu)點1.2鏈傳動2.鏈傳動的特點及應用缺點123只適用于平行軸之間的同向回轉傳動；瞬時傳動比不恒定，傳動不夠平穩(wěn)；工作時有噪聲，不宜用于載荷變化很大和急速反向的傳動。1.2鏈傳動2.鏈傳動的特點及應用應用主要應用于要求工作可靠、平均傳動比準確、兩軸相距較遠，以及其他不宜采用齒輪傳動的場合。目前，鏈傳動廣泛應用于農(nóng)業(yè)、礦山、起重運輸、冶金、建筑、石油、化工等行業(yè)的各種機械中。1.2鏈傳動3.鏈條和鏈輪（1）滾子鏈。滾子鏈由內(nèi)鏈板、外鏈板、滾子、套筒和銷軸等組成，如圖4-14所示。

1）鏈條（a）實物圖

（b）示意圖圖4-14滾子鏈的組成1.2鏈傳動3.鏈條和鏈輪（1）滾子鏈。

1）鏈條由于鏈條是由剛性鏈節(jié)通過銷軸鉸接而成的，當鏈條繞在鏈輪上時，其鏈節(jié)與相應的輪齒嚙合后形成折線，相當于將鏈條繞在正多邊形的輪子上。當主動鏈輪以等角速度回轉時，從動鏈輪的角速度將周期性地變動，這種運動的不均勻性稱為鏈傳動的多邊形效應。1.2鏈傳動3.鏈條和鏈輪

1）鏈條在機械傳動系統(tǒng)中常將鏈傳動布置在高速級，還是低速級，為什么？請結合帶傳動和鏈傳動的特點回答【課堂互動】1.2鏈傳動3.鏈條和鏈輪（1）滾子鏈。

1）鏈條（a）開口銷

（b）彈簧夾

（c）過渡鏈節(jié)圖4-15鏈條的接頭形式當鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時，鏈條一端的外鏈板正好與另一端的內(nèi)鏈板相連，其連接銷軸可采用開口銷或彈簧夾進行鎖定，如圖4-15（a）和4-15（b）所示；當鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，接頭處須采用過渡鏈節(jié)進行連接，如圖4-15（c）所示。1.2鏈傳動3.鏈條和鏈輪（1）滾子鏈。

1）鏈條鏈條接頭采用過渡鏈節(jié)時，該處鏈條若處于受拉狀態(tài)，過渡鏈節(jié)將會承受附加的彎曲載荷，這將降低鏈傳動的承載能力，因此應盡量采用偶數(shù)鏈節(jié)以避免使用過渡鏈節(jié)。1.2鏈傳動3.鏈條和鏈輪

1）鏈條當鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，接頭處為什么要采用過渡鏈節(jié)進行連接？【課堂互動】1.2鏈傳動3.鏈條和鏈輪（2）齒形鏈。

1）鏈條齒形鏈傳動通過具有特定齒形的鏈板與鏈輪之間的嚙合來傳遞運動和動力。齒形鏈又稱無聲鏈，由鉸接起來的齒形鏈板組成，如圖4-16所示。（a）實物圖

（b）示意圖圖4-16齒形鏈1.2鏈傳動3.鏈條和鏈輪（2）齒形鏈。

1）鏈條與滾子鏈傳動相比：

優(yōu)點：傳動平穩(wěn)、噪聲小、承受沖擊載荷能力強、輪齒受力較均勻。

缺點：但齒形鏈傳動結構復雜、質(zhì)量較大、制造成本高、裝拆較困難。多用于運動精度要求較高或傳動速度較高的場合。1.2鏈傳動3.鏈條和鏈輪（1）鏈輪的結構形式和材料。

2）鏈輪鏈輪的結構形式很多，常見鏈輪的結構形式有以下三種，如圖4-17所示。（a）實物圖

（b）整體式

（c）孔板式

（d）組合式圖4-17鏈輪的結構形式1.2鏈傳動3.鏈條和鏈輪（1）鏈輪的結構形式和材料。

2）鏈輪表4-1鏈輪常用材料的性能和應用范圍1.2鏈傳動3.鏈條和鏈輪（1）鏈輪的結構形式和材料。

2）鏈輪表4-1鏈輪常用材料的性能和應用范圍（續(xù)）1.2鏈傳動3.鏈條和鏈輪

2）鏈輪鏈傳動中的主動鏈輪和從動鏈輪使用材料是一樣的嗎？為什么？【課堂互動】1.2鏈傳動3.鏈條和鏈輪（1）鏈輪的結構形式和材料。

2）鏈輪由于鏈輪在傳動過程中需要承受各種振動和沖擊，因此其輪齒應具有足夠的強度和耐磨性。為提高其力學性能，鏈輪在制造過程中必須進行合理的熱處理。由于小鏈輪在轉動時比大鏈輪的嚙合次數(shù)多，且承受的沖擊較大，因此通常要求小鏈輪的材料性能高于大鏈輪。1.2鏈傳動3.鏈條和鏈輪（2）鏈輪的齒形。

2）鏈輪傳動時鏈節(jié)能順暢進入和退出嚙合；對于因磨損而產(chǎn)生的鏈條節(jié)距變化有較好的適應能力；嚙合時齒形能夠與鏈節(jié)保持良好的接觸；形狀盡量簡單，方便加工。壹貳叁肆1.2鏈傳動4.鏈傳動的運行與維護

