第五章齒輪傳動

§5.1齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類

齒輪機(jī)構(gòu)是歷史上應(yīng)用最早的傳動機(jī)構(gòu)之一，被廣泛地應(yīng)用于傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動和動力，

機(jī)械設(shè)計(jì)教程－五、齒輪傳動

。它與其它機(jī)械傳動相比，具有傳遞功率大、效率高、傳動比準(zhǔn)確、使用壽命長、工作安全可靠等特點(diǎn)。但是要求有較高的制造和安裝精度，成本較高；不宜在兩軸中心距很大的場合使用。

一、齒輪傳動類型

按齒輪軸線位置分：平面齒輪機(jī)構(gòu)（圓柱齒輪）；空

間（用來傳遞兩相交軸或交錯(cuò)軸）

平面齒輪機(jī)構(gòu)：

1、直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)（直齒輪）——①外嚙合；②內(nèi)嚙合；③齒輪齒條

平行軸斜齒齒輪機(jī)構(gòu)（斜一）：①外；②內(nèi)；③齒輪齒條

2、空間齒輪機(jī)構(gòu)：

圓錐齒輪機(jī)構(gòu)——①直齒；②斜一；③曲線齒交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)：

二、基本要求

對齒輪傳動提出了以下的要求：

1、傳動平穩(wěn)、可靠，能保證實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)角速比（傳動比）恒定；即對不同用途的齒輪，要求不同程度的工作平穩(wěn)性指標(biāo)，使齒輪傳動中產(chǎn)生的振動、噪聲在允許的范圍內(nèi)，保證機(jī)器的正常工作。

2、有足夠的承載能力。即要求齒輪尺寸小、重量輕，能傳遞較大的力，有較長的使用壽命。也就是在工作過程中不折齒、齒面不點(diǎn)蝕，不產(chǎn)生嚴(yán)重磨損而失效。

§5.2齒廓嚙合基本定理

對齒輪傳動的基本要求之一，是兩齒輪的瞬時(shí)角速度之比必須恒定

我們可以得到齒廓嚙合基本定理：任意一瞬時(shí)相互嚙合傳動的一對齒輪，其傳動比與兩嚙合齒輪齒廓接觸點(diǎn)公法線分兩輪連心線的兩線段長成正比。

若要求兩齒輪的傳動比為常數(shù)，P點(diǎn)應(yīng)為定點(diǎn)。所以我們得到兩齒輪作定傳動比傳動的齒廓嚙合條件是：兩齒廓在任一位置接觸點(diǎn)處的公法線必須與兩齒輪的連心線始終交于一固定點(diǎn)。

當(dāng)兩輪作定傳動比傳動時(shí)，節(jié)點(diǎn)P在兩輪的運(yùn)動平面上的軌跡是兩個(gè)圓，我們分別稱其為輪1和輪2的節(jié)圓，節(jié)圓半徑分別為和。由于兩節(jié)圓在P點(diǎn)相切，并且P點(diǎn)處兩輪的圓周速度相等，即：，故兩齒輪嚙合傳動可視為兩輪的節(jié)圓在作純滾動。

目前常用的齒廓曲線有漸開線、擺線和變態(tài)擺線等，隨著生產(chǎn)和科學(xué)的發(fā)展，新的齒廓曲線將會不斷出現(xiàn)。

§5.3漸開線齒廓

一．漸開線的形成

直線BC沿一圓周作純滾動時(shí)，直線上任意點(diǎn)I的軌跡AI，稱為該圓的漸開線。這個(gè)圓稱為漸開線的基圓，其半徑用表示。直線NI稱為漸開線的發(fā)生線。

二．漸開線的特性

根據(jù)漸開線的形成過程，可知漸開線具有下列特性：

（1）發(fā)生線沿基圓滾過的長度，等于該基圓上被滾過圓弧的長度，即。

（2）發(fā)生線NI是漸開線在任意點(diǎn)I的法線，也就是說：漸開線上任意點(diǎn)的法線，一定是基圓的切線（發(fā)生線）。

（3）發(fā)生線與基圓的切點(diǎn)N是漸開線在點(diǎn)I的曲率中心，而線段是漸開線在I點(diǎn)的曲率半徑。漸開線上越接近基圓的點(diǎn)，其曲率半徑越小，漸開線在基圓上點(diǎn)A的曲率半徑為零。

