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    1. 正基元齒輪 齒輪副·錐齒輪副

      相交軸齒輪副
      兩配對齒輪組成軸線相交的齒輪副(圖6-73)。它屬于空間齒輪副,其功用是傳遞兩相交軸間的運動和轉矩。分為如下類別:
      錐齒輪副 - 齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元錐齒輪副 - 齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元

      錐齒輪副
      兩配對錐齒輪組成的相交軸齒輪副。它的功用是傳遞兩相交軸之間的運動和轉矩。錐齒輪副的軸交角∑=δ12,可根據需要取不同數值。傳動比i1212=n1/n2=z2/z1=d2/d1=sinδ2/sinδ1時,當∑=90°時,i1212=n1/n2=z2/z1=ctgδ1=ctgδ2。錐齒輪副的分類方法很多,它們是:
      (1)按錐齒輪的齒線形狀分,有直線齒錐齒輪副和曲線齒錐齒輪副。前者包括直齒錐齒輪副(徑向齒線)和斜齒錐齒輪副(切向齒線);后者則包括準漸開線錐齒輪副、弧線錐齒輪副、長幅外擺線錐齒輪副、螺線錐齒輪副、人字線錐齒輪副、準正弦線錐齒輪副、以及對數螺線錐齒輪副。
      (2)按軸交角大小分,有正交軸錐齒輪副∑=90°、斜交軸錐齒輪副∑≠90°和平行軸錐齒輪副∑=180°。
      (3)按齒輪的嚙合形式分,有外嚙合錐齒輪副、內嚙合錐齒輪副、平面嚙合錐齒輪副。
      (4)按齒廓曲線分,有直線齒廓錐齒輪副、漸開線齒廓錐齒輪副、變態漸開線齒廓錐齒輪副、凸弧齒廓錐齒輪副、球面齒廓錐齒輪副、以及圓弧點嚙合錐齒輪副。
      (5)按錐齒輪的齒高形式分,有收縮齒錐齒輪副和等高齒錐齒輪副。前者包括等頂隙式收縮齒錐齒輪副和收縮頂隙式收縮齒錐齒輪副。后者則包括同錐頂式等高齒錐齒輪副和異錐頂式等高齒錐齒輪副。
      (6)按變位形式分,有非變位錐齒輪副、變位錐齒輪副、角變位錐齒輪副、切向變位錐齒輪副以及綜合變位錐齒輪副。
      (7)曲線齒錐齒輪副按平均螺旋角大小可分為:小螺旋角曲線齒錐齒輪副、大螺旋角曲線齒錐齒輪副、中等螺旋角曲線齒錐齒輪副和零螺旋角曲線齒錐齒輪副。

      錐齒輪副 - 齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元直齒錐齒輪副
      由兩個配對直齒錐齒輪組成的相交軸齒輪副。其軸交角∑=δ12,可為90°(圖6-74a),亦可為任意角(圖6-74b)(∑>90°,∑<90°)。直齒錐齒輪副的主要特點是:齒形簡單、設計方便、制造容易、成本低;軸向力小,且不受轉向的影響;對安裝誤差較敏感、易產生偏載;重合度小、工作不平穩、噪聲大;承載能力低;傳動效率η=97%~99.5%。它僅適用于傳動比i12=1~8、速度 υ≤5m/s、功率P≤370kW的低速輕載的場合。但隨著鼓形直齒錐齒輪副的應用,直齒錐齒輪副的應用范圍將明顯擴大,且鼓形直齒錐齒輪副有代替普通直齒錐齒輪副的趨勢。

      直齒錐齒輪副幾何尺寸圖
      標注著直齒錐齒輪副各個幾何尺寸和名稱(可用代號表示),并能明顯表明它們之間相互關系的嚙合圖。如圖6—75所示。

      錐齒輪副 - 齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元

      錐齒輪副 - 齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元斜齒錐齒輪副
      由兩個配對斜齒錐齒輪組成的相交軸齒輪副(圖6-76)。其軸交角∑=δ12,可為90°也可為任意角(∑>90°,∑<90°)。斜齒錐齒輪副的主要特點是:齒形較簡單,設計較方便,制造較易;軸向力較大,且指向受轉向的影響;傳動較平穩,重合度較大,承載能力也較大,噪聲較低;傳動效率為η=95%~99.5%。多用于m>5mm的大型錐齒輪副,亦可用于重載、低速或有沖擊載荷的場合。