1）鏈傳動的張緊與調(diào)整（a）利用重錘張緊

（b）利用彈簧張緊

（c）定期調(diào)節(jié)張緊圖4-18鏈傳動中使用張緊輪進行張緊1.2鏈傳動4.鏈傳動的運行與維護

2）鏈傳動的潤滑表4-2鏈傳動常用的潤滑方式1.2鏈傳動4.鏈傳動的運行與維護

2）鏈傳動的潤滑表4-2鏈傳動常用的潤滑方式（續(xù)）任務描述很多人騎自行車時遇到過鏈條脫落的窘境，而且鏈條的修復非常麻煩。那時有的人會抱怨：為什么自行車要采用鏈傳動，而不采用帶傳動？雖然帶傳動和鏈傳動類似，都是通過撓性件在傳動輪之間傳遞運動和動力的，但兩者的工作特點有所不同，適用于不同的工作場合。如圖4-1所示（見下頁）為帶式輸送機傳動裝置機構運動簡圖，其中同時采用了鏈傳動和帶傳動。請同學們分析該傳動裝置存在的問題，并填寫“任務工單4.1”。任務描述圖4-1帶式輸送機傳動裝置機構運動簡圖任務實施一、準備帶式輸送機是以輸送帶作為牽引和承載構件，對物料進行連續(xù)輸送的機械。帶式輸送機工作時，輸送帶通過與傳動滾筒之間的摩擦力驅動運行，輸送帶承載著置于其上的物料一起運動，實現(xiàn)對物料的連續(xù)輸送。帶式輸送機的傳動裝置用于將電動機的運動和動力傳遞給傳動滾筒，通常要求其運行平穩(wěn)可靠，具有較為穩(wěn)定的預定輸出轉速。二、實施全班學生每5～6人一組，組員合作分析該傳動裝置存在的問題，并做好記錄。帶式輸送機傳動裝置的問題在于帶傳動和鏈傳動的位置不合理，帶傳動應該布置在高速級，直接與電動機連接，鏈傳動應該布置在低速級，其原因如下。任務實施（1）帶傳動中單根傳動帶所傳遞的功率與傳動帶的速度成正比，帶傳動在高速級速度高，單根傳動帶所傳遞的功率大，所需傳動帶的根數(shù)少，可以節(jié)約制造帶輪的材料，并節(jié)省帶傳動所占的空間。（2）帶傳動直接與電動機相連，可以對整個傳動裝置起到過載保護的作用。（3）由于鏈傳動的多邊形效應，其運動存在不均勻性，鏈傳動的速度越高，沖擊動載荷越大，鏈條的壽命越短，因此鏈傳動應放在低速級。思政復興號--新材料助力“中國制造”崗位可平凡，人生必精彩在最平凡的崗位，要怎樣實現(xiàn)非凡夢想？“大力弘揚勞模精神、勞動精神、工匠精神，激勵更多勞動者特別是青年一代走技能成才、技能報國之路”。2020年12月10日，習近平總書記致信祝賀首屆全國職業(yè)技能大賽，為每一位普通勞動者鼓勁加油、指明方向。磨礪技藝、不懈努力，就能找到自己的一方天地，書寫不凡的人生精彩。這次大賽，2500多名選手在86個項目中競技比拼，其中既有機器人、云計算等高科技項目，也有縫紉、砌磚等“不起眼”的行當；既有年過半百的“老師傅”，也有尚未成年的“小工匠”。選手們嫻熟的技藝、精美的作品充分展示了新時代技能人才的實力和風采。……（詳見教材）課堂總結帶傳動鏈傳動通過測量數(shù)據(jù)計算齒輪的模數(shù)——齒輪傳動貳任務工單任務工單4.2掃

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學生掃碼下載任務工單，并進行分組（詳見教材）問題引入鏈傳動的特點是傳動效率高，能保證平均傳動比恒定，適用于中心距較大的場合并能在同一平面內(nèi)傳遞運動和動力。那么我們來想一下有沒有一種機械傳動是在不同平面內(nèi)傳遞運動和動力的呢？今天我們就來學習這樣的傳動。2.1齒輪傳動的類型、特點及應用1.齒輪傳動的類型1）平行軸齒輪傳動（a）直齒圓柱齒輪傳動

（b）斜齒圓柱齒輪傳動

（c）人字形圓柱齒輪傳動圖4-20外嚙合齒輪傳動平行軸齒輪傳動中，兩齒輪在同一平面內(nèi)運動，兩者軸線相互平行。如圖4-20（a）所示為直齒圓柱齒輪傳動，齒輪的齒向與齒輪軸線方向相同；如圖4-20（b）所示為斜齒圓柱齒輪傳動，齒輪的齒向與齒輪軸線方向傾斜了一個角度；如圖4-20（c）所示為人字形圓柱齒輪傳動，它可看作由兩個輪齒齒向傾斜方向相反的斜齒圓柱齒輪組合而成。2.1齒輪傳動的類型、特點及應用1.齒輪傳動的類型1）平行軸齒輪傳動圖4-21內(nèi)嚙合齒輪傳動圖4-22齒輪齒條傳動圖4-21所示為內(nèi)嚙合齒輪傳動，兩齒輪轉動方向相同；圖4-22所示為齒輪齒條傳動，齒輪做旋轉運動，齒條做直線運動。2.1齒輪傳動的類型、特點及應用1.齒輪傳動的類型1）平行軸齒輪傳動直齒圓柱齒輪傳動

