机械基础(高职高专)第三章齿轮传动.ppt

机械基机械基础(高高职高高专)第三章第三章齿轮传动第一节 概述 齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力（平行，相交，空间）是现代机械中应用最广的一种机械传动(汽车 飞机 儿童玩具 手表)。优点：（1）传递动力大(最大可达1105)、效率高（99.5）；（2）寿命长（工作情况良好的可达几年甚至几十年），工作平稳（比链传动平稳的多，链传动工作中有冲击和动载荷，不平稳），工作可靠性高(传递运动准确可靠，恒定的瞬时传动比）；（3）能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动。缺点：（1）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高；（2）不宜作远距离传动。1.1 齿轮传动的特点第一节 概述齿轮传动平面齿轮传动空间齿轮传动直齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动传递相交运动传递交错轴运动内啮合外啮合齿轮齿条内啮合外啮合齿轮齿条直齿斜齿交错轴斜齿轮传动蜗杆涡轮准双曲面齿轮曲线齿人字齿齿轮运动1.2 齿轮传动的分类1.2 齿轮传动的分类常用的齿轮传动种类。常用的齿轮传动种类。1.2.1平行轴传动平行轴传动1.2.2相交轴传动相交轴传动1.2.3 1.2.3 1.2.3 1.2.3 空间（交错空间（交错空间（交错空间（交错)轴传动轴传动轴传动轴传动1.2.1平行轴传动平行轴传动人字齿轮传动人字齿轮传动齿轮齿条传动（斜齿条）齿轮齿条传动（斜齿条）直齿圆锥齿轮传动直齿圆锥齿轮传动曲齿圆锥齿轮传动曲齿圆锥齿轮传动1.2.2相交轴传动相交轴传动1.2.3 1.2.3 空间（交错空间（交错)轴传动轴传动按照轮齿齿廓曲线的不同分为3类：渐开线齿轮 摆线齿轮 圆弧齿轮，其中应用最广的是渐开线齿轮 1.3.渐开线齿轮的齿廓与啮合特性1.3.1渐开线的形成 基圆:以为半径画的一个圆。发生线：渐开线：每个轮齿的齿廓由同一基圆产生的两条对称的渐开线组成1.3.2渐开线的性质 1 1、发生线沿基圆滚过的线段长度等、发生线沿基圆滚过的线段长度等于基圆上被滚过的相应弧长。于基圆上被滚过的相应弧长。2 2、(由于发生线在基圆上作纯滚动由于发生线在基圆上作纯滚动,无无相对滑动相对滑动),),则发生线与基圆的切点则发生线与基圆的切点B B为为渐开线上渐开线上K K点的瞬时速度中心点的瞬时速度中心,发生线发生线是渐开线在是渐开线在K K点的法线点的法线,(,(又由于发生线又由于发生线始终与基圆相切始终与基圆相切)故发生线又是基圆在故发生线又是基圆在B B点的切线点的切线.3 3、(由于切点由于切点B B是渐开线上是渐开线上K K点的瞬时点的瞬时速度中心速度中心),),则则B B点是点是K K点的曲率中心为点的曲率中心为渐开线上渐开线上K K点的曲率半径点的曲率半径.4 4、渐开线的形状只取决于基圆大小。、渐开线的形状只取决于基圆大小。(从形成可看出即大小相等的基圆从形成可看出即大小相等的基圆,渐渐开线形状相同开线形状相同.)(.)(基圆越小基圆越小,渐开线越渐开线越弯曲弯曲,基圆越大基圆越大,渐开线越平直渐开线越平直,当基当基圆半径无穷大时圆半径无穷大时,渐开线成为直线渐开线成为直线.).)5 5、由于发生线始终相切于基圆、由于发生线始终相切于基圆,基圆基圆内无渐开线。内无渐开线。1.3.3 渐开线齿廓的啮合 特性 2、啮合特性 四线合一（啮合线、过啮合点的公法线、基圆的内公切（啮合线、过啮合点的公法线、基圆的内公切线、正压力线四线合一。）线、正压力线四线合一。）1.传动比的表达1-1-小轮小轮 2-2-大轮大轮若不考虑两轮的转向若不考虑两轮的转向,只考虑大小只考虑大小.