第五章齒輪傳動

§5.1齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類

齒輪機(jī)構(gòu)是歷史上應(yīng)用最早的傳動機(jī)構(gòu)之一，被廣泛地應(yīng)用于傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動和動力。它與其它機(jī)械傳動相比，具有傳遞功率大、效率高、傳動比準(zhǔn)確、使用壽命長、工作安全可靠等特點(diǎn)。但是要求有較高的制造和安裝精度，成本較高；不宜在兩軸中心距很大的場合使用。

一、齒輪傳動類型

按齒輪軸線位置分：平面齒輪機(jī)構(gòu)（圓柱齒輪）；空

間（用來傳遞兩相交軸或交錯(cuò)軸）

平面齒輪機(jī)構(gòu)：

1、直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)（直齒輪）——①外嚙合；②內(nèi)嚙合；③齒輪齒條

平行軸斜齒齒輪機(jī)構(gòu)（斜一）：①外；②內(nèi)；③齒輪齒條

2、空間齒輪機(jī)構(gòu)：

圓錐齒輪機(jī)構(gòu)——①直齒；②斜一；③曲線齒交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)：

二、基本要求

對齒輪傳動提出了以下的要求：

1、傳動平穩(wěn)、可靠，能保證實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)角速比（傳動比）恒定；即對不同用途的齒輪，要求不同程度的工作平穩(wěn)性指標(biāo)，使齒輪傳動中產(chǎn)生的振動、噪聲在允許的范圍內(nèi)，保證機(jī)器的正常工作。

2、有足夠的承載能力。即要求齒輪尺寸小、重量輕，能傳遞較大的力，有較長的使用壽命。也就是在工作過程中不折齒、齒面不點(diǎn)蝕，不產(chǎn)生嚴(yán)重磨損而失效。

§5.2齒廓嚙合基本定理

對齒輪傳動的基本要求之一，是兩齒輪的瞬時(shí)角速度之比必須恒定

我們可以得到齒廓嚙合基本定理：任意一瞬時(shí)相互嚙合傳動的一對齒輪，其傳動比與兩嚙合齒輪齒廓接觸點(diǎn)公法線分兩輪連心線的兩線段長成正比。

若要求兩齒輪的傳動比為常數(shù)，P點(diǎn)應(yīng)為定點(diǎn)。所以我們得到兩齒輪作定傳動比傳動的齒廓嚙合條件是：兩齒廓在任一位置接觸點(diǎn)處的公法線必須與兩齒輪的連心線始終交于一固定點(diǎn)。

當(dāng)兩輪作定傳動比傳動時(shí)，節(jié)點(diǎn)P在兩輪的運(yùn)動平面上的軌跡是兩個(gè)圓，我們分別稱其為輪1和輪2的節(jié)圓，節(jié)圓半徑分別為和。由于兩節(jié)圓在P點(diǎn)相切，并且P點(diǎn)處兩輪的圓周速度相等，即：，故兩齒輪嚙合傳動可視為兩輪的節(jié)圓在作純滾動。

目前常用的齒廓曲線有漸開線、擺線和變態(tài)擺線等，隨著生產(chǎn)和科學(xué)的發(fā)展，新的齒廓曲線將會不斷出現(xiàn)。

§5.3漸開線齒廓

一．漸開線的形成

直線BC沿一圓周作純滾動時(shí)，直線上任意點(diǎn)I的軌跡AI，稱為該圓的漸開線。這個(gè)圓稱為漸開線的基圓，其半徑用表示。直線NI稱為漸開線的發(fā)生線。

二．漸開線的特性

根據(jù)漸開線的形成過程，可知漸開線具有下列特性：

（1）發(fā)生線沿基圓滾過的長度，等于該基圓上被滾過圓弧的長度，即。

（2）發(fā)生線NI是漸開線在任意點(diǎn)I的法線，也就是說：漸開線上任意點(diǎn)的法線，一定是基圓的切線（發(fā)生線）。

（3）發(fā)生線與基圓的切點(diǎn)N是漸開線在點(diǎn)I的曲率中心，而線段是漸開線在I點(diǎn)的曲率半徑。漸開線上越接近基圓的點(diǎn)，其曲率半徑越小，漸開線在基圓上點(diǎn)A的曲率半徑為零。