斜齒圓柱齒輪傳動

人字形圓柱齒輪傳動內(nèi)嚙合齒輪傳動齒輪齒條傳動2.1齒輪傳動的類型、特點及應用1.齒輪傳動的類型2）平行軸齒輪傳動（a）直齒圓錐齒輪傳動

（b）斜齒圓錐齒輪傳動圖4-23相交軸齒輪傳動相交軸齒輪傳動中，兩齒輪不在同一個平面內(nèi)運動，兩者軸線相交。2.1齒輪傳動的類型、特點及應用1.齒輪傳動的類型2）平行軸齒輪傳動直齒圓錐齒輪傳動

斜齒圓錐齒輪傳動2.1齒輪傳動的類型、特點及應用1.齒輪傳動的類型3）交錯軸齒輪傳動（a）交錯軸斜齒輪傳動

（b）蝸桿傳動圖4-24交錯軸齒輪傳動交錯軸齒輪傳動中，兩齒輪不在同一個平面內(nèi)運動，兩者軸線在空間交錯，既不平行也不相交。2.1齒輪傳動的類型、特點及應用1.齒輪傳動的類型3）交錯軸齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動

蝸桿傳動2.1齒輪傳動的類型、特點及應用2.齒輪傳動的特點及應用①傳動比準確，工作可靠；②傳動效率高，使用壽命長；③結構緊湊，所占空間位置小，可在空間任意兩軸之間傳遞運動和動力；④傳遞的功率、速度和尺寸范圍大。優(yōu)點2.1齒輪傳動的類型、特點及應用2.齒輪傳動的特點及應用缺點123制造齒輪需要專用設備，制造成本較高；安裝精度要求較高，否則會出現(xiàn)較大的振動和噪聲；不適用于兩軸中心距較大的傳動。2.1齒輪傳動的類型、特點及應用2.齒輪傳動的特點及應用應用齒輪傳動廣泛應用于汽車、飛機、船舶、機床、起重機械、礦山機械、輕工機械和儀器儀表等行業(yè)，是應用最為廣泛的機械傳動之一。2.1齒輪傳動的類型、特點及應用2.齒輪傳動的特點及應用根據(jù)工作條件的不同，齒輪傳動裝置還可分為開式、半開式和閉式三種。其中，開式齒輪傳動裝置沒有防塵罩或機殼，齒輪完全暴露在外，外界雜物容易侵入且潤滑不良，多用于低速、非重要傳動場合；半開式齒輪傳動裝置有簡單的防護裝置，但不能嚴格防止外界雜物的侵入，潤滑條件一般，多用于農(nóng)業(yè)機械、建筑機械及簡單機械；閉式齒輪傳動裝置的齒輪經(jīng)過精密加工，安裝于密閉的箱體內(nèi)，潤滑條件良好，多用于汽車、機床等高速、精密和重要的傳動場合。2.2漸開線齒輪1.漸開線齒廓的形成和性質(zhì)如圖4-25（a）所示，當一直線BK沿圓周從位置Ⅰ做純滾動到位置Ⅱ時，直線上任一點K的軌跡形成一條曲線AK，則曲線AK稱為該圓的漸開線，該圓稱為漸開線的基圓，直線BK稱為漸開線的發(fā)生線。漸開線齒輪的輪齒就是由以同一基圓形成的兩條反向漸開線組成的，如圖4-25（b）所示。漸開線齒廓的形成（a）漸開線的形成

（b）漸開線齒廓圖4-25漸開線齒廓2.2漸開線齒輪1.漸開線齒廓的形成和性質(zhì)1發(fā)生線上沿基圓滾過的線段長度等于基圓上被滾過的相應弧長，即

BK=BA。4發(fā)生線與基圓的切點B也是漸開線在K點處的曲率中心，線段BK即是漸開線在K點處的曲率半徑。2發(fā)生線BK即為漸開線在K點的法線。由于發(fā)生線恒切于基圓，因此漸開線上任意點的法線必恒切于基圓。3漸開線齒廓上K點的法線方向與該點速度方向所夾的銳角稱為該點的壓力角，用aK

表示，則有cosaK=OB/OK=rb/rk。5漸開線的形狀取決于基圓半徑的大小。6基圓內(nèi)無漸開線。漸開線性質(zhì)2.2漸開線齒輪2.漸開線齒輪的幾何尺寸圖4-26漸開線齒輪的幾何尺寸漸開線齒輪的幾何尺寸如圖4-26所示。2.2漸開線齒輪2.漸開線齒輪的幾何尺寸1）齒寬、齒厚、齒槽寬和齒距齒寬：輪齒沿齒輪軸線方向的寬度，用b表示。齒厚：在齒輪任意圓周上，一個輪齒兩側齒廓間的弧長，用sk

