机械原理教案-齿轮机构及其设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业本次课题（或教材章节题目）： 齿轮机构及其设计教学要求：1、掌握齿轮机构的特点、齿廓啮合基本定律、渐开线性质，了解共轭齿廓概念；2、掌握齿轮基本尺寸计算，理解齿轮的正确啮合条件、重合度的意义；3、了解齿轮加工的原理、根切原因、变位的目的，了解变位齿轮传动的计算4、掌握斜齿轮传动特点及尺寸计算，了解螺旋齿轮的传动5、掌握蜗轮蜗杆传动的特点及尺寸计算，了解圆锥齿轮传动特点与参数重 点：1、齿廓啮合基本定律，渐开线性质2、齿轮基本尺寸计算，啮合过程，正确啮合条件，可分性，重合

2、度的意义3、展成原理，根切原因，变位齿轮的尺寸变化，无侧隙啮合方程 难 点：齿轮加工的原理、根切、变位齿轮的尺寸变化、端面、法面参数的关系、当量齿数教学手段及教具：多媒体教学、直齿轮、斜齿轮、蜗轮蜗杆传动教学模型讲授内容及时间分配：8学时1、齿廓啮合基本定理，渐开线性质 2、渐开线齿廓的传动特点、齿轮基本参数、尺寸计算 3、渐开线齿轮的啮合传动 4、齿轮加工的原理、根切原因、变位齿轮传动的计算 5、斜齿轮传动 6、蜗轮蜗杆传动、圆锥齿轮传动 课后作业应包括：直齿圆柱齿轮基本尺寸参数的计算；公法线长度的意义及其计算；简单变位齿轮传动的计算；平行轴斜齿圆柱齿轮基本尺寸参数的计算；蜗轮蜗杆传动基本尺

3、寸参数的计算；阅读指南齿轮传动的瞬时传动比与两轮的齿廓曲线密切相关，怎样寻找满足更高要求的共轭齿廓，了解其他齿廓齿轮，如：圆弧齿轮、摆线齿轮等的传动特点，了解过度曲线的干涉问题，可参阅：齿轮啮合原理吴序堂编著 北京： 机械工业出版社 1982齿轮啮合原理李特文著 卢贤占等译 上海： 上海科学技术出版社 1982共轭曲面原理陈志新编著 上海： 科学技术出版社 1974变位齿轮传动的变位参数的选择要考虑的因素很多，方法各有千秋，有查表法、封闭图法、公式计算法、优化设计法等，怎样通过选择合理的变位系数达到满足一些几何方面的要求、减轻轮齿的磨损、提高齿轮的强度和承载能力等可参阅：、变位齿轮移距系数选择

4、朱景梓著 北京 高等教育出版社 1982对于小模数精密齿轮传动，有其自身的特点，了解这方面的内容，可参阅：小模数精密齿轮传动孙麟志编著 北京： 机械工业出版社 1985第十章 齿轮机构及其设计101齿轮机构的应用及分类齿轮机构的应用及特点 直接啮合：齿轮传动啮合传动 中间件：链传动机械传动 直接啮合：摩擦轮传动. 摩擦传动中间件：带传动齿轮用于空间任意两轴之间传递运动或动力。（使用范围广泛、历史悠久）齿轮机构传动的特点（与链、带或其它传动比较）传递的功率大（可达10万千瓦）转速高（10万转/每分；线速度300米/秒）传动的效率高（0。99）；寿命长、工作可靠性高；可以保持恒定的传动比（或按某一

5、规律变化）；空间轴线位置不受限制制造、安装的成本较高，不宜作较远距离传动。齿轮机构的分类102 齿廓啮合基本定律若两轮的传动能实现预定的传动比（i12=1/2），则相互接触传动的一对齿廓称为共轭齿廓1）啮合的基本要求图示为齿轮1和齿轮2的两条齿廓曲线点任意K 啮合接触，两齿廓的公法线nn与连心线 O1O2 相交于点P。即：啮合点处两齿廓在法线方向上的相对速度为零；设：n为法矢有:VK1K2 n=02) 齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律： 两齿廓在任一位置啮合接触时，它们的传动比等于连心线O1O2被节点C 所分成的两条线段的反比。 讨论：1）如果要求两齿廓作定传动比传动，节点P为连心线上的一个定

