下册 第一篇 第五章 齿轮传动

1、 第第5章章 齿轮传动齿轮传动Machinery FoundationMachinery Foundation 第一篇第一篇 机构及机械零件基础机构及机械零件基础 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动齿轮机构是现代机械中应用最为广泛的一种传动机构，可以齿轮机构是现代机械中应用最为广泛的一种传动机构，可以用来传递空间任意两轴间的运动和动力。传动准确、平稳、用来传递空间任意两轴间的运动和动力。传动准确、平稳、机械效率高、寿命长、工作安全可靠。机械效率高、寿命长、工作安全可靠。 1. 1. 概述概述 1. 1. 概述概述1. 1. 概述概述 齿轮机构是现代机械中应齿轮机构是

2、现代机械中应用最广泛的一种传动机构，与用最广泛的一种传动机构，与其它传动机构相比，齿轮机构其它传动机构相比，齿轮机构的优点是：结构紧凑，工作可的优点是：结构紧凑，工作可靠，效率高，寿命长，能保证靠，效率高，寿命长，能保证恒定的传动比，而且其传递的恒定的传动比，而且其传递的功率与适用的速度范围大。但功率与适用的速度范围大。但是其制造安装费用较高，低精是其制造安装费用较高，低精度齿轮传动的振动噪声较大。度齿轮传动的振动噪声较大。 齿轮机构是通过一对对齿面的依次啮合来传递两轴齿轮机构是通过一对对齿面的依次啮合来传递两轴之间的运动和动力的，根据一对齿轮实现传动比的情况，它之间的运动和动力的，根据一对齿

3、轮实现传动比的情况，它可以分为可以分为定传动比定传动比和和变传动比齿轮变传动比齿轮机构。机构。本章仅讨论实现定传动比的圆形齿轮机构。本章仅讨论实现定传动比的圆形齿轮机构。1. 1. 概述概述 传递运动准确可靠传递运动准确可靠 传动效率高，使用寿命长传动效率高，使用寿命长 适应的载荷和速度范围广适应的载荷和速度范围广 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动 制造和安装要求精度较高制造和安装要求精度较高 两轴相距较远时机构庞大，不适宜用两轴相距较远时机构庞大，不适宜用 在远距离传动的场合。在远距离传动的场合。1. 1. 概述概述 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动2. 2. 齿轮传动的类型齿轮传动的类型u 两

4、齿轮轴线平行的圆柱齿轮传动两齿轮轴线平行的圆柱齿轮传动u 两齿轮轴线相交的两齿轮轴线相交的 锥齿轮传动锥齿轮传动u 两齿轮轴线相错的齿轮传动两齿轮轴线相错的齿轮传动 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动2. 2. 齿轮传动的类型齿轮传动的类型两齿轮轴线平行的圆柱齿轮传动两齿轮轴线平行的圆柱齿轮传动轮齿相对轴线方向轮齿相对轴线方向啮合情况啮合情况齿轮与齿条传动齿轮与齿条传动直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动平行轴斜齿圆柱齿轮传动平行轴斜齿圆柱齿轮传动人字齿轮传动人字齿轮传动外齿轮外齿轮传动传动内齿轮内齿轮传动传动齿轮与齿条传动齿轮与齿条传动 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动两齿轮轴线相交的锥齿轮传动两齿轮

5、轴线相交的锥齿轮传动两齿轮轴线相错的齿轮传动两齿轮轴线相错的齿轮传动交错轴斜齿轮传动交错轴斜齿轮传动蜗杆蜗轮蜗杆蜗轮传动传动曲齿锥齿轮传动曲齿锥齿轮传动直齿锥齿轮传动直齿锥齿轮传动 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动 开式齿轮传动开式齿轮传动 闭式齿轮传动闭式齿轮传动 渐开线齿轮传动渐开线齿轮传动 摆线齿轮传动摆线齿轮传动 圆弧齿轮传动圆弧齿轮传动2. 2. 齿轮传动的类型齿轮传动的类型 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动（一）齿廓啮合的基本定律（一）齿廓啮合的基本定律当一对齿廓当一对齿廓在啮合过程在啮合过程中交点中交点P位位置不变时，置不变时，瞬时传动比瞬时传动比为定值。为定值。12齿廓齿廓1齿廓齿

