【正文】 齒 輪 傳 動(dòng) 和 蝸 桿 傳 動(dòng) 齒輪傳動(dòng)是依靠主動(dòng)輪的輪齒與從動(dòng)輪的輪齒嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的 ， 是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的機(jī)械傳動(dòng)形式之一；蝸桿傳動(dòng)用來傳遞交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力 ， 常用作減速傳動(dòng) 。 齒輪傳動(dòng)的類型和應(yīng)用特點(diǎn) 漸開線齒形 直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算 漸開線齒輪的嚙合特點(diǎn) 其他齒輪傳動(dòng)簡介 齒輪的根切、最少齒數(shù)、精度和失效 蝸桿傳動(dòng) 漸開線齒形的形成 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的觀察與分析 齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用特點(diǎn) 1．齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用特點(diǎn) 齒輪傳動(dòng)由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和機(jī)架組成。齒輪傳動(dòng)是靠主動(dòng)輪的輪齒與從動(dòng)輪的輪齒直接嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。下圖所示，當(dāng)一對(duì)齒輪相互嚙合而工作時(shí)，主動(dòng)輪 O1的輪齒 3， … ，通過嚙合點(diǎn)法向力 Fn的作用逐個(gè)地推動(dòng)從動(dòng)輪 O2的輪齒 1’ 、 2’ 、 3’ ， … ，使從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將主動(dòng)輪的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給從動(dòng)輪。 （ 1）傳動(dòng)比 右圖所示的一對(duì)齒輪中，設(shè)主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速為 n1，齒數(shù)為 z1，從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速為 n2，齒數(shù)為 z2，由于是嚙合傳動(dòng) ,在單位時(shí)間里兩輪轉(zhuǎn)過的齒數(shù)應(yīng)相等，即 ，由此可得一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比為 2211 nznz ???1221 zznni ?? 上式說明一對(duì)齒輪傳動(dòng)比，就是主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速 (角速度 )之比，與其齒數(shù)成反比。 若兩齒輪的旋轉(zhuǎn)方向相同，規(guī)定傳動(dòng)比為正；若兩齒輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，規(guī)定傳動(dòng)比為負(fù)，則一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比可寫為 1221 zznni ???? 齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用特點(diǎn) （ 2）應(yīng)用特點(diǎn) 在機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪傳動(dòng)應(yīng)用最廣泛。在工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械以及各類機(jī)床中都應(yīng)用著齒輪傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)所傳遞的功率從幾 w至幾萬 kW；它的直徑從不到 1mm的儀表齒輪，到 10 m以上的重型齒輪；它的圓周速度從很低到 100m／ s以上。大部分齒輪是用來傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的，但也可以把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如齒輪齒條傳動(dòng)。 與其他傳動(dòng)相比齒輪傳動(dòng)有如下特點(diǎn)： ①瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定，平穩(wěn)性較高，傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠； ②適用范圍廣；可實(shí)現(xiàn)平行軸、相交軸、交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)；傳遞的功率和速度范圍較大； ③結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠，可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比； ④傳動(dòng)效率高、使用壽命長； ⑤齒輪的制造、安裝要求較高； ⑥不適宜遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)。 (3）對(duì)齒輪傳動(dòng)的基本要求 采用齒輪傳動(dòng)時(shí)，因嚙合傳動(dòng)是個(gè)比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過程，對(duì)其要求是： ①傳動(dòng)要平穩(wěn) 要求齒輪在傳動(dòng)過程中，任何瞬時(shí)的傳動(dòng)比保持恒定不變。以保持傳動(dòng)的平穩(wěn)性，避免或減少傳動(dòng)中的噪聲、沖擊和振動(dòng)。 ②承載能力強(qiáng) 要求齒輪的尺寸小，重量輕，而承受載荷的能力大。即要求強(qiáng)度高，耐磨性好，壽命長。 齒輪傳動(dòng)的常用類型 齒輪的種類很多，可以按不同方法進(jìn)行分類。 （ 1）根據(jù)軸的相對(duì)位置，分為兩大類，即平面齒輪傳動(dòng)（兩軸平行）與空間齒輪傳動(dòng)（兩軸不平行） （ 2）按工作時(shí)圓周速度的不同，分低速 ( )、中速（ ）、高速（ ）三種； （ 3）按工作條件不同，分閉式齒輪傳動(dòng)（封閉在箱體內(nèi)，并能保證良好潤滑的齒輪傳動(dòng)）、半開式齒輪傳動(dòng)（齒輪浸入油池，有護(hù)罩，但不封閉）和開式齒輪傳動(dòng)（齒輪暴露在外，不能保證良好潤滑）三種； （ 4）按齒寬方向齒與軸的歪斜形式，分直齒、斜齒和曲齒三種； （ 5）按齒輪的齒廓曲線不同，分為漸開線齒輪、擺線齒輪和圓弧齒輪等幾種； （ 6）按齒輪的嚙合方式，分為外嚙合齒輪傳動(dòng)、內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)和齒條傳動(dòng)。 smv 3? smv 5~3?smv 15? 漸開線齒廓的形成 如圖所示，一直線 AB切于一圓周，當(dāng)該直線在此圓周上作無滑動(dòng)的純滾動(dòng)時(shí)，直線上任一點(diǎn) K的軌跡 CKD稱為漸開線。這個(gè)圓稱為基圓，其半徑以 rb、直徑以 db表示；該直線稱發(fā)生線。即在平面上，發(fā)生線沿著一個(gè)固定的基圓作純滾動(dòng)時(shí)，發(fā)生線上一點(diǎn)的軌跡，稱為該圓的漸開線。 漸開線齒輪的輪齒由兩條對(duì)稱的漸開線作齒廓而組成，見上圖所示。 漸開線的形成 漸開線輪廓的形成 漸開線的性質(zhì) 1．發(fā)生線在基圓上滾過的線段長等于基圓上被滾過的一段弧長。 2．漸開線上任意一點(diǎn) K的法線， NK必切于基圓，即過漸開線上任意一點(diǎn) K的法線與過 K點(diǎn)的基圓切線重合，并且也與發(fā)生線重合。 3．漸開線上各點(diǎn)的曲率半徑不相等。 K點(diǎn)離基圓越遠(yuǎn)，其曲率半徑越大，漸開線越平直。反之，曲率半徑越小，漸開線越彎曲。 4．漸開線的形狀取決于基圓的大小。基圓相同，漸開線形狀完全相同?；鶊A越小，漸開線越彎曲?；鶊A越大，漸開線越平直。當(dāng)基圓半徑趨于無窮大時(shí)，漸開線就變成一條直線，此時(shí)，齒輪就變成了齒條。 5．同一基圓形成的任意兩條反向漸開線間的公法線長度處處相等。 6．基圓內(nèi)無漸開線。因?yàn)榘l(fā)生線是沿基圓滾動(dòng)的，所以基圓內(nèi)無漸開線。 7．漸開線上各點(diǎn)壓力角不相等，越遠(yuǎn)離基圓壓力角越大，基圓上的壓力角等于零。 主要參數(shù) 在一個(gè)齒輪上，齒數(shù)、壓力角和模數(shù)是幾何尺寸計(jì)算的主要參數(shù)和依據(jù)。 1．齒數(shù)（ z） 在齒輪整個(gè)圓周上，均勻分布的輪齒總數(shù)，稱為齒數(shù)，用 z表示。 2．壓力角（ α ） 在標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒廓上，分度圓上的端面壓力角，簡稱壓力角。該壓力角已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，分度圓上的壓力角。 在漸開線圓柱齒輪的基準(zhǔn)齒形中，壓力角用齒形角來表示。漸開線圓柱齒輪的基準(zhǔn)齒形是指基準(zhǔn)齒條的法面齒形，如圖所示。所謂齒形角，是指基本齒條的法向壓力角，并用 α 表示，且規(guī)定 α =20176。 。圖樣上是用齒形角表示壓力角。 基準(zhǔn)齒形 主要參數(shù) 對(duì)漸開線圓柱齒輪分度圓上齒形角的大小，可用式 表示 . rrb??cos式中： α —— 分度圓上的齒形角； rb—— 基圓半徑； r—— 分度圓半徑。 3．模數(shù) 模數(shù)是齒輪幾何尺寸計(jì)算中最基本的一個(gè)參數(shù)。齒距除以圓周率所得的商，稱為模數(shù)，由于為 π 一無理數(shù)，為了計(jì)算和制造上的方便，人為地把 p/π 規(guī)定為有理數(shù)，用 m表示，模數(shù)單位為 mm，即 zdpm ??? 模數(shù)直接影響齒輪的大小、輪齒齒形和強(qiáng)度的大小。對(duì)于相同齒數(shù)的齒輪，模數(shù)越大，齒輪的幾何尺寸越大，輪齒也大，因此承載能力也越大。 國家對(duì)模數(shù)值，規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列，如表所示。 表 標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表 (GB 1357— 87) mm 第一系列 1 2 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 第二系列 （ ） （ ） （ ） 7 （ 11） 14 18 22 28 36 45 注： 本表適用于漸開線圓柱齒輪，對(duì)斜齒輪是指法面模數(shù)； 選用模數(shù)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用第一系列，其次是第二系列，括號(hào)內(nèi)的模數(shù)盡量不用。 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪各部分名稱 和幾何尺寸的計(jì)算 1．外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪 下圖所示為漸開線直齒圓柱齒輪的一部分，各部分名稱如下：