（4）同一基圓上任意兩條漸開線之間各處的公法線長度相等。

（5）漸開線的形狀取決于基圓的大小。在相同展角處，基圓半徑越大，其漸開線的曲率半徑越大，當(dāng)基圓半徑趨于無窮大時(shí)，其漸開線變成直線。故齒條的齒廓就是變成直線的漸開線。

（5）基圓內(nèi)沒有漸開線。

三、漸開線齒廓嚙合特點(diǎn)

1、漸開線齒廓滿足嚙合基本定理并能保證定傳動比傳動

2、漸開線齒廓傳動中心距可分性

漸開線齒輪的傳動比又與兩輪基圓半徑成反比。，其基圓的大小是不變的，所以當(dāng)兩輪的實(shí)際中心距與設(shè)計(jì)中心距不一致時(shí)，而兩輪的傳動比卻保持不變。這一特性稱為傳動的可分性。

§5.4漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的參數(shù)和幾何尺寸

一．齒輪各部分名稱和符號

其主要包含以下部分。

（1）齒頂圓：齒輪所有各齒的頂端都在同一個(gè)圓上，這個(gè)過齒輪各齒頂端的圓稱作齒頂圓，用da表示其直徑。

（2）齒根圓：齒輪所有各齒之間的齒槽底部也在同一圓上，這個(gè)圓稱作齒根圓，用df表示其直徑。

（3）基圓：前面我們已經(jīng)提到過這個(gè)圓。也就是形成漸開線的基礎(chǔ)圓，其直徑用db表示。

（4）分度圓：為便于齒輪幾何尺寸的計(jì)算、測量所規(guī)定的一個(gè)基準(zhǔn)圓，其直徑d表示。

（5）齒厚：輪齒在任意圓周上的弧長，用S表示。

（6）齒槽寬：又稱齒間寬，齒槽在任意圓周上的弧長，用e表示。

（7）齒距：任意圓周上相鄰兩齒間同側(cè)齒廓之間的弧長，用P表示

（9）齒頂高：分度圓與齒頂圓之間的徑向高度，用

表示。

（10）齒根高：分度圓與齒根圓之間的徑向高度，用

表示。

（11）齒全高：齒頂圓與齒根圓之間的徑向高度，用h表示。

二、齒輪基本參數(shù)

（1）齒數(shù)：在齒輪整個(gè)圓周上輪齒的總數(shù)，用z表示。它將影響傳動比和齒輪尺寸。

（2）模數(shù)：模數(shù)是分度圓作為齒輪幾何尺寸計(jì)算依據(jù)的基準(zhǔn)而引入的參數(shù)。

d=mz

（3）壓力角

我們通常所說的齒輪壓力角是指在分度圓上的壓力角，國家標(biāo)準(zhǔn)（GB1356-88）中規(guī)定分度圓壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值，一般情況下為

（4）齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)：為了以模數(shù)m表示齒輪的幾何尺寸，規(guī)定齒頂高和齒根高分別為：

兩個(gè)參數(shù)也已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，其值分別為

三、幾何尺寸計(jì)算

如書表6-2（略）

§5.5漸開線圓柱直齒輪的嚙合傳動

一、一對漸開線齒輪正確嚙合的條件

兩對齒分別在K，K’點(diǎn)嚙合，根據(jù)嚙合基本定律（也可根據(jù)漸開線齒廓嚙合特點(diǎn)）

K在N1N2上,K’在N1N2上

KK’——法向齒距

在齒輪1上：KK’=Pb1

在齒輪2上：KK’=Pb2

∴Pb1=Pb2

→

所以

即:正確嚙合條件是

二、漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件

對齒輪的嚙合只能推動從動輪轉(zhuǎn)過一定的角度，而要使齒輪連續(xù)地進(jìn)行轉(zhuǎn)動，就必須在前一對輪齒尚未脫離嚙合時(shí)，后一對輪齒能及時(shí)地進(jìn)入嚙合。顯然，為此必須使，

我們用符號表示與的比值，稱為重合度

一般可在1.1～1.4范圍

三、無側(cè)隙嚙合條件

在齒輪傳動中，為避免或減小輪齒的沖擊，應(yīng)使兩輪齒側(cè)間隙為零；而為防止輪齒受力變形、發(fā)熱膨脹以及其它因素引起輪齒間的擠軋現(xiàn)象，兩輪非工作齒廓間又要留有一定的齒側(cè)間隙。