6、廓2 2o o2 2o o1 1Ppv第二节第二节 齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律任意齿廓的两齿轮啮合时，其任意齿廓的两齿轮啮合时，其瞬时角速度的比值等于齿廓接瞬时角速度的比值等于齿廓接触点公法线将其中心距分成两触点公法线将其中心距分成两段长度的反比。段长度的反比。12齿廓齿廓1齿廓齿廓2 2o o2 2o o1 1PPOPOi122112 pvpopovp2211 （一）齿廓啮合的基本定律（一）齿廓啮合的基本定律（二）渐开线的形成及其特性（二）渐开线的形成及其特性 渐开线的形成渐开线的形成 当一条动直线（发生线），沿着当一条动直线（发生线），沿着一个固定的圆（基圆）作纯滚动时，一个固定的圆

7、（基圆）作纯滚动时，动直线上任意一点动直线上任意一点K的轨迹称为该圆的轨迹称为该圆的渐开线。的渐开线。 如右图所示，如右图所示，AK为圆的渐开线为圆的渐开线，展开线展开线BK成为发生线成为发生线，对应半径，对应半径rb的的圆称为渐开线的圆称为渐开线的基圆基圆。 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动KArb发生线发生线渐开线渐开线基圆基圆Kr rb b基圆半径；基圆半径；KK渐开线发生线；渐开线发生线；K K渐开线上渐开线上K K点的展角点的展角，BBK=AB 渐开线上的任意一点渐开线上的任意一点K K的法线必与基圆相的法线必与基圆相切。切。 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动 渐开线特性渐开线特性1 1

8、）发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上）发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长；被滚过的弧长； 渐开线上离基圆越远点，其压力角越大。渐开线上离基圆越远点，其压力角越大。基圆上：基圆上：曲率半径？曲率半径？压力角？压力角？KArb发生线发生线渐开线渐开线基圆基圆KBB1K1aKOaKcosacosak k=r=rb b/OK/OK 基圆内无渐开线。基圆内无渐开线。 基圆越大，渐开线越平坦。基圆越大，渐开线越平坦。 渐开线特性渐开线特性渐开线的齿廓，就是由同一基渐开线的齿廓，就是由同一基圆上两条相反的渐开线构成。圆上两条相反的渐开线构成。齿廓的构成齿廓的构成12122112bbrrPOPOi 1

9、、齿轮各部分的名称齿轮各部分的名称 pnpnrhahfhrbOBprapbseskekrfpk第五章第五章 齿轮传动齿轮传动2、主要参数、主要参数齿数齿数z模数模数m分度圆分度圆周长：周长： d=zp人为规定：人为规定： m=p/标准标准 d=mz， r = mz/2m=4 z=16m=2 z=16m=1 z=16pnrrbOprapbserf便于制造便于制造、检验和互换使用，检验和互换使用，国标国标GB1357-87GB1357-87规定了规定了标准模数系列。标准模数系列。 0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.5 0.4 0.5 0.6 0.8第一系列第一系列 1 1.25 1

10、.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 0.35 0.7 0.9 1.75 2.25 2.75 (3.25) 3.5 (3.75) 第二系列第二系列 4.5 5.5 (6.5) 7 9 (11) 14 18 22 28 (30) 36 45标准模数系列表（标准模数系列表（GB135787）对于分度圆大小相同的齿轮，如果对于分度圆大小相同的齿轮，如果不同，则基圆大小不同，则基圆大小将不同，因而其齿廓形状也不同。将不同，因而其齿廓形状也不同。规定标准值：分度园规定标准值：分度园20某些场合采用某些场合采用14.5、15、22.5、25由由d=mz知：知

11、：m和和z一定时，一定时，分度圆是一个大小唯一确定的圆。分度圆是一个大小唯一确定的圆。称称 m、z、为渐开线齿轮的三个基本参数为渐开线齿轮的三个基本参数。3.齿轮各部分尺寸的计算公式：齿轮各部分尺寸的计算公式：pnrfrhfhrbOrapbNseha标准齿轮：标准齿轮：m 、ha* 、c* 取标准值，且取标准值，且e=s的齿轮。的齿轮。一、渐开线直齿轮啮合过程一、渐开线直齿轮啮合过程 N1N2O1rb1Prb22 21 1O2ra1ra2B2B1N2N1第五章第五章 齿轮传动齿轮传动 p = p cos=bm1 = m2 = m1 = 2 = 可导出正确啮合条件：可导出正确啮合条件： 一对渐开

