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圓柱齒輪傳動(dòng)
圓柱齒輪傳動(dòng)是用于傳遞平行軸間動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的一種齒輪傳動(dòng)。按輪齒與齒輪軸線的相對(duì)關(guān)系，圓柱齒輪傳動(dòng)可分為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)和人字齒圓柱齒輪傳動(dòng)3種。
用于傳遞平行軸間動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的一種齒輪傳動(dòng)。圓柱齒輪傳動(dòng)的傳遞功率和速度適用范圍大，功率可從小于千分之一瓦到10萬千瓦，速度可從極低到 300米/秒。這種傳動(dòng)工作可靠，壽命長，傳動(dòng)效率高(可達(dá)0.99以上)，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)簡單。但加工某些精度很高的齒輪，需要使用專用的或高精度的機(jī)床和刀具，因而制造工藝復(fù)雜，成本高;而低精度齒輪則常發(fā)生噪聲和振動(dòng)，無過載保護(hù)作用。
類型 按輪齒與齒輪軸線的相對(duì)關(guān)系，圓柱齒輪傳動(dòng)可分為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)和人字齒圓柱齒輪傳動(dòng)3種。按嚙合形式可分為:外嚙合齒輪傳動(dòng)，由兩個(gè)相嚙合的外齒輪組成，兩輪轉(zhuǎn)向相反;內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)，由一個(gè)內(nèi)齒輪和一個(gè)外齒輪組成，兩輪轉(zhuǎn)向相同;齒輪齒條嚙合傳動(dòng)，由一個(gè)外齒輪和齒條組成，可將齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)辇X條的直線運(yùn)動(dòng)，而且外齒輪的節(jié)圓圓周速度等于齒條的移動(dòng)速度。
齒廓形成 如圖1所示，平面S沿半徑為rb的基圓柱作純滾動(dòng)時(shí),其上與基圓柱母線NN平行的某一條直線KK的軌跡所形成的漸開線曲面即漸開線直齒圓柱齒輪的齒面。若直線KK與母線NN成一角度βb，則所形成的軌跡為一漸開線螺旋面，即漸開線斜齒圓柱齒輪的齒面，βb為基圓柱上的螺旋角。 嚙合特點(diǎn) 由齒廓曲面形成過程可知，漸開線直齒圓柱齒輪嚙合時(shí)，齒廓曲面的接觸線是與軸線平行的直線，在嚙合過程中整個(gè)齒寬同時(shí)進(jìn)入和退出嚙合，輪齒上所受的力也是突然加上或卸掉，故傳動(dòng)平穩(wěn)性差，沖擊和噪聲大。漸開線斜齒圓柱齒輪嚙合時(shí)，齒面的接觸線是逐漸由短變長，以后又逐漸由長變短，直至脫離嚙合,輪齒上所受的力也是逐漸由小到大，再由大到小,同時(shí)嚙合的輪齒對(duì)數(shù)多，故傳動(dòng)較平穩(wěn),沖擊和噪聲小,適用于高速和重載傳動(dòng)。但斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生軸向分力FX(圖2),它由軸和軸承承擔(dān)。為減小傳動(dòng)時(shí)的軸向分力FX，螺旋角不宜過大，一般取分度圓柱上的螺旋角β=8°~15°。人字齒圓柱齒輪的一部分齒寬為右螺旋齒，另一部分為左螺旋齒。根據(jù)制造方法不同，左、右螺旋齒中間有帶退刀槽和不帶退刀槽的兩種結(jié)構(gòu)。前者可在普通滾齒機(jī)上加工，后者需用專用設(shè)備加工。人字齒輪除具有斜齒輪的長處外，由于其兩部分輪齒的左、右螺旋角大小相等，方向相反，可使軸向力FX互相抵消;但是制造稍困難些。人字齒圓柱齒輪傳動(dòng)常用于傳遞大功率、大轉(zhuǎn)矩的重型機(jī)械中，其螺旋角可比斜齒輪大些:β=15°~45°,常用30°左右。