這個(gè)齒側(cè)間隙一般很小，通常由制造公差來保證。所以在我們的實(shí)際設(shè)計(jì)中，齒輪的公稱尺寸是按無側(cè)隙計(jì)算的。

由于輪齒傳動時(shí)，僅兩輪節(jié)圓作純滾動，故無側(cè)隙嚙合條件是：一個(gè)齒輪節(jié)圓上的齒厚等于另一個(gè)齒輪節(jié)圓上的齒槽寬，即：與

一對標(biāo)準(zhǔn)外嚙合齒輪傳動的情況，當(dāng)保證標(biāo)準(zhǔn)頂隙時(shí)，兩輪的中心距應(yīng)為

§5.6漸開線齒輪的加工方法

一、齒輪的加工方法

近代齒輪的加工方法很多，有鑄造法、熱軋法、沖壓法、模鍛法和切齒法等。其中最常用的是切削方法，就其原理可以概括分為仿形法和范成法兩大類。

1．仿形法

顧名思義，仿形法就是刀具的軸剖面刀刃形狀和被切齒槽的形狀相同。其刀具有盤狀銑刀和指狀銑刀等，如圖所示。

切削時(shí)，銑刀轉(zhuǎn)動，同時(shí)毛坯沿它的軸線方向移動一個(gè)行程，這樣就切出一個(gè)齒間，也就是切出相鄰兩齒的各一側(cè)齒槽；然后毛坯退回原來的位置，并用分度盤將毛坯轉(zhuǎn)過，再繼續(xù)切削第二個(gè)齒間（槽）。依次進(jìn)行即可切削出所有輪齒。

在加工z不同的齒輪時(shí)，每一種齒數(shù)的齒輪就需要一把銑刀。顯然，這在實(shí)際上是作不到的。所以，在工程上加工同樣m與的齒輪時(shí)，根據(jù)齒數(shù)不同，一般備有8把或15把一套的銑刀，來滿足加工不同齒數(shù)齒輪的需要。書表6-4。

2．范成法（又稱展成法）

這種方法是加工齒輪中最常用的一種方法。利用一對齒輪互相嚙合傳動時(shí)，兩輪的齒廓互為包絡(luò)線的原理來加工的。

將一對互相嚙合傳動的齒輪之一變?yōu)榈毒�，而另一個(gè)作為輪坯，并使二者仍按原傳動比進(jìn)行傳動，則在傳動過程中，刀具的齒廓便將在輪坯上包絡(luò)出與其共軛的齒廓。

常用的刀具有齒輪插刀、齒條插刀和齒輪滾刀。

二、根切與Zmin

用范成法加工齒輪時(shí)，有時(shí)會發(fā)現(xiàn)刀具的頂部切入了輪齒的根部，而把齒根切去了一部分，破壞了漸開線齒廓，如圖所示，

工程

《機(jī)械設(shè)計(jì)教程－五、齒輪傳動》(https://www.)。這種現(xiàn)象稱為根切。

根切的齒輪會削弱輪齒的抗彎強(qiáng)度、降低傳動的重合度和平穩(wěn)性。所以在設(shè)計(jì)制造中應(yīng)力求避免根切。

用范成法加工齒輪，若刀具的齒頂超過嚙合極限點(diǎn)N1則被切齒輪必定發(fā)生輪齒根切。

不根切的條件可以表示為，即：

此，漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪不根切的最少齒數(shù)為，時(shí)，

§5.8齒輪傳動失效形式及材料

一、失效形式

齒輪傳動的失效主要是指齒輪輪齒的破壞，主要有以下5種形式：

1、輪齒折斷

彎曲疲勞折斷——閉式硬齒面齒輪傳動最主要的失效形式。

過載折斷——載荷過大或脆性材料

部分形式：齒根整體折斷——直齒，b較小時(shí)

局部折斷——斜齒或偏載時(shí)