12、线齿轮正确啮合条件一对渐开线齿轮正确啮合条件m cospm1 cos1pm2 cos2p= 要使进入啮合区内的各对齿轮都能正确地进入啮合，两齿轮的相邻两齿同要使进入啮合区内的各对齿轮都能正确地进入啮合，两齿轮的相邻两齿同侧齿廓间的法向距离应相等：侧齿廓间的法向距离应相等： pb1= pb2结论：一对渐开线齿轮的正确啮合条结论：一对渐开线齿轮的正确啮合条件是它们件是它们模数和压力角应分别相等。模数和压力角应分别相等。rb2r2O2rb1r1O11 12 2PN1N2B2B1Machinery Foundation（二）渐开线齿轮连续传动的条件（二）渐开线齿轮连续传动的条件为保证齿轮能够连续传动，

13、为保证齿轮能够连续传动，要求实际啮合线长度必须要求实际啮合线长度必须大于基圆齿距，即：大于基圆齿距，即： B1B2Pb =实际啮合线长度实际啮合线长度/基圆齿距基圆齿距 =B2B1/Pb1式中，式中，为重合度。为重合度。第五章第五章 齿轮传动齿轮传动四、渐开线齿轮机构连续传动的条件四、渐开线齿轮机构连续传动的条件为保证连续传动，要求：为保证连续传动，要求：实际啮合线段实际啮合线段B1B2pb (齿轮的法向齿距齿轮的法向齿距)，即：即： B1B2/pb1 令令= B1B2/pb 为一对齿轮的重合度为一对齿轮的重合度一对齿轮的连续传动条件是：一对齿轮的连续传动条件是： 的推荐值：的推荐值：使用场合

14、使用场合 一般机械制造业一般机械制造业 汽车拖拉机汽车拖拉机 金属切削机床金属切削机床 1.4 1.11.2 1.31aa212O1O2rrrrN2PN1BB121bb2a12a= B1B2/pb 1 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动（三）渐开线齿轮传动的可分性（三）渐开线齿轮传动的可分性一对标准齿轮安装的中心距即标准中心距为：一对标准齿轮安装的中心距即标准中心距为： a=（d1+d2）/2=（d1+d2）/2=m(z1+z2)/2 可行性：齿轮加工后基圆已经确定，可行性：齿轮加工后基圆已经确定，即使因制造和安装误差等原因，引起实际中心距与标准中即使因制造和安装误差等原因，引起实际中心距与标准中

15、心距之间有些偏差，也不会影响两轮的传动比的特性。心距之间有些偏差，也不会影响两轮的传动比的特性。第五节第五节 渐开线齿轮的加工渐开线齿轮的加工一、渐开线齿轮的加工原理一、渐开线齿轮的加工原理齿轮加齿轮加工方法工方法产生齿形误差和分度误差，产生齿形误差和分度误差，精度较低，加工不连续，生精度较低，加工不连续，生产效率低。适于单件生产。产效率低。适于单件生产。仿形法仿形法范成法范成法(展成法、共轭法、展成法、共轭法、包络法包络法)一种模数只需要一把刀具一种模数只需要一把刀具连续切削，生产效率高，连续切削，生产效率高，精度高，用于批量生产。精度高，用于批量生产。仿形法铣削仿形法铣削盘铣刀加工盘铣刀加

16、工铣削刀具铣削刀具渐开线齿轮齿槽形状相同的成形铣刀直接切削出齿渐开线齿轮齿槽形状相同的成形铣刀直接切削出齿轮齿形的加工方法轮齿形的加工方法指状铣刀指状铣刀盘形铣刀盘形铣刀切切削削 进给进给指状铣刀加工指状铣刀加工第五节第五节 渐开线齿轮的加工渐开线齿轮的加工一、渐开线齿轮的加工原理一、渐开线齿轮的加工原理 展成法展成法利用齿轮啮合原理来切削轮齿轮廓的。利用齿轮啮合原理来切削轮齿轮廓的。齿轮插齿加工轮齿齿轮插齿加工轮齿齿条插齿加轮齿齿条插齿加轮齿齿轮滚刀加工轮齿齿轮滚刀加工轮齿分类分类 齿轮与齿轮啮合或齿轮与齿条啮合齿轮与齿轮啮合或齿轮与齿条啮合时，其齿廓互为共轭的包络线时，其齿廓互为共轭的包络