由于一般为降速，则由于一般为降速，则i i1 1两齿轮的基圆为1、2，过两轮齿廓啮合点K作渐开线的齿廓的法线，由于两齿廓相切，得公法线N1N2，根据渐开线的性质，该公法线必与两基圆相切，即为两基圆的内公切线。公法线是经过啮合点做出的，啮合点在公法线上，而公法线只有一条，故所有的啮合点都在此线上，即啮合线也为此线；齿轮传动时，正压力的作用线必然沿着接触点处的法线方向，即沿公法线方向，故此线又是正压力作用线。（2 2）中心距可分性）中心距可分性 由此得出：渐开线齿轮的传动比等于两由此得出：渐开线齿轮的传动比等于两轮基圆半径的反比。（齿轮一旦加工完轮基圆半径的反比。（齿轮一旦加工完毕，基圆大小确定，传动比就确定，这毕，基圆大小确定，传动比就确定，这使得齿轮对中心距的变化不敏感，在安使得齿轮对中心距的变化不敏感，在安装和使用过程中，安装的误差或者轴承装和使用过程中，安装的误差或者轴承的磨损使得中心距略有变化时，的磨损使得中心距略有变化时，齿轮齿轮的传动比不变。这种性质称为中心距可的传动比不变。这种性质称为中心距可分性）分性）找到啮合线以后，它与连心线O1O2的交点C必是一定点。C点称为节点，分别以圆心为中心，以O1C和O2C为半径作圆，称为节圆。则两个齿轮的啮合传动可看作两个节圆的纯滚动。则它们在C点线速度大小和方向均相同。（3 3）齿轮的传动平稳）齿轮的传动平稳 若不计摩擦，则主动轮齿施加给从动轮齿的力只有正压力，其方向必然是沿着接触点处的法线方向，根据四线合一，即为N1N2线，正压力的方向始终沿此线，齿轮加工安装完毕以后，此方向上的内公切线为一固定直线，故传力方向不变，这一特性对传动的平稳性很有利。第二节 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动2.1 齿轮各部分的名称、符号2.2 齿轮主要参数 2.3 标准直齿圆柱齿轮尺寸2.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动分析2.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮的加工2.6 标准直齿圆柱齿轮设计基础2.7 齿轮常用材料 2.1.齿轮各部分的名称、符号 渐开线直齿圆柱齿轮为例：渐开线直齿圆柱齿轮为例：1)齿顶圆:过所有轮齿顶部所作的圆称为齿顶圆,其直径和半径分别用和表示。2)齿根圆:过轮齿根部所作的圆称为齿根圆,其直径和半径分别用和表示。3)基圆:发生渐开线齿廓的圆称基圆,其直径和半径分别用和表示。4)齿厚:在直径为的任一圆周上,一个轮齿两侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿厚,用s表示。5)齿槽宽:（相邻轮齿之间的空间称为齿槽。）在直径为的圆周上,齿槽两侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿槽宽,用e表示。6)齿距:在直径为的圆周上,相邻两齿同侧齿廓之间的弧长称为该圆上的齿距,用p表示,。（引入齿数Z：齿轮整个圆周上轮齿的总数）7)分度圆:标准齿轮上齿厚和齿槽宽相等的圆称为齿轮的分度圆，直径用d表示。注意：分度圆上的参数不带下标，即为直径d、半径r、模数m、压力角、齿距P、齿槽宽e、齿厚s，则注意：每个齿轮有且仅有1个分度圆，在分度圆上，模数是定值，压力角为20。压力角：渐开线上各点的压力角是不同的,通常所说的压力角指分度圆上的压力角,用表示。国家标准规定齿轮分度圆压力角为标准值=20。9)齿根高:分度圆和齿根圆之间的径向距离称为齿根高,用表示。显然()/2。10)全齿高:齿顶圆和齿根圆之间的径向距离称为全齿高,用h表示。显然。11)宽度：沿齿轮轴线的长度称为齿宽,用b表示。8)齿顶高：齿顶圆和分度圆之间的径向距离称为齿顶高,用表示。显然()/2。