斜齿圆柱齿轮传动.doc

4.8斜齿圆柱齿轮传动 一．斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及啮合特点 直齿轮：直线KK的轨迹－形成直齿轮的齿廓曲面 啮合特点:沿齿宽同时进入或退出啮合。突然加载或卸载，运动平稳性差，冲击、振动和噪音大。 斜齿轮：斜直线KK的轨迹－形成斜齿轮的齿廓曲面→螺旋线渐开面。 啮合特点:接触线长度的变化：短→长→短，同时啮合轮齿对数多，重合度大，加载、卸载过程逐渐进行→传动平稳、冲击、振动和噪音较小，适宜高速、重载传动。 齿面接触线始终与K-K线平行并且位于两基圆的公切面内。 斜齿轮端面齿廓曲线为标准渐开线，相当于直齿圆柱齿轮传动，满足定传动比要求。 βb－基圆柱上的螺旋角，两轮齿螺旋角方向相反。 二．斜齿圆柱齿轮传动的几何参数和尺寸计算 两个螺旋角:基圆柱螺旋角βb，分度圆柱螺旋角β（基本参数） 斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮的根本区别在螺旋角β＞0，由此导致各截面上参数的不同。β的取值：8－12° 术语： 端面―与轴线垂直的平面 法面―与轮齿垂直的平面 βb与分度圆柱螺旋角β的关系 ， 两式相比： 或 ― 端面压力角 Pt 与Pn 的关系 Pt ―端面齿距，Pn ―法面齿距 ，或 齿距与模数的关系为：， 故与的关系为：，或 重要慨念： 1．斜齿圆柱齿轮在端面上具有标准渐开线，故齿轮基本尺寸计算在端面上进行（d、df、da、db、a）。 2．斜齿圆柱齿轮的加工，在垂直于法面上沿齿向进刀，故在法面上具有标准模数、标准压力角、标准齿顶高系数和标准齿顶间隙系数。 端面压力角和法面压力角的关系： （P180） 分度圆直径： 法面上和具有标准值，故： ，， d、df、da、db的计算与直齿圆柱齿轮相同。 中心距： 由上式知，在不改变模数和齿数的条件下，改变分度圆螺旋角，可实现中心距的调整。 一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件 mn1＝mn2 ， (n1 ＝ (n1 外啮合：β1＝－β2 内啮合：β1＝β2 三．斜齿圆柱齿轮的当量齿数和最少齿数 当量齿轮和当量齿数 当量齿数的提出： 1）铣刀加工时的选刀齿数； 2）强度计算需知道法向齿形。 椭圆长半轴： 椭圆短半轴： 曲率半径： 以rn为半径作圆，其上齿形与斜齿轮法面上齿形接近，称该假想的直齿圆柱齿轮为斜齿圆柱齿轮的当量齿轮。rn为当量齿轮的分度圆半径，该齿轮的模数为，其齿数称为当量齿数Zv 代入 ， 不产生根切的最少齿数 直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数 Zmin=17 由，，， 在不产生根切的条件下，斜齿圆柱齿轮Z↓，相同的传动比，斜齿圆柱齿轮机构尺寸↓。 四．斜齿圆柱齿轮轮齿的受力分析 轮齿的受力方向：根据齿轮转向及工作齿侧，可由切向力Ft对齿轮回转中心的力矩与作用在该齿轮上的力矩T构成平衡的关系确定。 法向力Fn，分解为相互垂直三个方向的分力,求解步骤： 切向力Ft 径向力Fr 轴向力Fa 总作用力Fn 由于斜齿圆柱齿轮存在轴向力Fa，故不能采用较大的螺旋角。其支承的设计比直齿圆柱齿轮复杂，需采用角接触轴承（如圆锥滚子轴承），以承受轴向载荷（轴承成对使用）。 采用两螺旋角反向人字形齿轮可抵消轴向力（P184），但加工制造困难。 2