17、线展展插齿插齿滚齿滚齿l 齿轮形插刀齿轮形插刀l 齿条形插刀齿条形插刀l 滚刀滚刀 利用一对齿轮啮合原理来加工齿廓，其一个齿轮（或齿条）利用一对齿轮啮合原理来加工齿廓，其一个齿轮（或齿条）作为刀具，另一个齿轮则为被切齿轮毛坯，刀具的一系列刀痕作为刀具，另一个齿轮则为被切齿轮毛坯，刀具的一系列刀痕轨迹将被切齿轮毛坯包络出齿轮的齿廓。轨迹将被切齿轮毛坯包络出齿轮的齿廓。共轭齿廓互为包络线共轭齿廓互为包络线。 展成法展成法范成法加工渐开线齿轮的方法范成法加工渐开线齿轮的方法齿轮形插刀插齿齿轮形插刀插齿 用齿轮插刀加工齿轮时，齿用齿轮插刀加工齿轮时，齿轮插刀的轮插刀的节圆节圆与被加工齿轮与被加工齿轮的

18、的节圆节圆相切并作纯滚动，这相切并作纯滚动，这种运动称为范成运动。种运动称为范成运动。展成运动 切削运动 进给运动让刀运动0、z0为刀具的角速度和齿数，为刀具的角速度和齿数，、z为被加工齿轮的角速度和齿数为被加工齿轮的角速度和齿数齿条形插刀插齿齿条形插刀插齿 齿条刀切制齿轮齿条刀切制齿轮V V刀刀 范成运动范成运动 切削运动切削运动进给运动进给运动让刀运动让刀运动 齿条刀具的节线与被加工齿轮的分度圆相切并作纯滚动，齿条刀具的节线与被加工齿轮的分度圆相切并作纯滚动，这种运动称为范成运动。这种运动称为范成运动。齿条刀具移动速齿条刀具移动速度度v与齿轮的分度与齿轮的分度圆线速度相等圆线速度相等滚刀切

19、制齿轮滚刀切制齿轮滚刀加工齿轮滚刀加工齿轮滚刀滚刀1 1 被加工齿轮被加工齿轮2 2n1 n2 范成运动范成运动 i i1212= n= n1 1 /n /n2 2=z=z2 2/z/z1 1 把滚刀做成蜗杆形状把滚刀做成蜗杆形状该蜗杆的轴截面为直线齿形该蜗杆的轴截面为直线齿形滚刀旋转时，相当于直线齿廓的齿条滚刀旋转时，相当于直线齿廓的齿条沿其轴线方向连续不断地移动沿其轴线方向连续不断地移动滚齿原理滚齿原理常用的阿基米德常用的阿基米德螺线滚刀，其轴螺线滚刀，其轴面内齿廓即齿条面内齿廓即齿条用一把滚刀可以加工出用一把滚刀可以加工出 m m、相同而齿数不同的各种齿轮，相同而齿数不同的各种齿轮，切削

20、连续，生产效率高。切削连续，生产效率高。优点优点缺点缺点不能加工内齿轮。不能加工内齿轮。工程实例工程实例5.6 5.6 渐开线齿轮精度等级渐开线齿轮精度等级及标准及标准 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动一般机械中，当圆周速度一般机械中，当圆周速度v5m/s，轮齿为直齿时，轮齿为直齿时，多采用多采用8级精度；级精度；中、高速重载齿轮，当中、高速重载齿轮，当v10m/s时可采用时可采用7级精度；级精度；低速、轻载、不重要的齿轮可采用低速、轻载、不重要的齿轮可采用9级精度。级精度。0 0级最高级最高-12-12级最低级最低 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动（一）齿轮的失效（一）齿轮的失效 轮齿折断轮齿折