表示；槽寬：一個齒槽兩側齒廓間的弧長，用ek

表示；齒距：相鄰兩齒同側齒廓之間的弧長，用pk

表示。2.2漸開線齒輪2.漸開線齒輪的幾何尺寸2）齒頂圓、齒根圓和分度圓齒頂圓：過齒輪各齒頂所作的圓稱為齒頂圓，其半徑用ra

表示。齒根圓：過齒輪各齒槽底部所作的圓稱為齒根圓，其半徑用rf

表示。分度圓：為了便于計算齒輪各部分的尺寸，在齒輪上選擇一個圓

作為尺寸計算基準，這個圓稱為分度圓。2.2漸開線齒輪2.漸開線齒輪的幾何尺寸3）齒頂高、齒根高和齒全高齒頂高：輪齒上介于齒頂圓與分度圓之間的部分稱為齒頂，

其徑向高度稱為齒頂高，用ha

表示；齒根高：介于分度圓與齒根圓之間的部分稱為齒根，其徑向

高度稱為齒根高，用hf

表示；分全高：輪齒在齒頂圓和齒根圓之間的徑向高度稱為齒全高，

用符號h表示。2.2漸開線齒輪3.漸開線齒輪的基本參數(shù)1）齒數(shù)齒輪圓周上輪齒的總數(shù)量稱為齒數(shù)，用z表示。2）模數(shù)工程中，為了便于齒輪的設計、計算、制造和檢驗等，通常將p/π

規(guī)定為標準值，稱為齒輪的模數(shù)，用m表示，即

m=

p/π

，齒數(shù)相同的齒輪，模數(shù)m越大，齒距越大，輪齒也越大，齒輪的承載能力也就越強。2.2漸開線齒輪3.漸開線齒輪的基本參數(shù)2）模數(shù)模數(shù)m的單位為mm，GB/T1357—2008規(guī)定了齒輪的標準模數(shù)系列，如表4-3所示。表4-3標準模數(shù)系列（摘自GB/T1357—2008）單位：mm2.2漸開線齒輪3.漸開線齒輪的基本參數(shù)3）壓力角由前述可知，漸開線齒廓上各點的壓力角不相同。通常所說的壓力角是指漸開線齒廓在分度圓上的壓力角，用α

表示，則有cosα=rb/r

，于是齒輪的基圓半徑為

（4-7）GB/T1356—2001中規(guī)定分度圓上的壓力角為標準值，α=20°

。2.2漸開線齒輪3.漸開線齒輪的基本參數(shù)4）齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)齒頂高系數(shù)：齒頂高ha

與模數(shù)m比值，用符號

表示。一對齒輪嚙合時，一個齒輪的齒頂與另一個齒輪的齒根之間沿半徑方向的間隙稱為頂隙，用c表示。頂隙系數(shù)：頂隙與模數(shù)之間的比值稱為頂隙系數(shù)，用符號

表示。2.2漸開線齒輪4.漸開線標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算4）齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)當齒輪的模數(shù)m、壓力角α

、齒頂高系數(shù)

和頂隙系數(shù)

都取標準值，且分度圓上的齒厚s與齒槽寬e相等時，該齒輪稱為標準齒輪。對于標準齒輪，有

（4-9）2.2漸開線齒輪4.漸開線標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算4）齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)表4-4漸開線標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算公式2.2漸開線齒輪4.漸開線標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算課上練習2.2漸開線齒輪4.漸開線標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算課上練習2.2漸開線齒輪4.漸開線標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算1：已知一標準直齒圓柱齒輪，模數(shù)m=4mm，齒數(shù)外嚙合標準直徑z=40，試求各部分尺寸？圓柱齒輪的幾何尺寸的計算公式。2：已知一標準直齒圓柱齒輪，齒數(shù)z=30，齒根圓習，直徑df等于192.5㎜。試求齒距p、齒頂圓直徑da、分度圓直徑d和齒高h？【課堂互動】2.2漸開線齒輪5.漸開線齒輪的嚙合傳動1）漸開線齒輪正確嚙合的條件兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等，即

m1=m2=m，α1=α2=α一對漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件2.2漸開線齒輪5.漸開線齒輪的嚙合傳動2）漸開線齒輪的傳動比圖4-27漸開線齒廓的嚙合如圖4-27所示為漸開線齒廓的嚙合。一對漸開線齒輪嚙合時，兩齒廓的公法線n-n與兩齒輪圓心連線O1O2

相交于C點，C點稱為節(jié)點。分別以O1O2

為圓心，以O1C

，O2C

為半徑作圓，所得的圓稱為節(jié)圓?？梢宰C明，漸開線齒輪傳動的傳動比

i=ω1/

ω2=rb2/rb1

。由于傳動過程中基圓半徑不變，因此漸開線齒輪傳動能保證精確的瞬時傳動比。2.2漸開線齒輪5.漸開線齒輪的嚙合傳動3）漸開線齒輪傳動的中心距圖4-28漸開線齒輪的標準安裝漸開線齒輪傳動時，如果相互嚙合的輪齒之間有側隙，在傳動過程中將會出現(xiàn)振動和沖擊。為實現(xiàn)無側隙嚙合，在安裝齒輪時應保證分度圓與節(jié)圓重合，這種安裝稱為標準安裝，如圖4-28所示。標準安裝時齒輪的中心距稱為標準中心距，其大小為

