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索氏提取器蝸桿蝸輪傳動及直齒圓錐齒輪傳動的特點

發布時間:2016-12-16 08:50:00 點擊:

本章重點分析漸開線直齒圓柱齒輪機構的嚙合特性和齒輪機構設計的基本 方法。索氏提取器在此基礎上,簡要介紹了平行軸斜齒圓柱齒輪傳動、交錯軸斜齒輪傳動、 蝸桿蝸輪傳動及直齒圓錐齒輪傳動的特點、標準參數及基本尺寸計算。 !"# 齒輪機構的應用、特點和分類 !"#"# 齒輪機構的特點和應用 齒輪機構用以傳遞空間任意兩軸之間的運動和動力,它具有傳遞功率范圍 大、效率高、傳動比準確、使用壽命長、工作安全可靠的特點。是現代機械中應用 最廣泛的一種傳動機構。 !"#"$ 齒輪機構的分類 按照一對齒輪的傳動比是否恒定,可將其分為兩大類:其一是定傳動比的齒 輪機構,該機構中齒輪呈圓形的,稱為圓形齒輪機構,應用最為廣泛;其二是變傳 動比齒輪機構,齒輪一般呈非圓形的,故稱為非圓齒輪機構,僅在某些特殊機械 中使用。 按照一對齒輪傳遞的相對運動是平面運動還是空間運動,可分為平面齒輪 機構和空間齒輪機構兩類。作平面相對運動的齒輪機構稱為平面齒輪機構,用 作兩平行軸間的傳動;



作空間相對運動的齒輪機構稱為空間齒輪機構,用作非平 行兩軸線間的傳動。具體類型見表 !"#。 表 !"# 圓形齒輪機構的類型 平 面 齒 輪 機 構 傳遞平行軸運動的直齒圓柱齒輪機構 外嚙合齒輪機構 內嚙合齒輪機構 齒輪與齒條 傳遞平行軸運動的斜齒圓柱齒輪機構 人字齒輪機構 空 間 齒 輪 機 構 傳遞交錯軸運動的外嚙合齒輪機構 交錯軸斜齒輪機構 蝸輪蝸桿機構 #"! 第!章 齒輪機構及其設計 續表 空 間 齒 輪 機 構 傳遞相交軸運動的外嚙合圓錐齒輪機構 直齒圓錐齒輪機構 斜齒圓錐齒輪機構 曲齒圓錐齒輪機構 !"# 齒廓嚙合基本定律 一對齒輪傳動,是通過主動輪輪齒的齒廓推動從動輪輪齒的齒廓來實現的。 對齒輪傳動最基本的要求是傳動準確、平穩,即要求瞬時傳動比必須保持不變。 否則,當主動輪以等角速度回轉時,從動輪作變角速度轉動,所產生的慣性力不 僅影響齒輪的壽命,而且還會引起機器的振動和噪聲,影響工作精度。為此,需 要研究輪齒的齒廓形狀應符合什么條件才能滿足齒輪瞬時傳動比保持不變的要 求,即齒廓嚙合基本定律。 圖 !"# 所示為兩齒廓 !# 、!$ 某一瞬時在 " 點嚙合,設主、從動輪角速度分 別為!# 、!$ ,過 " 點作兩齒廓的公法線 #— #,其與兩輪連心線 $# 、$$ 的交點為 %。由三心定理可知 % 點為兩輪的相對瞬心,故 !%# % !%$ ,所以該對齒輪的傳動 比為 &#$ % !# !$ % $$ % $# % (!"#) 上式表明:一對齒輪傳動在任意瞬時的傳動比等于其連心線 $# $$ 被接觸 點的公法線 #— # 所分割的線段的反比,這個規律稱為齒廓嚙合基本定律。 由齒廓嚙合基本定律可知,若要求一對齒輪的傳動比恒定不變,則上述點 % 應為連心線 $# 、$$ 上一固定點。由此可得,要使兩輪傳動比為一常數,則其齒 廓曲線必須符合:不論兩齒廓在任何位置相嚙合,過其嚙合點所作的公法線都必 