6、点。2) 如果要求两齿廓作变定传动比传动，节点P应按给定的规律在O1O2线上移动。在传动比和中心距的已知情况下，给定一个齿廓就能运用齿廓啮合基本定律求出与之共轭的另一齿廓；关于节点与节线：节线：节点在齿轮1、2运动平面上的轨迹。对定比传动：节线节圆 齿轮传动节圆作纯滚动对变比传动：节线非圆曲线 齿轮传动非圆曲线作纯滚动3齿廓曲线的选择理论上，共轭齿廓可以找出无限多；实际上，考虑设计、制造、测量、安装、强度、互换等方面，对于定传动比的齿轮机构，通常采用渐开线、圆弧、摆线等。103 渐开线齿廓的啮合特点一、渐开线的形成及性质形成方法： 1） 展开法 纯滚动法AK渐开线；基圆rb；BK：发生线；K：

7、渐开线AK段的展角2、性质（1）（2）BK为渐开线在K点的法线，且与基圆相切。（3）还可以证明：BK为渐开线上K点的曲半半径。可知：渐开线离基圆愈远，曲半半径愈大，渐开线愈平直（4）渐开线的形状决定于基圆的大小；K相同时，rb越大，曲半半径越大 rb，渐开线直线（5）同一基圆上展开的渐开线互为法向等距曲线；（6）基圆内无渐开线。二、渐开线方程三、渐开线齿廓的啮合特点1、渐开线齿廓能保证定比传动 渐开线齿廓之间的传力方向不变（不考虑摩擦）3）渐开线齿轮传动具有可分性。 （这一特点对渐开线齿轮的制造、安装都十分有利、且为渐开线齿轮独有）。小结：基圆内公切线与O1O2线的交点节点 相对速度瞬心 i1

8、2=O2P/O1P一对齿轮啮合存在： 定比传动为定点（受中心距影响） 节点在齿轮1、2运动平面上的轨迹节圆 齿轮传动等效与一对节圆作纯滚动 定比传动为圆r1、r2（变比传动非圆） 2) 三线重合：两基圆的内公切线、公法（力的作用）、线理论啮合线；3) 特性：定比传动、传力方向不变、传动的可分性；常用关系：rK cosK = rb啮合角恒等于齿轮节圆上的压力角=1=2i12=1/2= r2/ r1=rb2/rb1=Z2/Z1中心距：a= r1+ r2acos= rb1+ rb2 = casin=N1N2 104 渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸一、齿轮各部分名称和基本参数各部分名称外观参数

9、：齿数Z；齿顶圆da；齿根圆df；齿高h、齿厚sk、齿槽宽ek、齿距pk内在参数：分度圆d（r）：基准圆（公称直径）、对标准齿轮在该圆上s=e=p/2基圆db(rb)：决定齿廓形状齿顶高ha；齿根高hf2、标准齿轮的基本参数模数m，齿数z，压力角，齿顶高系数，顶隙系数1）、模数m分度圆周长： 令模数 分度圆直径 d=mz 关于模数m： (1)人为规定，为使齿轮参数计算方便：mm；(2)已经标准化，单位：mm；(3)p=m 齿距为的有理倍数;(4)尽管不同圆上的模数不同，但以后提到的模数就是只分度圆上的模数(5)齿轮的其它参数均于模数有关，模数类似于照片放大倍数。2）、齿数z齿轮齿数由速比决定，