（4-11）式（4-11）中的“±

”表示嚙合的類型，當齒輪為外嚙合時取“+

”，內(nèi)嚙合時取“-

”。2.2漸開線齒輪5.漸開線齒輪的嚙合傳動3）漸開線齒輪傳動的中心距當漸開線齒輪傳動的中心距不等于標準中心距時，這種安裝稱為非標準安裝。由于基圓半徑為定值，因此漸開線齒輪非標準安裝的傳動比仍將保持不變，這種性質(zhì)稱為漸開線齒輪傳動中心距的可分性，它為齒輪的加工和安裝提供了很大的方便。2.2漸開線齒輪5.漸開線齒輪的嚙合傳動4）漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件齒輪傳動通常用重合度來描述任意瞬間處于嚙合狀態(tài)的輪齒對數(shù)，其符號為

ε。重合度ε

越大，表示同時參與嚙合的齒數(shù)越多，則傳動越平穩(wěn)。漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件重合度ε≥1

2.3斜齒圓柱齒輪傳動1.斜齒圓柱齒輪傳動的特點（a）直齒圓柱齒輪的齒廓曲面

（b）斜齒圓柱齒輪的齒廓曲面圖4-29齒輪的齒廓曲面圓柱齒輪的齒廓是一個曲面，如圖4-29（a）。2.3斜齒圓柱齒輪傳動1.斜齒圓柱齒輪傳動的特點（a）直齒圓柱齒輪傳動的齒面接觸線

（b）斜齒圓柱齒輪傳動的齒面接觸線圖4-30齒輪傳動的齒面接觸線斜齒圓柱齒輪生成的齒廓曲面與基圓柱的交線是一條螺旋曲線，如圖4-29（b）所示。該齒廓曲面稱為漸開線螺旋面。2.3斜齒圓柱齒輪傳動1.斜齒圓柱齒輪傳動的特點特點ABC承載能力強傳動平穩(wěn)沖擊及工作噪聲小2.3斜齒圓柱齒輪傳動2.斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)1）螺旋角若將斜齒圓柱齒輪沿分度圓柱面展開，將得到一個矩形，分度圓上的螺旋線將變?yōu)橐唤M斜直線，如圖4-31所示。斜直線與齒輪軸線所夾的銳角稱為螺旋角，用

β表示，它的大小表示輪齒的傾斜程度。一般情況下，

β值越大，傳動的平穩(wěn)性越高，但傳動時產(chǎn)生的軸向力也越大，故螺旋角

β不能過大，一般取

β=8°~20°。圖4-31斜齒圓柱齒輪沿分度圓柱面展開圖2.3斜齒圓柱齒輪傳動2.斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)1）螺旋角根據(jù)螺旋線的旋向不同，斜齒圓柱齒輪可分為左旋齒輪和右旋齒輪，具體判斷方法可使用右手定則。如圖4-32所示，右手手心對著自己，四根手指的指向與齒輪軸線方向保持一致。若斜齒圓柱齒輪的齒向與右手拇指指向相同，則代表該齒輪為右旋齒輪；反之則為左旋齒輪。圖4-32斜齒圓柱齒輪的旋向2.3斜齒圓柱齒輪傳動2.斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)2）模數(shù)斜齒圓柱齒輪的模數(shù)分為端面模數(shù)mt

和法面模數(shù)mn

。如圖4-31所示，根據(jù)幾何關系可知，端面齒距pt

與法面齒距pn

之間存在關系：pn

=ptcosβ，由此可知

mn=mtcosβ

（4-12）2.3斜齒圓柱齒輪傳動2.斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)3）壓力角圖4-33端面和法面壓力角端面壓力角：斜齒圓柱齒輪的分度圓在端面內(nèi)的壓力角，用at

表示；法面壓力角：法面內(nèi)的壓力角，用an

表示。如圖4-33所示，根據(jù)幾何關系推導可得

（4-13）2.3斜齒圓柱齒輪傳動2.斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)4）齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)2.3斜齒圓柱齒輪傳動3.標準斜齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算表4-6標準斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算公式2.4直齒圓錐齒輪傳動1.直齒圓錐齒輪的基本參數(shù)圖4-34直齒圓錐齒輪傳動與直齒圓柱齒輪嚙合類似，直齒圓錐齒輪的嚙合過程可看作是兩個錐頂共點的圓錐體做相對純滾動，而輪齒均勻分布在圓錐體的表面上，如圖4-34所示。2.4直齒圓錐齒輪傳動1.直齒圓錐齒輪的基本參數(shù)1）模數(shù)直齒圓錐齒輪的模數(shù)m同樣已由國家標準規(guī)定，一般根據(jù)齒輪強度和結構的要求進行選取。2）分度圓錐角直齒圓錐齒輪軸線與分度圓錐面所夾的銳角稱為分度圓錐角，用δ

表示，如圖

4-34所示。2.4直齒圓錐齒輪傳動1.直齒圓錐齒輪的基本參數(shù)3）軸交角4）壓力角、齒頂高系數(shù)及頂隙系數(shù)相互嚙合時兩直齒圓錐齒輪軸線之間的夾角稱為軸交角，用

表示。一般機械中，通常采用90°軸交角的直齒圓錐齒輪傳動，即

。國家標準規(guī)定，標準直齒圓錐齒輪的壓力角

，正常齒的齒頂高系數(shù)

，頂隙系數(shù)