      人字線錐齒輪副
      由兩個配對人字錐齒輪組成的相交軸錐齒輪副。它不但具有一般人字齒輪副的嚙合特性,而且還具備一般曲線齒(或斜齒)錐齒輪的嚙合特性。

      錐齒輪副的當量齒輪副
      錐齒輪副 - 齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元錐齒輪副中,兩個錐齒輪的當量齒輪所組成的假想直齒圓柱齒輪副(圖6-77),稱錐齒輪副的當量齒輪副。它是研究錐齒輪副的嚙合特性、運動特性及強度計算的基本依據。

      錐齒輪的徑向變位
      用展成法加工錐齒輪時,若產形齒輪的分錐面與被加工齒輪的分錐面重合,則稱機床的標準安裝。加工出來的錐齒輪稱標準錐齒輪。若產形齒輪的分錐面與被加工齒輪的分錐面不重合,則稱機床徑向變位安裝,加工出來的齒輪為徑向變位錐齒輪。兩分錐面在錐齒輪正面內的分離量稱錐齒輪的徑向變位量mx(亦可用當量齒輪副的徑向表示)。當產形齒輪遠離齒輪毛坯時,mx為正;反之為負。變位系數x隨變位量的正負確定其符號。
      錐齒輪的徑向變位不僅可以避免挖根,減少齒輪齒數,使結構更為緊湊,而且還能明顯改善錐齒輪副的傳動質量,提高承載能力。

      徑向變位錐齒輪副
      在錐齒輪副中,至少有一個徑向變位錐齒輪的錐齒輪副。徑向變位錐齒輪副分為:高變位錐齒輪副(圖6-78b)(x1=-x2≠0,x=0)和角變位錐齒輪副(圖6-78c)。后者又分為:正角變位錐齒輪副(x>0)和負角變位錐齒輪副(x<0 )。
      在徑向變位錐齒輪副中,由于高變位設計簡單,所以多用高變位錐齒輪副。

      錐齒輪副 - 齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元

      錐齒輪副 - 齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元高一切綜合變位錐齒輪副
      由兩個徑向變位系數x1=-x2,且又有切向變位的錐齒輪所組成的錐齒輪副。這種綜合變位齒輪副在錐齒輪副中用得最多。

      錐齒輪的切向變位
      用展成法加工錐齒輪時,當產形刀刃之間在分度面上的距離為mx/2時(圖6-79),加工出來的錐齒稱切向標準錐齒輪,加工出來的錐齒輪稱切向變位齒輪,距離變化值稱切向變位量xτm,xτ稱切向變位系數。當變位齒輪的齒厚大于標準齒輪齒厚時,xτ為正,稱正切向變位,反之為負切向變位。

      擺線齒錐齒輪副
      由兩個配對擺線齒錐齒輪組成的相交軸錐齒輪副。它具有曲線齒錐齒輪副的一般嚙合特性。

      弧齒錐齒輪副
      由兩個相配弧齒錐齒輪組成的相交軸齒輪副。其軸交角∑=90°或∑≠90°;↓X錐齒輪副亦即格里森(G1eason)錐齒輪副。由于其磨齒工藝好可制成硬齒面高精度齒輪副。它除具備曲線齒錐齒輪副的嚙合特性外,特別適用于高速、重載、高精度、小噪聲的場合。它是目前用途最廣、嚙合性能最好的錐齒輪副。

      零度弧齒錐齒輪副
      由兩個配對的零度弧齒錐齒輪組成的相交軸齒輪副。其承載能力略高于直齒錐齒輪副,與鼓形直齒錐齒輪副相近,工作平穩性比直齒錐齒輪副好,噪聲;軸向力;其嚙合特性是界于直齒錐齒輪副與曲線齒錐齒輪副之間的一種錐齒輪副。