10、同时对强度和啮合特性也有影响；齿轮齿数越多齿廓越平直；无穷多齿齿条3）、分度圆压力角基圆半径决定了渐开线齿廓形状，所以只有m,z 全部确定的后才可能有确定的渐开线齿廓。GB1356-88规定标准值=20；特殊场合：=14.5、15、22.5、25。（从另外角度看，的大小决定了采用渐开线哪一段作齿廓；为零不是更好吗？）至此：分度圆就是齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。4）、齿顶高系数和顶隙系数标准值：=1，=0.25 ；非标准短齿：=0.8，=0.3二、标准直齿轮的几何尺寸标准齿轮：标准齿轮是指m、均取标准值，分度圆齿厚等于齿槽宽，且具有标准的齿顶高和齿根高的齿轮。d=mzha=mhf=(+)

11、mh=ha+hf=(2+)mda=d+2ha=(z+2)mdf=d-2hf=(z-2-2)mdb=dcosP=m一对标准齿轮传动的标准中心距：m影响到齿轮各部分尺寸，又把这种以模数为基础进行尺寸计算的齿轮称模数制齿轮。三、任意圆上的齿厚 任意圆齿厚的计算公式：四、 内齿轮内齿轮与外齿轮的不同点是： （实虚对调、齿顶齿根更名）1齿廓是内凹的,其齿厚和槽宽分别对应于外齿轮的槽宽和齿厚。.2. 齿顶圆小于分度圆,齿根圆大于分度圆。3.齿顶圆必须大于基圆。 五、 齿条当外齿轮的齿数增加到无穷多时,齿轮上的基圆和其它圆都变成了互相平行的直线，同侧渐开线齿廓变成了互相平行的斜直线齿廓，于是，齿轮变为齿条。

12、齿条与外齿轮相比主要有以下两个特点： 1、齿轮上的圆在此转化为直线（转动移动）2、齿廓不同高度上的压力角均相等，且等于齿廓的齿形角，标准值为20。 3、齿廓在不同高度上的齿距均相等，即：。齿轮参数计算小结：基本参数：模数m，齿数z，压力角，齿顶高系数，顶隙系数标准齿轮：具有标准模数m、标准压力角、s=e、同时具有标准齿顶高ha和齿根高hf。齿根圆基圆。英美采用径节制齿轮，关系：m=25.4/P搞清哪些尺寸是针对单个齿轮的？哪些尺寸是针对一对齿轮的？105渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动一、正确啮合条件（搭配条件）任意两个渐开线齿轮不一定都能配对使用，（起码轮齿大小应差不多，这是不够的）而是必须严格

13、地满足一定的几何条件。 如图：两个渐开线齿轮在啮合过程中，啮合点都应在啮合线N1N2上，即K，K 点 Pn1 = Pn2 即: Pb1 = Pb2可得： (a已经标准化) 结论：一对渐开线齿轮正确啮合条件是：分度圆上的模数和压力角分别相等。二、齿轮传动的中心距及啮合角1基本要求：一对标准齿轮外啮合传动，在确定其中心距时必须满足：保证两轮的齿侧间隙为零（正反转不冲击）保证两轮的顶隙为标准值注：这里指的侧隙是法向公称侧隙，实际上为防止膨胀卡死和便于润滑等，轮齿间侧隙并不为零，但它是由公差来保证的。标准齿轮的标准安装可以保证顶隙c =c* m；a= ra1 +c + rf1 = r1+ha*m+c*

14、m+ r2 - (ha*m+c*m) a = r1+ r2 此中心距称为标准中心距。 标准齿轮的标准安装可以同时保证侧隙为零一对齿轮传动 一对节圆作纯滚动标准安装a = r1+ r2 节圆与分度圆重合 分度圆上：s = e s1=e1= s2=e2= s1= e1= s2= e2:即：齿轮1滚过一个齿厚对应齿轮2将滚过一个齿槽宽，若齿轮1滚过一个齿槽宽对应齿轮2将滚过一个齿厚，节圆上不存在滑动，啮合即不存在侧隙。（思考：有侧隙将是什么样？）讨论问题：(1) 标准齿轮的标准安装与分度圆、节圆、压力角、啮合角 分度圆是指单个齿轮尺寸时取的参考圆，其上具有标准模数和标准压力角。.一旦确定了齿数和模数