。2.4直齒圓錐齒輪傳動2.直齒圓錐齒輪幾何尺寸的計算表4-7?=90°的標準直齒圓錐齒輪的幾何尺寸計算公式2.4直齒圓錐齒輪傳動2.直齒圓錐齒輪幾何尺寸的計算一對直齒圓錐齒輪正確嚙合的條件是：兩個齒輪的大端模數(shù)相等、大端壓力角相等，且錐距相等、錐頂重合。其中，錐距是指分度圓錐頂點到錐底的距離。2.5齒輪的結構形式與材料1.齒輪的結構形式齒輪的結構形式雖然多樣，但一般都由輪緣、輪輻和輪轂等組成。齒輪常見的結構形式有齒輪軸、實心式、腹板式和輪輻式，它們的特點及適用范圍如表4-8所示。表4-8齒輪常見結構形式的特點及適用范圍2.5齒輪的結構形式與材料1.齒輪的結構形式表4-8齒輪常見結構形式的特點及適用范圍（續(xù)）2.5齒輪的結構形式與材料2.齒輪的材料123齒輪的材料應滿足要求齒面具有較高的硬度，以抵抗齒面的磨損、膠合及塑性變形；齒心部位具有足夠的韌性，以抵抗沖擊載荷；具有良好的加工工藝性，以獲得良好的表面質(zhì)量和加工精度。2.5齒輪的結構形式與材料2.齒輪的材料1）鍛鋼鍛鋼具有強度高、韌性好、便于制造等特點，還可通過多種熱處理方法來改善力學性能，因此大多數(shù)齒輪都采用鍛鋼制造。軟齒面齒輪：常用的材料有中碳鋼和合金調(diào)質(zhì)鋼。這類齒輪制造工藝簡單、成本低廉，廣泛應用于一般的機械傳動。硬齒面齒輪：常用的材料有合金滲碳鋼和合金調(diào)質(zhì)鋼。這類齒輪制造工藝復雜、成本較高，常用于精密、高速、重載的機械傳動。2.5齒輪的結構形式與材料2.齒輪的材料2）鑄鋼對于直徑大于400mm、結構復雜且受力較大的齒輪，可采用ZG270-500、ZG340-640等鑄鋼材料。3）鑄鐵鑄鐵齒輪常用的材料有HT200、QT600-3等，常用于低速輕載、沖擊小和不重要的齒輪傳動。4）非金屬材料對于高速、輕載及精度不高的齒輪傳動，為了減少噪聲，常用塑料、尼龍、夾布膠木等非金屬材料制造。2.6齒輪傳動的維護1.齒輪的失效形式齒輪傳動的失效形式有哪些？這些失效形式有何區(qū)別？【課堂互動】2.6齒輪傳動的維護1.齒輪的失效形式齒輪在工作時，其輪齒既要承受法向的壓力，又要承受切向的摩擦力，因此齒輪的失效主要是指輪齒的失效。定義表4-9常見的齒輪失效形式及預防措施2.6齒輪傳動的維護1.齒輪的失效形式表4-9常見的齒輪失效形式及預防措施（續(xù)）2.6齒輪傳動的維護1.齒輪的失效形式表4-9常見的齒輪失效形式及預防措施（續(xù)）2.6齒輪傳動的維護2.齒輪傳動的潤滑開式及半開式齒輪傳動通常采用人工定期添加潤滑油的方式進行潤滑；閉式齒輪傳動常用的潤滑方式有浸油潤滑、濺油潤滑和噴油潤滑等，如表4-10所示。表4-10閉式齒輪傳動常用的潤滑方式2.6齒輪傳動的維護2.齒輪傳動的潤滑表4-10閉式齒輪傳動常用的潤滑方式（續(xù)）任務描述拆解過機械式手表或鬧鐘的同學們會發(fā)現(xiàn)，鐘表的內(nèi)部緊密布置著許多大小不同的齒輪，它們的配合可以實現(xiàn)不同傳動比的精準傳動。除此之外，齒輪傳動還廣泛應用于電梯、汽車、輪船、機床、起重機等各種機械中。齒輪是一個外形較為復雜的零件，基本參數(shù)是對其進行設計和選用的最重要數(shù)據(jù)。例如，在某機器的齒輪箱中有一漸開線直齒圓柱齒輪，因齒面磨損較為嚴重而需要更換。如圖4-19所示（見下頁）為該齒輪的測量示意圖，用游標卡尺測量跨2個齒和跨3個齒的齒廓距離分別為

和

。請同學們計算該齒輪的模數(shù)m，并填寫“任務工單4.2”。任務描述圖4-19漸開線直齒圓柱齒輪測量示意圖任務實施思政復興號王立鼎的齒輪人生每天睡眠時間只有5個小時，節(jié)假日也不休息。這是中國科學院院士、精密機械和微納機械專家王立鼎曾經(jīng)的工作狀態(tài)。50歲之前，他幾乎每天都這樣度過；75歲之前，也幾乎周末無休。他的高度勤勉和自律，在外人看來到了一種嚴苛的程度?！疤觳懦鲇谇趭^，務實才能成功?！蓖趿⒍⑦@句樸實的話作為自己的人生信條，多少個午夜，他獨自一人走在靜謐的回家路上，……（詳見教材）課堂總結齒輪傳動的類型、特點及應用漸開線齒輪斜齒圓柱齒輪傳動直齒圓錐齒輪傳動齒輪的結構形式與材料齒輪傳動的維護分析組合機床動力滑臺齒輪系的傳動——蝸桿傳動和齒輪系叁任務工單任務工單4.3掃