一對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的正確嚙合條件是:兩齒輪分度圓上的壓力角相等，α1=α2=α;模數(shù)相等，m1=m2=m。斜齒輪除這兩個(gè)條件外，還應(yīng)滿足:外嚙合時(shí)兩齒輪分度圓柱上的螺旋角大小相等，方向相反，β1=-β2;內(nèi)嚙合時(shí)，螺旋角大小相等，方向相同，β1=β2。
主要參數(shù)和幾何尺寸 齒輪的幾何尺寸計(jì)算有模數(shù)制和徑節(jié)制兩種方法，中國使用模數(shù)制。
漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)有:模數(shù)m、壓力角α、齒數(shù)Z、齒頂高系數(shù)h奮和徑向間隙系數(shù)c。這 5個(gè)參數(shù)除齒數(shù)Z外，均制訂有標(biāo)準(zhǔn)。模數(shù)m=p/π，p為周節(jié)，齒輪的徑向尺寸都做成模數(shù)的倍數(shù)，故模數(shù)是計(jì)算齒輪尺寸的較主要參數(shù)。壓力角α通常指齒輪分度圓上的壓力角，中國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定α=20°,也允許使用25°壓力角。其他國家也有采用14.5°、15°和22.5°等壓力角。齒輪的齒高取為模數(shù)的倍數(shù)，在標(biāo)準(zhǔn)齒輪中取齒頂高h(yuǎn)a=h奮m,齒根高h(yuǎn)f=ha+c=h奮m+cm。中國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定正常齒h奮=1,短齒h奮=0.8;c為徑向間隙,c=cm,其作用是為了避免一齒輪的齒頂與另一齒輪的齒底相碰和用以儲(chǔ)存潤滑油。中國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定正常齒c=0.25，短齒c=0.3。
漸開線斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)與直齒圓柱齒輪基本相同，但斜齒圓柱齒輪加工時(shí)，是沿齒向進(jìn)刀，故法面參數(shù)取為標(biāo)準(zhǔn)值。端面參數(shù)與法面參數(shù)的關(guān)系相應(yīng)為腳標(biāo)t、n相應(yīng)表示端面和法面的參數(shù)。斜齒輪的齒數(shù)Z與法面齒形的當(dāng)量齒數(shù)Zn的關(guān)系為Zn=Z/cos3β。
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螺旋齒輪傳動(dòng)
螺旋齒輪傳動(dòng)由兩個(gè)配對(duì)斜齒輪組成的交錯(cuò)軸間的齒輪傳動(dòng)，又稱交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)。螺旋齒輪的嚙合條件是法面模數(shù)和法面壓力角相等，在傳動(dòng)過程中由于沿齒向和齒寬方向都有相對(duì)滑動(dòng)，故傳動(dòng)效率低，磨損快，常用于儀表和在和不大的輔助傳動(dòng)中。
由兩個(gè)配對(duì)斜齒輪組成的交錯(cuò)軸間的齒輪傳動(dòng)，又稱交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)。
在右圖圖[螺旋齒輪傳動(dòng)原理]中，過兩分度圓的切點(diǎn)作兩分度圓柱的公切面,兩輪軸線在該平面上投影的夾角稱為軸交角[33]當(dāng)兩輪的螺旋角1、2方向相同時(shí),|[33]|=|1|+|2|;當(dāng)兩輪的螺旋角方向相反時(shí)，|[33]|=|1|-|2|。配對(duì)的螺旋齒輪傳動(dòng)，其法面模數(shù)必須相等;如螺旋角不相等,則它們的端面模數(shù)不相等。與平行軸間的圓柱齒輪傳動(dòng)一樣，這種傳動(dòng)的傳動(dòng)比等于兩輪齒數(shù)之反比。由于齒間的滑動(dòng)速度往往很大，傳動(dòng)效率低，磨損快;兩齒面是點(diǎn)接觸，接觸應(yīng)力較大,故承載能力差,壽命較短。因此，螺旋齒輪傳動(dòng)僅用于傳遞運(yùn)動(dòng)或很小的動(dòng)力。
螺旋齒輪的嚙合條件是法面模數(shù)和法面壓力角相等，在傳動(dòng)過程中由于沿齒向和齒寬方向都有相對(duì)滑動(dòng)，故傳動(dòng)效率低，磨損快，常用于儀表和在和不大的輔助傳動(dòng)中。