15、分度圆半径就确定下来，在加工、安装、传动时分度圆都不会改变。 节圆是一对齿轮在啮合传动时两个相切作纯滚动的圆，其大小将随两轮中心距的变化而变化。单个齿轮没有节圆。节圆与分度圆是两个完全不同的概念。只有当两标准齿轮的标准安装时，两轮的节圆才分别与两轮的分度圆重合。 压力角是指单个齿轮渐开线齿廓上某一点的线速度方向与该点法线方向所夹的锐角。渐开线齿廓上各点压力角的大小是不相等的（齿条齿廓例外），通常所说的压力角是指分度圆上的压力角。 啮合角是指一对齿轮啮合时，啮合线与两节圆公切线之间所夹的锐角。它代表了传力的方向。它的大小与两轮的中心距有关。只有当两标准齿轮的标准安装时，压力角与啮合角在数值上才相

16、等。（2）非标准安装时，顶隙、侧隙、节圆、传动比、啮合角怎样变化？（3）一对齿轮传动在运动学上等效于一对节圆作纯滚动，但实际齿廓间的啮合也是纯滚动吗？有无相对滑动？ 一对齿轮传动只有当啮合点处于节点时，才无相对滑动（速度瞬心）。从磨损的角度看，小齿轮的齿根最为不利。三、标准齿轮齿条传动的标准安装及啮合特点 1）标准安装齿轮的分度圆与齿条分度线相切。标准安装同样可以保证顶隙为标准值和齿侧间隙为零。非标准安装如果将齿条从标准安装位置沿径向下移一段距离（仅作移动）后，会怎样？a)N1N2线不变节点P不变节圆不变r1r1b) c) 齿条节线与分度线不再重合、顶隙变大、出现侧隙。四、 渐开线齿轮的连续传

17、动条件1、轮齿啮合过程： 理论啮合线 ；实际啮合线；在两轮轮齿的啮合过程中，并非全部渐开线齿廓都参加工作，而是一部分参加啮合。实际参与啮合的这段齿廓称为齿廓工作段。 2、连续传动条件齿轮连续传动的条件是：实际啮合线大于或至少等于法向齿距。即：齿轮传动的重合度： 从理论上讲重合度1就能保证齿轮的连续传动，但在实际应用中考虑到制造和安装的误差，为确保齿轮传动的连续， 应大于或至少等于许用值, 3、重合度 的计算： 其中, 为啮合角，和分别为齿轮1、齿轮2的齿顶圆压力角。 4、关于重合度的讨论重合度的几何含义重合度变大，意味着实际啮合啮合区变长，双齿啮合区变长，传动的平稳性增加，承载能力亦增加；重合

18、度的大小与模数无关；齿数Z1、Z2重合度；中心距a 重合度。4）齿轮、齿条啮合，重合度的计算方法 5）重合度的极限值当两轮齿数趋于无穷大时，将趋于理论上的极限值。 当=20、时，1.981 事实上，由于两轮均变为齿条，将吻合成一体而无啮合运动。所以，这是个理论上的极限值。6）对于标准齿轮标准传动，重合度大于1。106渐开线齿轮的变位修正一、 渐开线齿轮加工的基本原理近代齿轮加工方法很多，如：切制法、铸造法、热轧法、冲压法、电加工法等。但切制法使用最多，其加工原理可分为两大类，即仿形法和范成法。 仿形法仿形法是用与齿槽形状相同的成形刀具或模具将轮坯齿槽的材料去掉。常用的有铣削法和拉削法。图示为圆

19、盘铣刀切削加工齿轮示意图。（指状铣刀切削加工齿轮加工方法与圆盘铣刀相似。指状铣刀常用于加工大模数齿轮和整体的人字齿轮。） 欲得到精确齿形，需每一种齿数配一把齿刀，这是不可能的。为简化刀具数量，采用八把一套或十五把一套铣刀，其每把铣刀可切削齿数在一定范围内的齿轮。为保证加工出来的齿轮在啮合时不会被卡住，每一号铣刀的齿形都是按所加工的一组齿轮中齿的最少的那个齿轮的齿形制成的。因此，当用这把铣刀切削同组齿轮中其他齿数的齿轮时，齿形有误差。）优点：在普通铣床上即可加工齿轮，加工费用低。 缺点：渐开线齿廓形状不准确 + 分度误差 精度低。逐个加工齿槽生产效率低。这种加工方法适用于修配或小量生产。（不绝对