提高輪齒抗折斷能力的措施：

1）減小齒根應(yīng)力集中（增加齒根過渡圓角，降低齒根部分表面粗糙度）

2）高安裝精度及支承剛性，避免輪齒偏載，設(shè)計(jì)時(shí)限制齒根彎曲應(yīng)力小于許用值

3）改善熱處理，使其有足夠的齒芯韌性和齒面硬度,齒根部分進(jìn)行表面強(qiáng)化處理（噴丸、滾壓）

2、齒面疲勞點(diǎn)蝕—閉式軟齒面齒輪傳動的主要失效形式

收斂性點(diǎn)蝕——開始由于表在粗糙，局部接觸應(yīng)力較大引起點(diǎn)蝕，過后經(jīng)跑合，凸起磨平軟齒面逐漸消失

擴(kuò)展性點(diǎn)蝕——硬齒面發(fā)生點(diǎn)蝕或軟齒面時(shí)位置：節(jié)線附近

原因：1）單齒對嚙合接觸應(yīng)力較大；2）節(jié)線處相對滑動速度較低，不易形成潤滑油膜；3）另外油起到一個(gè)媒介作用，潤滑油滲入到微裂紋中，在較大接觸應(yīng)力擠壓下使裂紋擴(kuò)展直至表面金屬剝落。

防止措施：1）提高齒面硬度；2）降低表面粗糙度；3）采用角度變位（增加綜合曲率半徑）；4）選用較高粘度的潤滑油；5）提高精度（加工、安裝）；6）改善散熱。

開式齒輪傳動由于磨損較快，一般不會點(diǎn)蝕

3、齒面磨損

——開式齒輪的主要失效形式

類型——齒面磨粒磨損

防止措施：1）提高齒面硬度；2）降低表面粗糙度；3）降低滑動系數(shù)；4）潤滑油定期清潔和更換；5）變開式為閉式。

4、齒面膠合——高速重載傳動的主要失效形式——熱膠合。

原因：高速、重載→壓力大，滑動速度高→摩擦熱大→高溫→嚙合齒面粘結(jié)（冷焊結(jié)點(diǎn)）→結(jié)點(diǎn)部位材料被剪切→沿相對滑動方向齒面材料被撕裂。

低速重載或缺油→冷膠合（壓力過大、油膜被擠破引起膠合）

形式：熱膠合——高速重載；冷膠合——低速重載，缺潤滑油

防止措施：1）采用抗膠合能力強(qiáng)的潤滑油（加極壓添加劑）；2）采用角度變位齒輪傳動，使滑動速度VS下降。3）減小m和齒高h(yuǎn)，降低滑動速度VS；4）提高齒面硬度；5）降低表面粗糙度；6）配對齒輪有適當(dāng)?shù)挠捕炔睿?）改善潤滑與散熱條件。

5、齒面塑性變形—低速重載軟齒輪傳動的主要失效形式

齒面在過大的摩擦力作用下處于屈服狀態(tài)，產(chǎn)生沿摩擦力方向的齒面材料的塑性流動，從而使齒面正確輪廓曲線被損壞。

防止措施：1）提高齒面硬度；2）采用高粘度的潤滑油或加極壓添加劑

二、齒輪材料

選擇齒輪材料總體上要考慮防止產(chǎn)生齒面失效和輪齒折斷。

基本要求：齒面要硬，齒芯要韌

常用的齒輪材料

1、鋼——最常用，可通過熱處理改善機(jī)械性能

（1）鍛鋼：

軟齒面齒輪（HBS≤350）

如45、40Cr熱處理，正火調(diào)質(zhì)，加工方法，熱處理后精切齒形—8、7級，適合于對精度、強(qiáng)度和速度要求不高的齒輪傳動

（2）鑄鋼——用于尺寸較大齒輪，需正火和退火以消除鑄造應(yīng)力。強(qiáng)度稍低

硬齒面齒輪（HBS>350）（是發(fā)展趨勢）

20Cr，20CrMnTi，40Cr，30CrMoAlA，表面淬火，滲碳淬火，氮化和氰化，先切齒→表面硬化→磨齒精切齒形→5、6級

適合于高速、重載及精密機(jī)械（如精密機(jī)床、航空發(fā)動機(jī)等）

2、鑄鐵——脆、機(jī)械強(qiáng)度，抗沖擊和耐磨性較差，但抗膠合和點(diǎn)蝕能力較強(qiáng)，用于工作平穩(wěn)、低速和小功率場合。

鑄鐵：灰鑄鐵；球墨鑄鐵——有較好的機(jī)械性能和耐磨性

3、非金屬材料——工程塑料（ABS、尼龍）、夾布膠木

§5.9直齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計(jì)