(2)分度圆上的模数：(3)分度圆的直径为：(4)分度圆的齿距p为：m2.2 2.2 齿轮的主要参数齿轮的主要参数(1)整个齿轮圆周上轮齿的总数称为齿数，z。2.2.1 2.2.1 主要参数主要参数 1.齿顶高系数*：规定齿顶高*m2.顶隙系数c*：顶隙（为了不卡死和储油，两轮齿径向留间隙，称为顶隙。）规定齿根高 (*)m *m则:全齿高：(2*)m3.标准齿轮：模数、压力角、齿顶高系数和顶隙系数均为标准值，且分度圆上的齿厚等于齿槽宽的齿轮。2.2.2 2.2.2 几个系数：几个系数：我国标准规定：正常齿制：*=1，c*=0.25短齿制：*=0.8，c*=0.3则由m 2=22.3.2.3.标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算2.3.2.3.标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算2.4.2.4.渐开线标准直齿圆柱齿轮的传动渐开线标准直齿圆柱齿轮的传动1.正确啮合是指两轮齿既不卡死又不产生侧向间隙。2.要使两齿轮正确啮合，则两齿轮上相邻两齿同侧齿廓在啮合线上的长度必须相等,否则就会出现两轮齿廓分离或重叠的情况，即产生侧向间隙或卡死。2.4.1 渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件两齿轮正确啮合条件为：两齿轮的模数和压力角分别相等。m12a122.4.1 渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件2.4.2 渐开线齿轮连续传动的条件 2.4.2.1一对轮齿啮合过程轮齿啮合从主动轮的齿根部分某点推动从动轮的齿顶开始，故起始啮合点为从动轮的齿顶圆与啮合线N1N2的交点B2。啮合点沿N1N2向N2方向移动,同时在主动轮齿廓上由齿根向齿顶移动,在从动轮齿廓上由齿顶向齿根移动;轮齿啮合到主动轮的齿顶推动从动轮的齿根处某点结束，故终止啮合点为主动轮的齿顶圆与啮合线N1N2的交点B1。起始啮合点：继续啮合:终止啮合点：实际啮合线 理论啮合线 2.4.2.2 2.4.2.2 连续传动条件连续传动条件1.要求：前一对轮齿脱离啮合时，后一对轮齿必须已经进入啮合 或刚刚进入啮合2.重合度的定义3.齿轮传动的连续性条件：5.重合度的意义：重合度不仅是齿轮传动的连续性条件，而且是衡量齿轮承载能力和传动平稳性的重要指标。4.重合度的含义：举例:在齿轮转过一个基圆齿距的时间内，有30%的时间是双齿啮合，70%的时间是单齿啮合。由于制造或安装误差的影响，要求1，通常取1.11.4）非标准安装：安装中心距不等于标准中心距。（分度圆和节圆不重合）2.4.3 标准安装含义：含义：(以外啮合为例）分度圆与节圆重合的安装。以外啮合为例）分度圆与节圆重合的安装。（即无侧隙安装）（即无侧隙安装）标准中心距：标准安装时的中心距。标准中心距：标准安装时的中心距。注意：分度圆和压力角是单个齿轮具有的。节圆和啮合角是两个齿轮啮合时才出现的。标准安装时，分度圆和节圆重合，压力角和啮合角相等。2.5 2.5 渐开线齿轮的加工渐开线齿轮的加工2.5.1 2.5.1 齿轮加工方法：铸造法、模锻法、热齿轮加工方法：铸造法、模锻法、热轧法冲法、粉末冶金法、切削加工法等。轧法冲法、粉末冶金法、切削加工法等。切削加工法（最常用的）：切削加工法（最常用的）：一、仿形法一、仿形法 二、范成法二、范成法 一、仿形法 1、加工方法:仿形法是在普通铣床上用轴向剖面形状与被切齿轮齿槽形状完全相同的铣刀切制齿轮的方法，如图所示。铣完一个齿槽后，分度头将齿坯转过3600，再铣下一个齿槽，直到铣出所有的齿槽。（指状 盘状)齿坯：作轴向移动齿坯：作轴向移动铣刀：作旋转运动铣刀：作旋转运动铣完一个齿槽后，分度头将齿坯转过铣完一个齿槽后，分度头将齿坯转过36002.2.