20、：专用刀具、专用分度机构、精拉、冲可以获得高精度和高生产率）范成法（展成法、共轭法、包络法）范成法是目前齿轮加工中最常用的一种切削加工方法，它是利用一对齿轮作无侧隙啮合传动时，两轮齿廓互为包络线的原理来加工齿轮的。1）、 齿轮插刀插齿 （从碾压角度解释范成原理；齿条插刀更容易制造）2）、齿条插刀插齿 （生产不连续）3）、齿轮滚刀切齿 （滚刀相当于连续的齿条插刀）范成法优点：用同一把刀具可加工出m、均相同而齿数不同的所有齿轮。生产效率高。 二、标准齿条型刀具 从图中可以看出，齿条型刀具与传动用齿条在几何尺寸上的不同点是：顶部多出c*m段。 顶部c*m段的作用：加工出齿轮齿根部分的顶隙。顶部c*m

21、段(齿顶线以上)的刀刃不是直线而是一段圆弧，它切削出被加工齿轮靠近齿根圆的一段非渐开线曲线，这段曲线称为过渡曲线，它把渐开线齿廓与齿根圆光滑地连接起来。当一对齿轮啮合传动时，这段曲线不参与啮合。 三、渐开线齿廓的根切 1、根切现象用范成法加工齿轮时,有时会发现刀具的齿顶部分把被加工齿轮齿根部分已经范成出来的渐开线齿廓切去一部分,这种现象称为根切。 产生严重根切的齿轮，一方面削弱了轮齿的抗弯强度，另一方面使实际啮合线缩短，从而使重合度降低，影响传动的平稳性。因而应力求避免发生根切现象。 2、根切的原因？用范成法加工齿轮，当齿数较少时使刀具与轮胚的相对尺寸发生改变，刀具的齿顶线高度超过了啮合极限点

22、N1，就会发生根切。 根切的原因的证明：若刀具过高，在N1点未能退出啮合，设再转角时：1）轮胚在基圆上转过的弧长为：rb =r cosa 2) 刀具在PN1方向（基圆切线）的直线位移量：r cosa（刀具节线与轮胚分度圆作纯滚动，刀具的水平位移量为：r）轮胚落后于刀具根切。3、不发生根切的最少齿数不根切条件： 刀具高ha = ha*mN1N1N1N1=P N1 Sina =rSina Sina =mz Sin2a /2带入后得：Z2 ha*/ Sin2a （即：Z min=2 ha*/ Sin2a ;当a=20, ha*=1, Z min =17）.4 避免根切的方法 减小刀具的齿顶高系数ha

23、*增大刀具的压力角 （ 采用非标准刀具）变位修正 （径向变位法）改变了刀具与轮胚的相对位置刀具分度线与轮胚分度圆不在相切切出变位齿轮（区别于标准齿轮）不根切变位齿轮，使用变位齿轮不仅仅是为不根切。（人御寒穿衣）四、变位齿轮的概述标准齿轮的不足： 受Zmin限制，外廓尺寸、重量难以进一步减小；受中心距a=m(z1+z2)/2限制，如：外啮合：aa侧隙过大，配凑中心距不易；小齿轮啮合次数多，磨损严重，曲率半径小，齿根薄强度低加工齿轮时刀具的变位 x0 正变位刀具位移量：xm x0 负变位x=0 零变位（不一定是标准齿轮） 2z zmin,时，为避免根切刀具的最小变位系数xmin不发生根切的条件：h