一、受力分析

在不計(jì)及齒面摩擦力時(shí)，即為作用于齒面法線方向上的法向載荷Fn。漸開線齒形任何一點(diǎn)上的法線均與基圓相切，如圖所示。

則小齒輪名義轉(zhuǎn)距T為

二、計(jì)算載荷

考慮原動機(jī)和工作機(jī)的不平穩(wěn)，輪齒嚙合時(shí)產(chǎn)生的動載荷，應(yīng)對名義載荷進(jìn)行修正Fnc=KFn

系數(shù)K可由表6-7查得。

三、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算——防止彎曲疲勞折斷

其依據(jù)是材料力學(xué)中的懸臂梁的應(yīng)力分析。齒根上的彎矩最大，輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度齒根處最弱

即

校核公式

設(shè)計(jì)公式

YFa——齒形系數(shù)，只與齒形有關(guān)

令——齒寬系數(shù)

四、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算

直齒圓柱齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算是防止齒面點(diǎn)蝕破壞的計(jì)算方法，其理論依據(jù)是兩平行圓柱體的接觸應(yīng)力理論

接觸應(yīng)力

對于標(biāo)準(zhǔn)直齒輪，，，

校核公式

設(shè)計(jì)公式

五、齒輪傳動強(qiáng)度計(jì)算說明

1、彎曲強(qiáng)度計(jì)算，要求，，）對大小齒輪，其它參數(shù)均相同只有不同，應(yīng)將其中較大者代入計(jì)算。

2、接觸強(qiáng)度計(jì)算公式中，，許用值取小的。

3、輪齒面——按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度

硬齒面——按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度

六、參數(shù)選擇

1、齒數(shù)Z1

閉式軟齒面齒輪（點(diǎn)蝕）→Z1可取多一些（20~40

閉式硬齒面齒輪（彎曲疲勞）→a一定時(shí)，宜取Z1少一些（使m↑），Z1=17~20

2、許用彎曲應(yīng)力

3、許用接觸應(yīng)力

4、傳動比

單級閉式傳動，一般�。ㄖ饼X）、（斜齒

§5.10斜齒圓柱齒輪傳動設(shè)計(jì)

一．齒面形成及嚙合特點(diǎn)

斜齒圓柱齒輪齒面形成的原理與直齒輪相似，所不同的是直線與軸線不平行，而有一個(gè)夾角

嚙合特點(diǎn)：

1）當(dāng)兩直齒輪嚙合時(shí)，其齒面接觸線是與整個(gè)齒輪軸線平行的直線。因此，直齒輪嚙合時(shí)，整個(gè)齒寬同時(shí)進(jìn)入和退出嚙合，所以容易引起沖擊、振動和噪聲，從而影響傳動的平穩(wěn)性，不適宜于高速傳動。

2）當(dāng)兩斜齒輪嚙合時(shí)，由于輪齒的傾斜，一端先進(jìn)入嚙合，另一端后進(jìn)入嚙合，其接觸線由短變長，再由長變短，極大地降低沖擊、振動和噪聲，改善了傳動的平穩(wěn)性。相對于直齒輪而言更適合高速傳動。

3）斜齒圓柱齒輪相對于直齒圓柱齒輪而言，可以增大重合度、降低根切齒數(shù)，可以提高齒輪承載能力，減小結(jié)構(gòu)尺寸。

二、斜齒輪的基本參數(shù)及尺寸計(jì)算

1．法面模數(shù)與端面模數(shù)

由上面兩式可以得到

所以

一般

2．法面壓力角與端面壓力角

3．法面、端面齒高系數(shù)與頂隙系數(shù)

式中、為標(biāo)準(zhǔn)值。

三．斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算

見教材表(6-13)。其中特別要注意：公式中的法面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。

四、斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)

為確定當(dāng)量齒數(shù)，如圖所示。過斜齒輪分度圓上C點(diǎn)，作斜齒輪法面剖面，得到一橢圓。該剖面上C點(diǎn)附近的齒型可以視為斜齒輪的法面齒型。以橢圓上點(diǎn)C的曲率半徑作為虛擬直齒輪的分度圓半徑，并設(shè)該虛擬直齒輪的模數(shù)和壓力角分別等于斜齒輪的法面模數(shù)和壓力角，該虛擬直齒輪即為當(dāng)量齒輪，其齒數(shù)即為當(dāng)量齒數(shù)。