一

掃

學生掃碼下載任務工單，并進行分組（詳見教材）問題引入減速器傳動機構中，平行軸間的傳動用圓柱齒輪傳動，相交軸間的傳動用圓錐齒輪傳動，那空間兩交錯軸間的運動是用什么來傳遞運動的呢？3.1蝸桿傳動蝸桿傳動由蝸桿、蝸輪和機架等組成，它主要用于空間兩交錯軸之間運動和動力的傳遞，如圖4-36所示。（a）實物圖

（b）示意圖圖4-36蝸桿傳動的組成3.1蝸桿傳動1.蝸桿傳動的類型和特點（a）圓柱蝸桿傳動

（b）環(huán)面蝸桿傳動

（c）錐蝸桿傳動圖4-37蝸桿傳動的類型根據(jù)蝸桿外形的不同，蝸桿傳動可分為圓柱蝸桿傳動、環(huán)面蝸桿傳動和錐蝸桿傳動三類，如圖4-37所示。3.1蝸桿傳動1.蝸桿傳動的類型和特點與齒輪傳動相比，蝸桿傳動具有以下優(yōu)點和缺點。優(yōu)點：①傳動比（一般為10～80）大且準確，結構緊湊；②傳動平穩(wěn)，噪聲較??；③可實現(xiàn)自鎖。缺點：①蝸輪與蝸桿之間的摩擦較大，傳動效率較低（一般為0.7～0.9）；②通常選用銅合金等材料，成本較高。3.1蝸桿傳動1.蝸桿傳動的類型和特點蝸桿傳動和齒輪傳動相比有哪些特點？常用于什么場合？【課堂互動】3.1蝸桿傳動2.普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)圖4-38普通圓柱蝸桿傳動普通圓柱蝸桿傳動如圖4-38所示，通過蝸桿軸線且垂直于蝸輪軸線的平面稱為中間平面，它既是蝸桿的軸向截面，又是蝸輪的端面。3.1蝸桿傳動2.普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)1）蝸桿的頭數(shù)和蝸輪的齒數(shù)蝸桿的頭數(shù)是指蝸桿分度圓柱上螺旋線的條數(shù)，用z1表示。蝸桿頭數(shù)越小，傳動比越大，且越容易實現(xiàn)自鎖，但傳動效率將隨之降低，摩擦發(fā)熱量增大；蝸桿頭數(shù)越大，傳動效率越高，但傳動比將變小，且加工困難。因此，工程中通常取z1=1、2、4、6、蝸桿的頭數(shù)蝸輪的齒數(shù)z2=iz1

，若z2

太小，蝸桿傳動的平穩(wěn)性將變差，且蝸輪容易產(chǎn)生根切；若z2

太大，蝸輪的直徑將增大，與之相嚙合的蝸桿長度則會增加，導致蝸桿傳動的剛度下降。因此，工程中通常取z2=28~80。蝸輪的齒數(shù)3.1蝸桿傳動2.普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)2）模數(shù)和壓力角蝸桿傳動在中間平面內(nèi)相當于齒輪齒條傳動，且中間平面為蝸桿的軸面和蝸輪的端面，因此規(guī)定蝸桿的軸面模數(shù)ma1

和軸面壓力角αa1

與蝸輪的端面模數(shù)mt2

和端面壓力角αt2

分別相等（即ma1=mt2=m

，

αa1=at2=

α

），以保證蝸桿與蝸輪的正確嚙合。其中，蝸桿傳動的模數(shù)一般取標準值，標準壓力角為20°。3.1蝸桿傳動2.普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)3）蝸桿分度圓直徑和蝸桿直徑系數(shù)工程中，通常用與蝸桿尺寸相同的滾刀來加工蝸輪，以保證蝸輪與蝸桿的正確嚙合，但這會導致模數(shù)相同而直徑不同的蝸桿需要配制多種規(guī)格的蝸輪滾刀。從經(jīng)濟性考慮，為了減少滾刀的數(shù)目并實現(xiàn)滾刀的標準化，工程中對每個標準模數(shù)的蝸桿都規(guī)定了若干分度圓直徑d1

。蝸桿分度圓直徑d1

與模數(shù)m的比值稱為蝸桿直徑系數(shù)，用q表示，即

q=d1/m

（4-15）由式（4-15）可知，當模數(shù)m一定時，q越大，蝸桿分度圓直徑d1越大，蝸桿的剛度越高。因此，對于小模數(shù)的蝸桿一般選擇較大的q，以保證其具有足夠的剛度。3.1蝸桿傳動2.普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)4）導程角（a）分度圓柱

（b）展開圖圖4-39蝸桿分度圓柱上的導程和導程角如圖4-39（a）所示為蝸桿的分度圓柱，它上面有兩條螺旋線。將分度圓柱展開，相鄰螺旋線之間的軸向距離稱為齒距，用pa1表示；同一條螺旋線上相鄰兩齒間的軸向距離稱為導程，用pz表示，pz=pa1z1=πmz1，如圖4-39（b）所示。3.1蝸桿傳動2.普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)4）導程角螺旋線與蝸桿軸端面的夾角稱為蝸桿分度圓柱上的導程角，簡稱導程角，用γ