特点：仿形法加工方便易行，但精度难以保证。特点：仿形法加工方便易行，但精度难以保证。欲加工精确齿廓，对模数和压力角相同的、齿数不同的齿轮，欲加工精确齿廓，对模数和压力角相同的、齿数不同的齿轮，应采用不同的刀具，而这在工程实际中是不可能的。生产中应采用不同的刀具，而这在工程实际中是不可能的。生产中通常用同一号铣刀切制同模数、不同齿数的齿轮，故齿形通通常用同一号铣刀切制同模数、不同齿数的齿轮，故齿形通常是近似的。表中列出了常是近似的。表中列出了1-81-8号圆盘铣刀加工齿轮的齿数范围。号圆盘铣刀加工齿轮的齿数范围。3.3.应用应用:适于修配或单件生产。（因其为间断切削，生产率低。）适于修配或单件生产。（因其为间断切削，生产率低。）二、范成法 1、加工方法:利用一对齿轮无侧隙啮合时两轮的齿廓互为包络线的原理加工齿轮的。加工时刀具与齿坯的运动就像一对互相啮合的齿轮，最后刀具将齿坯切出渐开线齿廓。范成法切制齿轮常用的刀具有三种：（1）齿轮插刀 是一个齿廓为刀刃的外齿轮；（2）齿条插刀 是一个齿廓为刀刃的齿条；（又叫梳齿刀）方法:插刀沿轮坯的轴线方向往复移动且转动，轮坯以一定的角速度回转。特点：间断切削，生产率不高。方法：轮坯和滚刀以一定的角速比回转。特点：连续切削，生产率高。（3）齿轮滚刀 像梯形螺纹的螺杆，轴向剖面齿廓为精确的直线齿廓，即齿条，滚刀转动时相当于齿条在移动。可以实现连续加工，生产率高。2.特点:用范成法加工齿轮时，只要刀具与被切齿轮的模数和压力角相同不论被加工齿轮的齿数是多少，都可以用同一把刀具来加工，这给生产带来了很大的方便，因此展成法得到了广泛的应用。3.应用：因生产效率高，精度高，广泛用于批量生产。2.5.2根切现象根切现象用范成法加工齿轮时，被加工齿轮齿根附近的渐开线齿廓被切去一部分的现象称为根切。1.1.根切的后果：根切的后果：削弱轮齿的抗弯强度；削弱轮齿的抗弯强度；使重合度使重合度下降。下降。（对于标准齿轮，是用限制最少（对于标准齿轮，是用限制最少齿数的方法来避免根切的。）齿数的方法来避免根切的。）2.2.标准齿轮不发生根切的最少齿数：标准齿轮不发生根切的最少齿数：2*/2 2*/2 取取=20=20，*=1*=1，得：，得：1717若被加工的齿轮的齿数若被加工的齿轮的齿数Z Z，要不发生根切，常采用，要不发生根切，常采用变位齿轮。变位齿轮。2.6 齿轮的失效形式及设计准则 对一般工况下的齿轮传动，其设计准则是：保证足够的齿根弯曲疲劳强度，以免发生齿根折断。保证足够的齿面接触疲劳强度，以免发生齿面点蚀。对高速重载齿轮传动，除以上两设计准则外，还应按齿面抗胶合能力的准则进行设计。设计准则齿轮的材料及其选择原则2.7.1 对齿轮材料性能的要求 齿轮的齿体应有较高的抗折断能力，齿面应有较强的抗点蚀、抗磨损和较高的抗胶合能力，即要求：齿面硬、芯部韧、加工工艺性能及热处理性能良好。齿轮材料选用的基本原则 齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、寿命、可靠性、经济性等；应考虑齿轮尺寸大小，毛坯成型方法及热处理和制造工艺；钢制软齿面齿轮，其配对两轮齿面的硬度差应保持在3050HBS或更多。钢：许多钢材经适当的热处理或表面处理，可以成为常用的齿轮材料；铸铁：常作为低速、轻载、不太重要的场合的齿轮材料；非金属材料：适用于高速、轻载、且要求降低噪声的场合。2.7 2.7 齿轮的常用材料齿轮的常用材料2.7.2 常用的齿轮材料 扩展：齿轮传动的润滑齿轮传动时，相啮合的齿面间有相对滑动，因此就要发齿轮传动时，相啮合的齿面间有相对滑动，因此就要发生摩擦和磨损，增加动力消耗，降低传动效率，特别是高速传生摩擦和磨损，增加动力消耗，降低传动效率，特别是高速传动，就更需要考虑齿轮的润滑。动，就更需要考虑齿轮的润滑。