24、a*m- xm N1N1xmha*m - N1N1 ； N1N1=mz Sin2a/2xha*- z Sin2a/2zmin = 2ha*/ Sin2a 将zmin带入后得：x 2 ha*（zmin - z）/ zmin 即最小变位系数：x min =2 ha*（zmin - z）/ zmin 常用关系式：xmin=（17-z）/17讨论：1）Z0 采用正变位，刀具外移，避免根切；2）Z=zmin（17） x min =0 刚好不根切（实际微量根切）；3）Zzmin（17） x min 0 还可以采用负变位，只要刀具内移量0 正传动 x1+x2 0 不等变位齿轮传动（又称为角度变位齿轮传动）。

25、 x1+x2 0 、x2 0）x1 ha*（zmin - Z1）/ zmin ； x2 ha*（zmin - Z2）/ zmin取ha*= 1 x1+x2 2zmin -（Z1+Z2）/ zmin 由于x1+x2 =0；（Z1+Z2）2zmin欲采用等变位齿轮传动，两轮的齿数之和必须大于等于最少齿数的两倍（34）特点：/=，a/=a，y=0，y=0应用：A）可以减小机构的外廓尺寸，采用 z10 / ，a/ a应用：A）可以减小机构的外廓尺寸，采用 Z 1+Z2的中心距）；C）提高齿轮的承载能力（曲率半径、齿厚可以增大）；D）改善齿轮的磨损情况（远离N1N2点，但B1B2变短） 不足：重合度下降

26、较大，轮顶变尖必须成对使用，互换性差， = 3 * GB3 负传动特点：x1+x2 0 ； / ，a/ a应用：A）；配凑中心距B）重合度略有增加；不足：强度及齿轮的承载能力下降磨损情况加剧必须成对使用，互换性差，结论：正传动优点较多，变位系数的选择余地较大，综合传动质量较好；在标准中心距的条件下，采用等变位传动可以代替标准齿轮传动，达到改善传动质量的目的；负传动的缺点太多，一般除了在配凑中心距之外很少采用；对单个齿轮而言，采用正变位，均可以使耐磨性及齿面、齿根的强度有所提高。负变位反之，小轮多采用正变位；E）变位齿轮的共同特点是：仍采用标准刀具，不会增大成本；必须成对使用，互换性差。4）变位

27、齿轮传动的设计步骤 （1）已知中心距的设计 已知条件：z1、z2、m、a，其设计步骤如下：由式acos=acos 确定啮合角；由式x1+x2=(inv-inv)(z1+z2)/(2tan) 确定变位系数和； 由式y=(a-a)/m确定中心距变动系数； 由式y=(x1+x2)-y确定齿顶高降低系数 分配变位系数x1、x2 (可参考有关手册、资料：计算法、表格法、线图法、封闭图法)计算齿轮的几何尺寸。（2）已知变位系数的设计 已知条件：z1、z2、m、 x1、x2 ，其设计步骤如下： 由式inv=2tan(x1+x2)/(z1+z2)+inv 确定啮合角； 由式a=acos/cos确定中心距； 由

28、式y=(a-a)/m确定中心距变动系数； 由式y=(x1+x2)-y确定齿顶高降低系数；计算变位齿轮的几何尺寸。【思考题】1）负传动时齿轮的变位系数一定是小于零的吗？。2）零变位齿轮就是标准齿轮吗？例题：例1：用=20，ha*，m=5的滚刀切制=11的标准齿轮，会不会根切？怎样变位？分度圆齿厚怎样变化？解：当=20，ha*=1 时Z min=17；所以会根切。 采用正变位 x ha*（zmin - z）/ zmin=0.353分度圆齿厚增大了：2x m tg=1.2848 mm例2：z1=30、z2=40、m=20、=20，中心距a=725mm; 应采用什么类型的齿轮传动？解：标准中心距a=

29、m（z1+z2）/2=700 0由无侧隙啮合方程式：inv= 2tg(x1+x2)/(z1+z2)+inv 和恒等关系式：acos=a cos 解得：x1+x2=1.45例3：图示为用齿条型刀具范成切制齿轮时，刀具与轮坯的相对位置，轮坯中心与刀具分度线之间的距离 L=29 mm.，齿条模数m=4;试求被切齿轮的齿数、分度圆、齿顶圆、齿根圆。 解：如果是标准齿轮：r=mz/2=H z=2*29/4=14.5齿数应是整数，可以判定不是标准齿轮。H= r + xm = mz/2+xm=29设：Z=15 求得：x= - 0.25 不根切的最小变位系数:xmin =（17-Z）/17=（17-15）/1