      錐齒輪副 - 齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元螺線齒錐齒輪副
      由兩個配對螺線錐齒輪組成的相交軸齒輪副。它具有曲線齒錐齒輪副的一般嚙合特性。

      曲線齒錐齒輪副
      由兩個配對曲線錐齒輪組成的相交軸錐齒輪副,屬于廣義名詞(圖6-80)。其軸交角∑=90°或∑≠90°,它的主要特點是:輪齒進入嚙合呈漸進接觸形式,重合度大,傳動平穩、噪聲小,承載能力大;最少齒數可達到5,可獲得較大傳動比和較小結構尺寸的齒輪副;輪齒呈局部接觸,對安裝誤差不敏感;軸向力大,且指向受轉向的影響。另外具有齒形、及工藝復雜、設計困難等不利因素。它適用于高速、重載(υ>5m/s P≤4000kW)或要求工作平穩、噪聲小、結構緊湊的場合。在現代機械傳動中,有代替直齒錐齒輪副的趨勢。

      冠輪副
      錐齒輪副的假想平頂齒輪副(圖6-81)。以錐齒輪副的錐頂o與節點P的連線oP為半徑作球面,通過P點作球面大圓,形成一對假想的平面圓環形齒輪A、B所組成的齒輪副,稱冠輪副。錐齒輪的齒線必然顯示在冠輪上,分析齒線性質和它的幾何原理,就可以研究出錐齒輪副的嚙合原理和運動規律。
      錐齒輪副與其對應的冠輪副的關系是節錐面變成了節平面,在節平面上可以清楚地顯示出齒線的形狀和特征,背錐面變成圓環面,由于冠輪的錐角σ=90°,當量齒輪的齒數錐齒輪副 - 齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元,于是冠輪實際上是一個當量齒條。冠輪副可以認為是當量齒條副的嚙合。冠輪副也是研究錐齒輪加工工藝的理論基礎。

      錐齒輪副 - 齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元

      正交外嚙合錐齒輪副
      由兩個配對的錐角σ<90°的外錐齒輪組成的軸交角∑=90°的相交軸錐齒輪副(圖6-82)!=δ12,取不同的δ1和δ2,可獲得不同的傳動比。一般安裝結構為同錐頂。常用于各種錐齒輪副。

      等頂隙錐齒輪副
      在錐齒輪副中,一齒輪的頂錐母線與另一齒輪的根錐母線平行,于是齒輪副的頂隙沿齒長保持不變,即標準頂隙。直齒錐齒輪副,將逐漸改為等頂隙,弧齒錐齒輪、大模數零度弧齒錐齒輪副大都采用等頂隙。

      不等頂隙錐齒輪副
      正常收縮齒錐齒輪組成的錐齒輪副。齒輪副的頂隙從輪齒的大端到輪齒的小端是變化的,且逐漸減小。它曾廣泛用于直齒錐齒輪副,目前用得越來越少。

      大螺旋角曲線齒錐齒輪副
      由兩個螺旋角βm≥30°的曲線齒錐齒輪,配對組成的相交軸齒輪副。和其它錐齒輪相比,其主要嚙合特點是:工作平穩、重合度大、噪聲小、傳功效率高、傳遞功率大、允許使用速度高、傳動比大、結構緊湊;軸向力大,且指向受轉向的影響;齒形復雜,設計制造較困難。這種齒輪副是錐齒輪副中的理想傳動形式,有代替直齒和斜齒錐齒輪副的趨勢。

      小螺旋角曲線齒錐齒輪副
      由兩個配對的平均螺旋角βm<15°的曲線齒錐齒輪組成的相交軸齒輪副。它和直齒錐齒輪副相比具有承載能力大(和鼓形直齒錐齒輪副相近),噪聲;齒面呈局部接觸,對安裝誤差不太敏感;齒形復雜、工藝性差等特點。和大螺旋角曲線齒錐齒輪副相比,具有相同的制造和安裝工藝;軸向力;承載能力小,噪聲大,允許使用的速度、轉速、傳遞的功率,傳動比等都較小等特點。