轮齿啮合面间加注润滑剂，可以避免金属直接接触，减少轮齿啮合面间加注润滑剂，可以避免金属直接接触，减少摩擦损失，还可以散热及防锈蚀。因此，对齿轮传动进行适当摩擦损失，还可以散热及防锈蚀。因此，对齿轮传动进行适当的润滑，可以大为改善齿轮的工作状况，且保持运转正常及预的润滑，可以大为改善齿轮的工作状况，且保持运转正常及预期的寿命期的寿命齿轮传动的润滑一、润滑剂的选择一、润滑剂的选择齿轮传动常用的润滑剂为润滑油或润滑脂。最常用的是润齿轮传动常用的润滑剂为润滑油或润滑脂。最常用的是润滑油。滑油。1.1.润滑脂主要用于不易加油或低速开式齿轮传动的场合。润滑脂主要用于不易加油或低速开式齿轮传动的场合。（润滑脂是在润滑油中加入稠化剂形成的脂状润滑剂，又（润滑脂是在润滑油中加入稠化剂形成的脂状润滑剂，又称黄油或干油，流动性小，不易流失，但摩擦损耗大，故称黄油或干油，流动性小，不易流失，但摩擦损耗大，故用于不易加油或低速。）用于不易加油或低速。）2.2.润滑油选用时，应根据齿轮的工作情况（转速高低、载润滑油选用时，应根据齿轮的工作情况（转速高低、载荷大小、环境温度等），选择润滑剂的粘度、牌号。荷大小、环境温度等），选择润滑剂的粘度、牌号。二、齿轮传动的润滑方式1、开式及半开式齿轮传动，或速度较低的闭式齿轮传动，通常用人工周期性加油润滑，所用润滑剂为润滑油或润滑脂。2、通用的闭式齿轮传动，其润滑方法根据齿轮的圆周大小而定。1）当齿轮的圆周速度v12时，应采用喷油润滑（右图），即由油泵或中心油站以一定的压力供油，借喷嘴将润滑油喷到轮齿的啮合面上。3）当v25时，喷嘴位于轮齿啮入边或啮出边均可；4）当v25时，喷嘴应位于轮齿啮出的一边，以便借润滑油及时冷却刚啮合过的轮齿，同时亦对轮齿进行润滑。1.已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮3，z1=19，z2=41，试计算这对齿轮的分度圆直径、中心距。解：两齿轮分度圆直径：d11=319=57 2.已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮的标准中心距160，齿数z1=202=60，求模数和分度圆直径。作业 d22=341=123中心距：(d12)/2=(57+123)/2=903.已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮的齿数25，齿顶圆直径135，求该齿轮的模数。*4.今测得一标准齿轮齿顶圆直径208,齿根圆直径172,齿数Z24，试求该齿轮的模数与齿顶高系数、分度圆的齿厚。解：全齿高：()/2=(208-172)/2=9 齿顶高系数*=1,顶隙系数c*=0.25,则分度圆的齿厚2=3.141594/2=6.283解：因正常齿制的齿顶高系数为1，(2)=135 该齿轮的模数 135/(2)=135/(25+2)=5*5已测得一个标准齿轮的参数为：Z122，齿顶圆直径1=240，另一个标准齿轮为：Z298，全齿高22.5，试判断这两个齿轮能否正确啮合传动？解：齿轮1：齿轮2：两齿轮模数相等，压力角相等。故能正确啮合。*6.已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮的标准中心距360，传动比3，模数10，试求两轮的齿数与分度圆直径。解：由 分度圆直径11=1018=180 ,D22=1054=54 得两轮的齿数:Z21=318=54 作业3.1 3.1 斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动3.2 3.2 圆锥齿轮传动圆锥齿轮传动3.3 3.3 蜗杆传动蜗杆传动 第三节 其他齿轮传动 3.1 斜齿圆柱齿轮传动 3.1.1 齿廓曲面的形成和啮合特点 1.齿廓曲面的形成:圆柱齿轮是有一定宽度的，因此轮齿的齿廓沿轴线方向形成一曲面。