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外嚙合齒輪傳動(dòng)
外嚙合齒輪傳動(dòng)是一款設(shè)計(jì)軟件，主要是為了解決齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算的繁雜工作。功能主要有強(qiáng)度計(jì)算、精度計(jì)算、幾何計(jì)算等?；窘榻B
從輪齒的接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、磨損、振動(dòng)、潤滑等方面對(duì)等變位節(jié)點(diǎn)外嚙合齒輪傳動(dòng)性能進(jìn)行了分析,指出這類齒輪傳動(dòng)在特定工況下的一些優(yōu)點(diǎn)。
主要參數(shù)
按變位系數(shù)之和XΣ=X1+X2,可將齒輪傳動(dòng)分成三種類型:零傳動(dòng)(XΣ=0);正傳動(dòng)(XΣ=>0)和負(fù)傳動(dòng)(XΣ=0,X2
制作軟件介紹
齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算是一項(xiàng)極為繁雜的工作，本軟件就是為解決這一問題而編制的。
本軟件是依據(jù)如下國家標(biāo)準(zhǔn)編制的:GB/T1356-1988(基本齒廓)、GB/T1357-1987(模數(shù))和GB/T10096-1988(精度計(jì)算)和GB/T3480-1997(強(qiáng)度計(jì)算)。全部計(jì)算公式來源于《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2004年1月第1版。本軟件的適用范圍:符合上述國家標(biāo)準(zhǔn)的漸開線外嚙合閉式圓柱齒輪傳動(dòng)，包括直齒、斜齒，標(biāo)準(zhǔn)齒、變位齒(高變位或角變位)。
程序的功能
基本功能:
單項(xiàng)工作
初步設(shè)計(jì)--依照原始數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算出齒輪傳動(dòng)的基本幾何參數(shù)。
強(qiáng)度計(jì)算--依照基本幾何參數(shù)、力能參數(shù)和其它參數(shù)計(jì)算齒輪副的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度的安全系數(shù)。
精度計(jì)算--依照基本幾何參數(shù)、精度等級(jí)計(jì)算齒輪副的各項(xiàng)公差、偏差，計(jì)算分度圓弦齒厚、弦齒高及齒厚偏差，計(jì)算公法線長度及偏差，計(jì)算量柱(球)測量距及偏差，計(jì)算固定弦齒厚及齒高。
幾何計(jì)算--依照基本幾何參數(shù)計(jì)算出齒輪副的結(jié)構(gòu)尺寸及其它必需的幾何參數(shù)。
完整工作:依次自動(dòng)完成初步設(shè)計(jì)、強(qiáng)度計(jì)算、精度計(jì)算、幾何計(jì)算。
綜合功能
計(jì)算結(jié)果的顯示功能、預(yù)覽和打印功能、輸出計(jì)算報(bào)告和合并計(jì)算報(bào)告的功能。計(jì)算報(bào)告是一個(gè)后綴名為.doc的word文件，因此要求用戶的計(jì)算機(jī)上必須安裝MicrosoftWord2000(或2003)軟件。用來輸入原始參數(shù)的"工作頁面"，可以進(jìn)行存盤和重新打開。這一功能使得用戶進(jìn)行反復(fù)試算變得簡單易行。
計(jì)算正在進(jìn)行中途可人為改變?cè)械墓ぷ餍再|(zhì)。
模數(shù)系列的選擇功能。程序默認(rèn)的是第一系列，用戶根據(jù)需要也可選擇第二系列推薦值(慎重選擇)、第二系列非推薦值(盡量不選)。
中心距尺寸默認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列，用戶也可改選非標(biāo)準(zhǔn)尺寸。
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