机械设计基础（第4版）课件：其他齿轮结构.pptx

机械设计基础

（第4版）;

其他齿轮传动;其他齿轮机构;1.标准直齿锥齿轮、蜗杆传动几何尺寸计算的能力。

2.蜗杆传动的强度计算能力。;图7-1含空间齿轮传动的传动系统;锥齿轮用于轴线相交的传动，两轴交角Σ可由传动要求确定，常用的轴交角Σ＝90°（图7-2）。锥齿轮的特点是轮齿分布在圆锥面上，轮齿的齿形从大端到小端逐渐缩小。本节仅介绍常用的轴交角Σ＝90°的直齿锥齿轮传动。;直齿齿轮传动的当量齿轮;;图7-4锥齿轮的几何尺寸;由于大端轮齿尺寸大，计算和测量时相对误差小，同时也便于确定齿轮外部尺寸，定义大端参数为标准值。模数m由表7-1查取，压力角α=20°，齿顶高系数han*＝l，顶隙系数cn*＝0.2。

;表7-2标准直齿锥齿轮的几何尺寸计算公式;一对标准直齿锥齿轮的正确啮合条件为：两轮大端的模数和压力角分别相等，即

m1=m2=m

α1=α2=20° （7-2）

;轮齿的受力分析;轮齿的受力分析;;标准直齿锥齿轮传动的强度计算;标准直齿锥齿轮传动的强度计算;锥齿轮的旋转方向判别一般用画图的方法进行，锥齿轮两轮的转向若指向节点，则都指向节点，若背离节点，则都背离节点，箭头标注方法如图所示。;蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，常用于传递空间两垂直交错轴间的运动和动力。通常蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。

按螺旋方向不同，蜗杆可分为右旋和左旋，一般多用右旋。蜗杆的常用头数z1=1～6。;图7-8阿基米德蜗杆传动;蜗杆传动的基本参数;因此，蜗杆传动的正确啮合条件为：蜗杆的轴向参数（脚标a1）与蜗轮的端面参数（脚标t2）分别相等，蜗杆的导程角γ1与蜗轮的螺旋角β2相等，即;表7-3普通蜗杆传动的m与d1的匹配（摘自GB/T10085-1988）;图7-10蜗杆分度圆上螺旋的导程角γ;(4)中心距a

对于普通圆柱蜗杆传动，其中心距尾数应取为O或5mm；标准蜗杆减速器的中心距应取标准值（表7-4）。;(5)蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2蜗杆头数z1的选择与传动比、传动效率及制造的难易程度等有关。对于传动比大或要求自锁的蜗杆传动，常取z1=1；为了提高传动效率，z1可取较大值，??加工难度增加，故常取z1为1、2、4、6。蜗轮齿数z2常在27～80范围内选取。z227的蜗轮加工时会产生根切，z280后，会使蜗轮尺寸过大及蜗杆轴的刚度下降。z1、z：的推荐值可参见表7-5。

蜗杆传动比是蜗轮齿数与蜗杆齿数之比，用i12表示传动比，1为蜗杆，2为蜗轮，计算公式为：

;表7-5各种传动比时推荐的z1、z2值;表7-6普通蜗杆传动几何尺寸的计算公式;蜗杆传动与一般齿轮传动相比，主要特点为：

（1）传动比大，结构紧凑。由于蜗杆的头数很小，所以传动比可以很大。一般情况下，单级蜗杆传动比；在仅传递运动(如分度机构)时，甚至可达到500以上。因此，一对蜗杆传动即可达到多级齿轮传动的传动比，结构紧凑。

（2）传动平稳，无噪声。因为蜗杆齿是连续的螺旋齿，所以蜗杆传动连续、平稳，噪声很小。

（3）具有自锁性。与螺杆机构相似，当蜗杆的导程角小于相啮合轮齿间的当量摩擦角时，蜗杆传动具有自锁性，即只能由蜗杆带动蜗轮转动，而不能由蜗轮作为主动件，带动蜗杆转动。例如起重设备中就常采用可自锁的蜗杆传动来保证生产的安全性。

;（4）传动效率低，摩擦磨损较大。在啮合传动时，蜗杆和蜗轮的轮齿间存在较大的相对滑动速度，因此摩擦损耗大，传动效率低且易发热。一般为0.7～0.8，在蜗杆传动可自锁时，效率低于0.5。因此，蜗杆传动不适于传递大功率的场合。

（5）制造成本高。因为磨损严重，所以蜗轮常须采用价格昂贵的减摩材料(青铜)制造，成本较高。

;;;蜗杆传动的相对滑动速度;蜗杆传动的工作情况与齿轮传动相似，所以其失效形式也与齿轮传动基本相同，包括磨损、胶合、点蚀和轮齿折断等。但由于蜗杆传动中的齿面间存在较大的滑动速度，因此摩擦损耗大。所以，蜗杆传动最易发生的失效形式是胶合和磨损，而轮齿折断则很少发生。另外，由于蜗杆是连续的螺旋齿，而且蜗杆的材料强度比蜗轮高，因此失效一般总发生在蜗轮轮齿上。

根据对蜗杆传动失效形式的分析，蜗杆和蜗轮的材料不仅要求有足够的强度，还应有良好的减摩性、耐磨性和抗胶合能力。生产实践中最常用的材料是用淬硬磨削的钢制蜗杆配青铜蜗轮。具体材料选择可参考