21、断疲劳折断：超过弯曲疲劳极限引起的。疲劳折断：超过弯曲疲劳极限引起的。过载折断：严重过载或受冲击载荷引起的。过载折断：严重过载或受冲击载荷引起的。 齿面点蚀齿面点蚀 定义：齿轮工作表面出现一些小凹坑，当点面积定义：齿轮工作表面出现一些小凹坑，当点面积不断扩展时，使齿轮啮合情况恶化而失效。不断扩展时，使齿轮啮合情况恶化而失效。 齿面磨损齿面磨损 原因：齿轮传动时，两相互啮合的齿廓表面有相原因：齿轮传动时，两相互啮合的齿廓表面有相对滑动，引起表面磨损。对滑动，引起表面磨损。 齿面胶合齿面胶合 定义：高速重载、啮合区温度升高引起润滑失定义：高速重载、啮合区温度升高引起润滑失效，齿面金属直接接触并相互

22、粘连，较软的齿效，齿面金属直接接触并相互粘连，较软的齿面被撕下而形成沟纹面被撕下而形成沟纹 齿面塑性变形齿面塑性变形 原因：软齿面齿轮在承受重载时，齿面可能产原因：软齿面齿轮在承受重载时，齿面可能产生局部塑性变形而失去正确的齿形。生局部塑性变形而失去正确的齿形。 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动（一）齿轮的失效（一）齿轮的失效2.2.设计准则设计准则 对于闭式齿轮传动闭式齿轮传动：1）软齿面（350HBS）齿轮主要失效形式是齿面点蚀，故可按齿面接触疲劳强度进行设计计算，按齿根弯曲疲劳强度校核。2）硬齿面（350HBS）或铸铁齿轮，由于抗点蚀能力较高，轮齿折断的可能性较大，故可按齿根弯曲疲劳强度进

23、行设计计算，按齿面接触疲劳强度校核。 对于开式齿轮传动开式齿轮传动中的齿轮，齿面磨损为其主要失效形式，故通常按照齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的模数，考虑磨损因素，再将模数增大10%20%，而无需校核接触强度。由轮齿的失效分析可知，齿轮材料的基本要求 ：齿面硬、齿芯韧齿面硬、齿芯韧即：(1)齿面应有足够的硬度，以抵抗齿面磨损、点蚀、胶合以及塑性变形等；(2)齿芯应有足够的强度和较好的韧性，以抵抗齿根折断和冲击载荷：(3)应有良好的加工工艺性能及热处理性能使之便于加工且便于提高其力学性能。 最常用的齿轮材料是钢此外还有铸铁及一些非金属材料等。 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动（二）齿轮的常

24、用材料及选择（二）齿轮的常用材料及选择 常用材料常用材料 常用的齿轮材料是优质碳素钢、合金钢，一般多用锻件；常用的齿轮材料是优质碳素钢、合金钢，一般多用锻件；当较大直径齿轮不易锻造时，当较大直径齿轮不易锻造时， 可采用铸钢或球墨铸铁。可采用铸钢或球墨铸铁。常用齿轮材料的力学性能和应用范围见表常用齿轮材料的力学性能和应用范围见表5-45-4。 选材原则选材原则 根据齿轮的工作特点根据齿轮的工作特点 合理选择材料配对合理选择材料配对 考虑加工工艺考虑加工工艺1锻钢锻钢锻钢因具有强度高、韧性好、便于制造、便于热处理等优点，大多数齿轮都用锻钢制造。齿轮的常用材料齿轮的常用材料 (1)软齿面齿轮：齿面硬

25、度350HBS，常用中碳钢和中碳合金钢，如45钢40Cr，35SiMn等材料，进行调质或正火处理。这种齿轮适用于强度。精度要求不高的场合，轮坯经过热处理后进行插齿或滚齿加工，生产便利、成本较低。 在确定大小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30一50HBS，这是因为小齿轮受载荷次敷比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些。 (2)硬齿面齿轮 硬齿面齿轮的齿面硬度大于350HBS，常用的材料为中碳钢或中碳合金钢经表面淬火处理。 2铸钢铸钢 当齿轮的尺寸较大(大于400一600mm)而不便于锻造时可用铸造方法制成铸钢齿坯，再进行