3.1 斜齿圆柱齿轮传动 3.1.1 齿廓曲面的形成和啮合特点(1).(1).直齿轮轮齿渐开线曲面直齿轮轮齿渐开线曲面:发生面与基圆柱相切于母线，当发生面与基圆柱相切于母线，当平面沿基圆柱作纯滚动时，其上平面沿基圆柱作纯滚动时，其上与母线平行的直线在空间所走过与母线平行的直线在空间所走过的轨迹即为渐开线曲面，的轨迹即为渐开线曲面，（2 2）.斜齿圆柱齿轮齿廓曲面斜齿圆柱齿轮齿廓曲面:发生面沿基圆柱作纯滚动时，其发生面沿基圆柱作纯滚动时，其上与母线成一倾斜角上与母线成一倾斜角bb的斜直线的斜直线在空间所走过的轨迹为渐开线螺在空间所走过的轨迹为渐开线螺旋面，该螺旋面即为斜齿圆柱齿旋面，该螺旋面即为斜齿圆柱齿轮齿廓曲面轮齿廓曲面.b.b称为基圆柱上的称为基圆柱上的螺旋角。螺旋角。2.啮合特点(1).直齿圆柱齿轮啮合时:齿面的接触线均平行于齿轮轴线。因此轮齿是沿整个齿宽同时进入啮合、同时脱离啮合的，载荷沿齿宽突然加上及卸下。因此直齿轮传动的平稳性较差，容易产生冲击和噪声，不适合用于高速和重载的传动中。(2).斜齿圆柱齿轮啮合时:斜齿轮的齿廓是逐渐进入啮合、逐渐脱离啮合的。如图所示，斜齿轮齿廓接触线的长度由零逐渐增加，又逐渐缩短，直至脱离接触，载荷也不是突然加上或卸下的，因此斜齿轮传动工作较平稳。3.1.2 斜齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算 斜齿轮的轮齿为螺旋形，在垂直于齿轮轴线的端面（下标以t表示）和垂直于齿廓螺旋面的法面（下标以n表示）上有不同的参数（端面参数和法面参数）。斜齿轮的端面是标准的渐开线，但从斜齿轮的加工和受力角度看，斜齿轮的法面参数应为标准值。1.螺旋角 斜齿轮分度圆柱面展开图，螺旋线展开成一直线，该直线与轴线的夹角称为斜齿轮在分度圆柱上的螺旋角，简称斜齿轮的螺旋角。意义：表示轮齿的倾斜程度大小：各圆柱的螺旋角不同，一般提到的是分度圆柱上的螺旋角（越大，重合度越大，但啮合时产生轴向力也越大)故常取8-20旋向：左旋，右旋（沿轴向轮齿向哪侧上升）2.2.模数模数3.压力角4、斜齿轮的几何尺寸计算 1、斜齿轮端面参数带入直齿轮的计算公式2、斜齿轮传动可通过在一定范围内调整螺旋角的大小来凑配中心距3.2 圆锥齿轮传动3.2.1圆锥齿轮概述：圆锥齿轮机构是用来传递空间两相交轴之间运动和动力的一种齿轮机构，其轮齿分布在圆锥体上，齿形从大端到小端逐渐变小。圆柱齿轮中的有关圆柱均变成了圆锥。为计算和测量方便，通常取大端参数为标准值。一对圆锥齿轮两轴线间的夹角称为轴角。其值可根据传动需要任意选取，在一般机械中，多取90。3.2 圆锥齿轮传动 圆锥齿轮（按齿形不同）直齿圆锥齿轮：斜齿圆锥齿轮：曲齿圆锥齿轮：由于设计、制造、安装方便，应用最广介于两者之间，传动较平稳，设计较简单传动平稳、承载能力强，用于高速，重载传动3.2.2 种类直齿圆锥齿轮曲齿圆锥齿轮3.2.3 锥齿轮的齿廓曲线、背锥和当量齿数1、直齿圆锥齿轮齿廓的形成 如图，一个圆平面S与一个基圆锥切于直线，圆平面半径与基圆锥锥距 R 相等，且圆心与锥顶重合。当圆平面绕圆锥作纯滚动时，该圆平面上直线在空间运动的轨迹所形成的渐开线曲面即为圆锥齿轮的齿廓曲面。由于发生面上C点所产生的渐开线位于以O 为中心、锥距 R 为半径的球面上，故此渐开线又称为球面渐开线。直齿圆锥齿轮传动的基本参数及几何尺寸是以轮齿大端为标准的。规定锥齿轮大端模数与压力角为标准值。3.2.4基本参数和正确啮合条件正确啮合条件：圆锥齿轮大端的模数和压力角分别相等，且锥距相等，锥顶重合3.3 蜗杆传动3.3.1 蜗杆传动的特点 蜗杆传动广泛应用于各种机械设备和仪表中，常用于减速且蜗杆为主动件，轴交角为90的场合。蜗杆传动由蜗杆、蜗轮和机架组成，用于传递空间两交错轴间的运动和动力。1、蜗杆传动的最大特点是结构紧凑、传动比大。2、传动平稳、噪声小。