表示。由圖4-39（b）中幾何關系可知

（4-16）由式（4-16）可知，蝸桿直徑d1越小，導程角γ

越大，則傳動效率越高。根據(jù)導程角γ

的旋向，蝸桿可分為左旋和右旋，以右旋最為常用。為保證蝸輪與蝸桿的正確嚙合，蝸桿的導程角

γ與蝸輪的螺旋角

β應大小相等、旋向相同。當導程角γ

小于材料的當量摩擦角時，蝸桿傳動即可實現(xiàn)自鎖，此時一般取γ=3°~5°

。3.1蝸桿傳動3.蝸桿分度圓直徑和蝸桿直徑系數(shù)5）中心距在蝸桿傳動中，蝸輪與蝸桿的中心距為

（4-17）3.1蝸桿傳動3.蝸桿分度圓直徑和蝸桿直徑系數(shù)表4-11普通圓柱蝸桿傳動的主要幾何尺寸計算公式3.1蝸桿傳動4.普通圓柱蝸桿的嚙合傳動1）蝸桿傳動正確嚙合的條件蝸桿的軸向模數(shù)ma1

與蝸輪的端面模數(shù)mt2

相等；蝸桿的軸面壓力角αa1與蝸輪的端面壓力角αt2相等；2）蝸桿傳動的傳動比在蝸桿傳動中，蝸桿通常為主動件，則蝸桿與蝸輪之間的傳動比為i=n1/n2=z2/z1

（4-19）式中，n1、n2——蝸桿和蝸輪的轉速，單位為r/min

；

z1、z2

——分別為蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)。3.1蝸桿傳動4.普通圓柱蝸桿的嚙合傳動課上練習3.1蝸桿傳動4.普通圓柱蝸桿的嚙合傳動課上練習3.1蝸桿傳動4.普通圓柱蝸桿的嚙合傳動3）蝸輪和蝸桿的轉向關系蝸桿傳動工作時，蝸桿與蝸輪的旋向應保持一致，即同為左旋或右旋。具體可通過右手定則進行判斷。如圖4-40所示。（a）右旋蝸桿

（b）右旋蝸輪

（c）左旋蝸桿圖4-40蝸桿與蝸輪旋向的判斷方法3.1蝸桿傳動4.普通圓柱蝸桿的嚙合傳動3）蝸輪和蝸桿的轉向關系為了正確利用蝸桿傳動，需要確定蝸輪的旋轉方向。如圖4-41所示。（a）右旋蝸桿

（b）左旋蝸桿圖4-41蝸輪回轉方向的判斷方法3.1蝸桿傳動5.蝸桿與蝸輪的結構和材料1）蝸桿與蝸輪的結構蝸桿通常和軸制成一體，稱為蝸桿軸。只有在蝸桿直徑很大時，才將蝸桿齒圈和軸分別制造，然后再套裝在一起。鑄鐵蝸輪和直徑小于100mm的銅合金蝸輪通常采用整體式結構。當蝸輪的直徑較大時，蝸輪齒圈用銅合金制造，蝸輪輪心用鋼或鑄鐵制造。當蝸輪直徑大于600mm時，或在蝸輪磨損后需要更換齒圈的場合，蝸輪輪圈與輪心可用螺栓連接。對于大批量生產(chǎn)的蝸輪，常將銅合金齒圈直接鑲鑄在鑄鐵輪心上。3.1蝸桿傳動5.蝸桿與蝸輪的結構和材料2）蝸桿與蝸輪的材料表4-12蝸桿常用材料的性能、熱處理方式及適用范圍表4-13蝸輪常用材料的性能及適用范圍3.1蝸桿傳動6.蝸桿傳動的維護1）蝸桿傳動的失效形式閉式蝸桿傳動齒面點蝕齒面膠合開式蝸桿傳動輪齒折斷齒面磨損3.1蝸桿傳動6.蝸桿傳動的維護2）蝸桿傳動的潤滑蝸桿傳動的相對滑動速度大、發(fā)熱量大，若潤滑不良則會顯著降低工作效率，并且會帶來嚴重的磨損，甚至出現(xiàn)膠合，因此必須選擇合適的潤滑油及潤滑方式。蝸桿傳動常用潤滑油的黏度和潤滑方式如表4-14所示。表4-14蝸桿傳動常用潤滑油的黏度和潤滑方式3.2齒輪系1.齒輪系的類型1）定軸輪系（a）平面定軸輪系

（b）空間定軸輪系圖4-42定軸輪系傳動時，各齒輪的幾何軸線相對于機架都處于固定狀態(tài)的齒輪系稱為定軸輪系。定軸輪系3.2齒輪系1.齒輪系的類型1）定軸輪系（a）平面定軸輪系

（b）空間定軸輪系圖4-42定軸輪系傳動時，各齒輪的幾何軸線相對于機架都處于固定狀態(tài)的齒輪系稱為定軸輪系。定軸輪系3.2齒輪系1.齒輪系的類型2）周轉輪系（a）行星輪系

（b）差動輪系圖4-43周轉輪系傳動時，至少有一個齒輪的幾何軸線相對于機架位置不固定的齒輪系稱為周轉輪系。周轉輪系3.