26、正火处理以细化晶粒。 3铸铁铸铁 低速、轻载场合的齿轮可以制成铸铁齿坯。当尺寸大于500mmm时可制咸大齿圈，或制成轮辐式齿轮。齿轮的常用材料齿轮的常用材料 圆柱齿轮的结构圆柱齿轮的结构（一）（一）概述概述斜齿轮的齿廓曲面如图斜齿轮的齿廓曲面如图5-29c5-29c一对斜齿圆柱齿轮啮合接触线一对斜齿圆柱齿轮啮合接触线如图如图5-29d5-29d 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动 5.9 5.9 斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动对于一定宽度的直齿圆柱齿轮，对于一定宽度的直齿圆柱齿轮，其齿廓侧面如其齿廓侧面如5-29a5-29a所示，所示，齿廓接触线如图齿廓接触线如图5-29b5-29b； 第五章第

27、五章 齿轮传动齿轮传动 5.9 5.9 斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动为消除轴向力，可采用为消除轴向力，可采用人字形齿轮人字形齿轮斜齿轮人字齿轮斜齿轮的重要缺点是产斜齿轮的重要缺点是产生轴向力生轴向力（二）（二）斜齿圆柱齿轮传动的几何参数和尺寸计算斜齿圆柱齿轮传动的几何参数和尺寸计算斜齿轮分度圆柱的展开图，阴影斜齿轮分度圆柱的展开图，阴影线部分为轮齿，空白处为齿槽。线部分为轮齿，空白处为齿槽。 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动 5.9 5.9 斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动法向周节法向周节p pn n和端面周节和端面周节p pt t的的关系为：关系为： p pn n=p=pt tcoscos

28、 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动 5.9 5.9 斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动 法向模数法向模数m mn n和端面模数和端面模数m mt t： mn=mtcos 螺旋角：螺旋角：指分度圆柱面上的螺旋角，一般为指分度圆柱面上的螺旋角，一般为820 法向压力角法向压力角n n和端面压力角和端面压力角t t： tngttngn/cos 分度圆直径：分度圆直径： d dm mt tzzm mn nz zcoscos斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动 5.9 5.9 斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动两轮的法面模数和法面压力角相等。两轮的法面模数和法面

29、压力角相等。分度圆上的螺旋角大小相等而旋向相反。分度圆上的螺旋角大小相等而旋向相反。 即：即：1-2（一）（一）概述概述锥齿轮用来传递两相交轴的运动和动力。锥齿轮用来传递两相交轴的运动和动力。标准直齿锥齿轮传动，两齿轮的大端分度圆直径分别为标准直齿锥齿轮传动，两齿轮的大端分度圆直径分别为d1d1和和d2d2，齿数分别为齿数分别为z1z1和和z2z2，两轮的传动比为：，两轮的传动比为：i=w1/w2=z2/z1=d2/d1 i=w1/w2=z2/z1=d2/d1 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动 5.10 5.10 锥齿轮传动的概念锥齿轮传动的概念( (二）二）直齿锥齿轮的传动条件直齿锥齿轮的传动

30、条件大端模数和压力角必须分别相等大端模数和压力角必须分别相等m1=m2=m m1=m2=m 1 1= =2 2= = 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动一对直齿圆锥齿轮的一对直齿圆锥齿轮的正确啮合的条件：正确啮合的条件：一对直齿锥齿轮的正确安装条件是：一对直齿锥齿轮的正确安装条件是：两轮锥顶交于一点，轴交角两轮锥顶交于一点，轴交角=1+2=90=1+2=90 蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，用蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，用于传递空间交错的两轴间的运动于传递空间交错的两轴间的运动和动力，一般交错角为和动力，一般交错角为9090，通，通常蜗杆为主动件，蜗轮为从动件常蜗杆为主动件，蜗轮为从动件z 蜗杆传动蜗杆传

31、动 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动 5.11 5.11 蜗杆传动蜗杆传动（一）（一）特点特点1.1.传动比大，结构紧凑。传动比大，结构紧凑。2.2.传动平稳，无噪声。传动平稳，无噪声。3.3. 蜗杆传动可实现自锁。蜗杆传动可实现自锁。 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动 5.11 5.11 蜗杆传动蜗杆传动（二）（二）主要参数及几何尺寸主要参数及几何尺寸 中间平面：通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面中间平面：通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面蜗杆传动基本参数是中间平面内的蜗杆传动基本参数是中间平面内的模数模数m m、压力角压力角、蜗杆传动的头数蜗杆传动的头数z1z1、蜗杆齿数蜗杆齿数z2z2和和蜗