3、可制成具有自锁性的蜗杆。4、蜗杆传动的主要缺点是效率较低。5、蜗轮的造价较高。3.3.1 蜗杆传动的特点 3.3.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 在中间平面内蜗杆与蜗轮的啮合就相当于渐开线齿条与齿轮的啮合。在蜗杆传动的设计计算中，均以中间平面上的基本参数和几何尺寸为基准。中间平面：包含蜗杆轴线并垂直蜗轮轴线的平面称为中间平面。1.模数m和压力角a蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆的轴面模数、压力角应与蜗轮的端面模数、压力角相等，即 1=2=m 1=2=203.3.2.1 蜗杆传动的主要参数及其选择3.3.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 式中 、为标准值。型蜗杆 ，、型蜗杆的法向压力角 。2.蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀配对加工而成的，为了限制滚刀的数目，国家标准对每一标准模数规定了一定数目的标准蜗杆分度圆直径d1。3.蜗杆的头数z1、蜗轮齿数z2和传动比 i较少的蜗杆头数（如：单头蜗杆）可以实现较大的传动比，但传动效率较低；蜗杆头数越多，传动效率越高，但蜗杆头数过多时不易加工。通常蜗杆头数取为1、2、4、6。蜗轮齿数主要取决于传动比，即z2=i z1。z2不宜太小（如z226)，否则将使传动平稳性变差。z2也不宜太大，否则在模数一定时，蜗轮直径将增大，从而使相啮合的蜗杆支承间距加大，降低蜗杆的弯曲刚度。3.3.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 3.3.2.2 蜗杆传动的几何尺寸计算标准中心距径向间隙蜗轮螺旋角蜗杆导程角齿根圆直径齿顶圆直径齿根高齿顶高分度圆直径蜗轮蜗杆计算公式符号名称3.3.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 3.3.2.3 蜗杆、蜗轮的结构1.蜗杆的结构蜗杆螺旋部分的直径不大，所以常和轴做成一个整体。当蜗杆螺旋部分的直径较大时，可以将轴与蜗杆分开制作。无退刀槽，加工螺旋部分时只能用铣制的办法。有退刀槽，螺旋部分可用车制，也可用铣制加工，但该结构的刚度 较前一种差。3.3.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 2.蜗轮的结构为了减摩的需要，蜗轮通常要用青铜制作。为了节省铜材，当蜗轮直径较大时，采用组合式蜗轮结构，齿圈用青铜，轮芯用铸铁或碳素钢。常用蜗轮的结构形式如下：整体式蜗轮齿圈式蜗轮镶铸式蜗轮螺栓联接式蜗轮3.3.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 3.3.3.1 蜗杆传动的失效形式及设计准则蜗杆传动齿轮的受力情况与齿轮传动基本相同，故蜗杆传动的失效形式也与齿轮传动相似。但由于蜗杆传动齿面间具有很大的滑动速度，同时，传动效率低，发热量大，因此，蜗杆传动的主要失效形式是胶合和磨损。闭式蜗杆传动以胶合为主要失效形式，开式蜗杆传动主要是齿面磨损。1.失效形式3.3.3 蜗杆传动的材料选择 3.3.3.2 蜗杆和蜗轮的材料选择蜗杆常用材料为碳钢或合金钢。高速重载的蜗杆常用15、20渗碳淬火，或45钢、40淬火。低速中轻载的蜗杆可用45钢调质。蜗轮常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝青铜、灰铸铁等。根据蜗杆传动的失效特点，蜗杆副材料不但应具有足够的强度，而且还应具有良好的减磨性和抗胶合性能。实践证明，较理想的蜗杆副材料是磨削淬硬的钢制蜗杆匹配青铜蜗轮。endend谢谢