30、7=0.118显然x xmin Z=14假设正确。该齿轮为m=4； Z=14；x= 0.25的变位齿轮；分度圆直径：d=mz=56 mm齿顶圆直径：da=mz+2(ha*m+xm)=66 mm齿根圆直径：df= mz-2(ha*m+c*m -xm)=48mm【思考题】：上面求出的齿顶圆直径是否就是变位齿轮传动的齿顶圆？107 平行轴斜齿圆柱齿轮机构一、斜齿轮齿廓曲面的形成和啮合特点斜齿轮的产生：直齿轮的不足：重合度小 + 齿廓啮合接触线为直线：突然进入退出啮合冲击、振动、噪音 平稳性差、承载能力低改进办法：切片 相错 啮合逐片进入、退出无限薄斜齿轮斜齿轮的齿廓曲面渐开线螺旋面齿廓的特点：与端面

31、平行的所有切面内，齿廓均为渐开线（展开先后不同）；发生面与基圆柱面的交线为一螺旋线。齿廓在不同高度上螺旋角不同。斜齿轮的啮合特点：齿廓啮合渐入渐出，平稳性好齿廓接触为斜直线，且总接触线长。重合度大于直齿轮传动。对齿廓误差的敏感性小；不根切的最少齿数ZMIN可以更少；很容易配凑中心距；会产生轴向力。总之，斜齿轮较直齿轮更适宜高速、重载的传动。制造成本与直齿轮相同。二、斜齿轮的基本参数及尺寸参数计算端面参数：便于计算、测量法面参数：沿齿向进刀按法向齿形选刀法面参数为标准值（mn,n,h*an,c*n）斜齿轮尺寸参数的计算特点：法面参数为标准值（mn,n），将法面参数mn,n换算到端面m,t（因为端

32、面上也是渐开线）尺寸参数计算可仿直齿轮进行。 齿高直接在法面进行，不必换算h*an,c*n。斜齿轮的螺旋角tg=d/ltgb=db/ltgb/tg=db/d=costtgb=tgcost轮齿螺旋角有左旋、右旋之分；旋向判定：从轴线方向看，螺旋升高的方向即为旋向。 2)法面模数mn与端面模数mtPn=Ptcos mn=mtcosmn=mtcosmt=mn/cos3)法面压力角n与压力角模数t齿条与齿轮可以正确啮合，即满足齿轮的正确啮合条件，齿条上的压力角必与齿轮上的压力角一致，为推导方便，以下针对齿条研究其法面压力角n与压力角模数t之间的关系，而推出的结果则同样适用与齿轮与齿轮之间；另外注意：对

33、齿条而言齿形角即为压力角。端面上 AB=BD/tgt法面上 AB=B1D/tgn同时： B1D= BDcos所以：BD/tgt= BDcos/tgntgn= tgtcos （nt）4)平行轴斜齿轮几何参数计算基本参数： mn、Z、n、h*an、c*n、换算出端面模数和端面压力角：mt=mn/cos；tgt = tgn/cos将直齿轮尺寸参数计算公式中的mt ，用mt，t替换后 计算： 分度圆直径： d=mt Z基圆直径： db= mt Z cost端面齿距： pt=mt 端面齿厚、齿槽宽： st=et= pt /2=mt/2齿高计算直接在法面进行： ha= h*an mn (对正常齿：h*an