      等高齒錐齒輪副
      由兩個配對等高齒錐齒輪組成的相交軸錐齒輪副。屬于等頂隙錐齒輪副。擺線齒錐齒輪副,都屬此種;弧齒錐齒輪副也有采用等高齒的。

      等徑錐齒輪副
      錐齒輪副 - 齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元由兩個齒數相等的配對錐齒輪組成的軸交角∑=90°的錐齒輪副。

      鼓形齒直齒錐齒輪副
      由兩個配對的鼓形齒直齒錐齒輪組成的齒輪副(圖6-83)。其特點是:可任意控制接觸區,對彌補制造及安裝誤差有良好效果,可改善齒面應力分布狀態,避免齒端部載荷集中,從而提高承載能力,改善傳動質量、減少動載荷,降低噪聲,傳動質量和中小螺旋角的曲線齒錐齒輪副不相上下。它是直齒錐齒輪副的發展趨勢。圖6-83示出了兩種接觸狀態。

      平行軸錐齒輪副
      由兩個平頂齒輪相配組成的軸交角∑=180°的錐齒輪副(圖6-84)?蓚鬟f平行軸之間的運動和轉矩,實際上是一個錐形離合器或聯軸器。

      錐齒輪副 - 齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元

      平頂錐齒輪副
      由一個外錐齒輪與配對的一個平頂齒輪組成的相交軸齒輪副。分同錐頂(圖6-85a)和異錐頂(圖6-85b、c)兩種。同錐頂平頂錐齒輪副用于等高齒外錐齒輪的產形或用于收縮外錐齒輪的產形。異錐頂平頂錐齒輪副δ1<φ1時,用于等高齒異錐頂外錐齒輪的產形;δ1>φ1時,用于異錐頂等高齒長幅外擺線外錐齒輪的產形。

      雙重收縮齒錐齒輪副
      銀齒輪副的頂隙沿齒長保持與大端相等的數值,其特點與等頂隙錐齒輪副相同。它是由配對的雙重收縮齒錐齒輪組成的相交軸錐齒輪副。

      斜交同錐頂外嚙合錐齒輪副
      由兩個配對外錐齒輪組成的軸交角∑≠90°的相交軸錐齒輪副(圖6-86)。并且兩齒輪的錐頂重合。這種錐齒輪副很少應用。

      錐齒輪副 - 齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元

      斜交異錐頂外嚙合錐齒輪副
      由兩個相配外錐齒輪組成的∑≠90°的相交軸錐齒輪副(圖6-87),且兩錐齒輪的錐頂不重合。當圖中δ1<φ1時多用于i12>1的漸開線錐齒輪副;當圖δ1>φ1時多用于i12>4的且有重切危險的外擺線錐齒輪副。

      圓柱齒輪端面齒輪副
      由端面齒輪與配對的圓柱齒輪組成的相交軸齒輪副,軸交角∑=90°(圖6-88)。這種齒輪副用得不多,承載能力低,多用于手動操作機構。

      中螺旋角曲線齒錐齒輪副
      由兩個平均螺旋角在15°<βm<30°范圍內的曲線齒錐齒輪配對組成的相交軸錐齒輪副。其嚙合特性、適用場合、工藝條件都介于小螺旋角和大螺旋角曲線齒錐齒輪副之間。

      錐齒輪副 - 齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元

      錐齒少齒差齒輪副
      齒數差很少的錐齒內齒輪副。用于組成錐齒少齒差行星齒輪傳動機構。

      內嚙合錐齒輪副
      由一個錐角δ1<90°的外錐齒輪與一個相配的錐角δ2>90°的內錐齒輪組成的相交軸錐齒輪副(圖6-89)。軸交角∑>90°。安裝結構一般為同錐頂。
      多用于等高齒錐齒輪的產形。

      準正弦線齒錐齒輪副
      由兩個配對的準正弦線齒錐齒輪組成的相交軸齒輪副。它具有曲線齒錐齒輪副的一般嚙合特性。

      8字嚙合錐齒輪副
      由兩個配對的8字嚙合錐齒輪組成的相交軸錐齒輪副。它們在球面上的嚙合線,是一個完整的“8”字形封閉曲線。

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