32、杆分度圆直径。蜗杆分度圆直径。 蜗杆传动的传动比蜗杆传动的传动比i i i=n1/n2=z1/z2i=n1/n2=z1/z2式中，式中，n1n1、n2n2分别为蜗杆、蜗轮的转速（分别为蜗杆、蜗轮的转速（r/minr/min）。）。第五章第五章 齿轮传动齿轮传动 5.11 5.11 蜗杆传动蜗杆传动 模数模数m m和压力角和压力角： mt= ma1=m t=a1= 分度圆直径分度圆直径d d1 1和直径系数和直径系数q q： q=d1/m 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动 5.11 5.11 蜗杆传动蜗杆传动式中，式中， mt为端面模数，为端面模数，ma1为轴向模数为轴向模数 t端面压力角，端面压

33、力角， a1轴线压力角轴线压力角 蜗杆螺旋线升角蜗杆螺旋线升角 tan=z1p tan=z1pa1a1/d/d1 1=z1m/d=z1m/d1 1=z1/q=z1/q式中，式中，p pa1a1位蜗杆轴向齿距。位蜗杆轴向齿距。蜗杆螺旋线升角与蜗轮的螺旋角蜗杆螺旋线升角与蜗轮的螺旋角蜗杆分度圆展开图蜗杆分度圆展开图 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动 5.11 5.11 蜗杆传动蜗杆传动（三）（三）材料和结构材料和结构蜗杆常用蜗杆常用20Cr20Cr、20CrMnTi20CrMnTi等等 ，或用，或用38SiMnMo38SiMnMo和和45Cr45Cr等；等；对于一般传动，也可采用对于一般传动，也可采

34、用4545钢。钢。 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动 5.11 5.11 蜗杆传动蜗杆传动蜗杆传动的主要失效形式有胶合、点蚀和磨损。蜗杆传动的主要失效形式有胶合、点蚀和磨损。 材料材料蜗轮常用材料为铸锡青铜蜗轮常用材料为铸锡青铜ZCuSnPb1ZCuSnPb1、ZCuSn5Pb5Zn5ZCuSn5Pb5Zn5，对，对于低速轻载传动，也可采用灰铸铁。于低速轻载传动，也可采用灰铸铁。蜗杆通常与轴做成一体。蜗杆通常与轴做成一体。蜗轮的结构蜗轮的结构 5.11 5.11 蜗杆传动蜗杆传动 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动 结构结构（四）（四）效率、润滑和散热效率、润滑和散热 效率效率效率与蜗杆的结构有直接

35、关系，一般在效率与蜗杆的结构有直接关系，一般在0.7-0.920.7-0.92之间。之间。 润滑润滑 蜗杆传动所用的润滑油的粘度和给油方法，主蜗杆传动所用的润滑油的粘度和给油方法，主要根据相对滑动速度和载荷类型进行选择。要根据相对滑动速度和载荷类型进行选择。 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动 5.11 5.11 蜗杆传动蜗杆传动 1 1）在箱体上增加散热片以增大散热面积）在箱体上增加散热片以增大散热面积 2 2）在蜗杆轴上装风扇进行吹风冷却）在蜗杆轴上装风扇进行吹风冷却 3 3）在箱体油池内装蛇形水管用循环水冷却）在箱体油池内装蛇形水管用循环水冷却 4 4）用循环油冷却）用循环油冷却 5.11 5.11 蜗杆传动蜗杆传动 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动 散热常用的散热措施有 5.12 5.12 几种传动形式的比较几种传动形式的比较常用的四种机械传动形式：常用的四种机械传动形式： 带传动带传动 链传动链传动 齿轮传动齿轮传动 蜗杆传动蜗杆传动特点见表特点见表5-145-14，基本特性见表，基本特性见表5-155-15。 第五章第五章 齿轮传动齿轮传动（一）（一）轮系轮系 定义：定义：一系列互相啮合的