34、 =1)hf= c*n mn (对正常齿：c*n =0.25) 齿顶圆直径： da=d+2ha齿根圆直径： da=d-2hf中心距: a=mt(z1+z2)/2= mn (z1+z2)/(2 cos)对于斜齿轮同样可以采用变位齿轮传动，变位传动特点与直齿轮基本相同；注意：刀具的法向变位量与切向变位量相同：xt mt= xn mn xt = xn cos三、平行轴斜齿轮传动的正确啮合条件和重合度 1、正确啮合条件（斜齿轮在端面内的啮合相当于直齿轮的啮合） mt1= mt2= mt 即： mn1= mn2= mn t1= t2= t n1= n2= n 1=2 （- 号用于外啮合；+ 号用于内啮合

35、）2、斜齿轮传动的重合度 端面重合度（与直齿轮计算相同）重合度 轴面重合度（斜齿产生的增量）=L/pbt = B tgb/pbt = B tg cost /（pt cost）= B tg/pt= B tg/（pb/ cos）=B sin/(mn)四、斜齿轮的当量齿数 选择刀具和强度计算需要知道法面齿形 当量齿数的引出： 端面齿形法面齿形 ： 在模数和压力角确定后，齿形与Z有关当量齿数ZV的含义：齿数为Z的斜齿轮，其法面齿形与齿数为ZV的直齿轮的端面齿形相近。椭圆的长半轴 a=d/(2cos)，短半轴 b=d/2，而C点曲率半径 =a2/b=d/(2cos2)2= pnZV=mn ZV=mt Z

36、Vcos将a,b代入得：ZV= Z/ cos3不发生根切的最少齿数：zmin=zvmincos3108 蜗杆传动机构蜗杆传动的特点蜗杆传动的形成-看成由螺旋传动演化而来（为便于理解蜗杆传动的特点）螺旋传动固定螺母转动螺杆放开螺母（不允许转动）螺母作轴向移动切去上半部 作一系列半螺母将圆周排满蜗杆蜗轮传动（旋向相同）蜗杆蜗轮传动的转向判定（左右手定则）：四指握住蜗杆（左旋用左手，右旋用右手），四指指向蜗杆的转向，拇指的反向即为啮合点处蜗轮的速度方向。蜗杆传动的特点蜗杆类似于螺杆（连续齿，左右旋，单、多头）蜗轮与齿轮相近（但包在蜗杆上）决定了蜗杆传动兼有螺旋传动和齿轮传动的特点（也反映在尺寸参数计

37、算上）用于空间交错轴之间的传动（通常蜗杆为主动、轴角为90）；类似于螺旋的连续传动，平稳无噪音，冲击、振动小；可以获得很大的单级传动比（常用：10-100；分度机构达500）、结构紧凑；具有反行程自锁性；啮合时齿面间的相对滑动较大，磨损严重，发热量大，机械效率较低（0.70.8, 具有自锁性0.5）需要较好的耐磨和减磨材料，传动成本偏高；2、蜗杆传动类型蜗杆车削（类似于螺旋加工、轴平面内的齿形为直线齿廓的齿条）加工蜗轮采用对偶法加工（刀具与蜗杆相似）蜗杆蜗轮机构的分类 阿基米德圆柱蜗杆（其端面齿形为阿基米德螺线,最简单、常用）按蜗杆齿廓曲线的形状 渐开线圆柱蜗杆（其端面齿形为渐开线）圆弧齿圆柱

38、蜗杆（在轴剖面的齿廓为凹圆弧）。 环面蜗杆及锥蜗杆等新型蜗杆提出的是：圆弧齿圆柱蜗杆的承载能力较阿基米德蜗杆提高约50%100%，故在批量生产的蜗杆减速器中已逐步取代了阿基米德蜗杆。但由于阿基米德蜗杆最为简单，且有关阿基米德蜗杆传动的一些基本知识，也适合与其他形式的蜗杆传动，故下面着重介绍这类蜗杆传动。3、蜗杆蜗轮传动的正确啮合条件1、中间平面（主平面）：通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面对于阿基米德蜗杆，在主平面内类似于齿轮齿条传动2、正确啮合条件：（旋向相同）4、蜗杆传动的主要参数及尺寸计算1、模数m2、压力角 20 标准值 25 动力传动中 12、15分度传动 3、头数Z1Z1=1，2，4，6