!"# 齒廓嚙合基本定律 #’& 圖 !"# 齒廓嚙合基本定律 須通過兩連心線上的一固定點 !。通常稱 ! 點為節點,分別以 "# 、"$ 為圓心過 ! 點所作的兩個相切的圓稱為節圓,其半徑分別用 ## % 、#$ % 表示。一對圓柱齒輪 傳動可視為一對節圓所作的純滾動。如果兩輪中心 "# 、"$ 發生改變,兩輪節圓 的大小也將隨之改變,所以 $#$ & !# !$ & "$ ! "# ! & #$ % ## % (!"$) 凡能滿足齒廓嚙合基本定律的一對齒廓稱為共軛齒廓。只要給定輪 # 的齒 廓曲線 %# ,則根據齒廓嚙合基本定律用作圖法就可確定輪 $ 的共軛齒廓曲線 %$ ,因此,在理論上滿足一定傳動比規律的共軛齒廓曲線是很多的。但在生產 實踐中,選擇齒廓曲線時,還必須從設計、制造、安裝和使用等方面予以綜合考 慮。對定傳動比齒輪傳動,其齒廓曲線目前最常用的有漸開線、擺線、變態擺線 等。而漸開線齒廓具有良好的傳動性能,同時具有便于制造、安裝、測量等優點。 故被廣泛應用。 !"# 漸開線齒廓 !"#"$ 漸開線齒廓的形成及其性質 如圖 !"$ 所示當一直線 &’ 在圓周上作純滾動時,其上任一點 ’ 的軌跡 (’ 即為該圓的漸開線。該圓稱為漸開線的基圓,其半徑用 #’ 表示;直線 &’ 稱為 漸開線的發生線,角"’ &!("’ 稱為漸開線上點 ’ 的展角。 #)( 第!章 齒輪機構及其設計 根據漸開線的形成過程可知,漸開線具有下列特性: (!)發生線在基圓上滾過的長度 !"等于基圓上被滾過的弧長 ) #!,即 !" " ) #!。 (#)當發生線沿基圓作純滾動時,切點 ! 為其轉動中心,故發生線上點 " 的速度方向與漸開線在該點的切線 $— $ 方向重合,即發生線!"是漸開線在" 點 的法線;又因為發生線總是基圓的切線,故漸開線上任意點的法線必與基圓相 切。 ($)發生線與基圓的切點 ! 是漸開線上 " 點的曲率中心,而線段!"是其曲 率半徑。由此可知!" " !",漸開線離基圓愈遠曲率半徑愈大,而離基圓愈近曲 率半徑愈小,在基圓上曲率半徑為零。 (%)漸開線形狀完全取決于基圓的大小



,基圓半徑愈大,曲率半徑 !"愈大, 漸開線愈平直,當基圓半徑趨于無窮大時,漸開線則成為與發生線 !"垂直的一 條直線(如齒條的直線齒廓亦為漸開線),如圖 &’$ 所示。 (()基圓內無漸開線。 圖 &’# 漸開線齒廓 的形成及性質 圖 &’$ 基圓與漸開線 形狀的關系 !"#"$ 漸開線的極坐標方程 如圖 &’ # 所示,設 ) #"為某齒輪的漸開線齒廓,它與另一齒輪的漸開線齒廓 于 " 點嚙合," 點的向徑"%用 &" 表示。傳動時,作用于 " 點的力的方向線 !" 與該點的速度方向!" 所夾的銳角"" ,稱為漸開線在該點的壓力角,由圖示可知 )*+"" " &, &" !"# 漸開線齒廓 !(- !" ! !" #$%!" (&’() 從上式可知:漸開線上每一點的壓力角各不相等,當 !" ! !" 時,則!" ! ),即 基圓處的壓力角等于零。

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