五、斜齒圓柱齒輪傳動正確嚙合條件

§5.11直齒圓錐齒輪傳動

圓錐齒輪機(jī)構(gòu)主要用來傳遞兩相交軸之間的運(yùn)動和動力,如圖6-44。圓錐齒輪的輪齒是分布在一個(gè)截錐體上的，

一對圓錐齒輪兩軸之間的夾角可根據(jù)傳動的需要來決定。但通常情況下，工程上多采用的是的傳動

一、直齒圓錐齒輪齒廓的形成

錐齒輪的齒廓是發(fā)生面S在基圓錐上作純滾動時(shí)形成的，發(fā)生面上K點(diǎn)將在空間展開成一漸開線AK。顯然，漸開線是在以錐頂O為中心，錐距R為半徑的球面上。

背錐是過錐齒輪的大端，其母線與錐齒輪分度圓錐母線垂直的圓錐。

將兩錐齒輪大端球面漸開線齒廓向兩背錐上投影，得到近似漸開線齒廓。接下來將兩背錐展成兩扇形齒輪，設(shè)想把扇形齒輪補(bǔ)足成一個(gè)完整的圓柱齒輪。該假想的圓柱齒輪稱作圓錐齒輪的當(dāng)量齒輪

齒數(shù)稱作圓錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)，用表示

四、直齒圓錐齒輪傳動的參數(shù)及幾何尺寸

1．基本參數(shù)

壓力角一般為

圓錐齒輪傳動的傳動比為

2．幾何參數(shù)計(jì)算

書表6-15

5.12齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及齒輪傳動的潤滑

一、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、齒輪軸

當(dāng)齒輪的齒根直徑與軸徑很接近時(shí)，如圖，可以將齒輪與軸作成一體的，稱為齒輪軸

2、實(shí)體式齒輪

齒頂圓直徑小于160mm（當(dāng)輪緣內(nèi)徑D與輪轂外徑相差不大時(shí)，而輪轂長度要大

于等于1.6倍的軸徑尺寸）時(shí)可以采用這種實(shí)體式結(jié)構(gòu)，如圖所示

3、腹板式結(jié)構(gòu)

當(dāng)直徑大于160mm時(shí)，為了減輕重量，節(jié)約材料，同時(shí)由于不易鍛出輻條，常采用腹板式結(jié)構(gòu)

4、對于齒輪齒頂圓直徑小于500mm的齒輪，一般采用鍛或鑄造輪輻式

二、齒輪傳動潤滑

1、潤滑方法及油量選擇

開式齒輪傳動速度較低，一般采用潤滑脂或定時(shí)滴油潤滑。

閉式齒輪傳動常利用浸油法或噴油法潤滑：

1）浸油法：大齒輪浸入一個(gè)齒高，對于多級齒輪傳動的高速級，可以采用帶油輪。由于大齒輪或帶油輪可以將油帶起，濺落到被潤滑處，也稱為飛濺潤滑。此時(shí)要求齒輪線速度不高于。對于單級，每傳遞1Kw功率約需要0.35L或更多的油量，多級傳動可以按比例（級數(shù)）增加。

2）噴油潤滑：在線速度超過上述數(shù)值使用時(shí)，要求齒輪寬度大時(shí)增加噴嘴的數(shù)目。在節(jié)圓線速度不大于時(shí)，直接由進(jìn)入嚙合的一側(cè)向嚙合處噴油。油量按10mm齒寬用0.45L/min或者每千瓦用8.5L/s來計(jì)算，噴油壓力一般為0.01～0.2MPa。

對于非金屬齒輪，載荷較小時(shí)可以不進(jìn)行潤滑。有時(shí)也可加入適量油以改善摩擦性能，提高承載能力，或改善材料使其具有自潤滑能力。

2）潤滑劑的選擇

潤滑劑有三大類：

（1）液體潤滑劑（常用）

（2）潤滑脂：用于低速傳動，無法使用液體潤滑劑時(shí)使用。

（3）固體潤滑劑：其使用取決于使用條件及工藝水平。