單元二齒輪傳動【學習目標】1、掌握齒輪在汽車零部件上的運用；2、齒輪嚙合規律；3、掌握蝸桿傳動的應用特點；4、能根據各種齒輪傳動的特點選用齒輪傳動。一、齒輪傳動的類型與應用特點汽車變速箱齒輪傳動（一）齒輪傳動的應用特點1.齒輪傳動及其傳動比齒輪傳動——利用齒輪副來傳遞運動和（或）動力的一種機械傳動。傳動比：n1、n2——主、從動輪的轉速，r/minz1、z2——主、從動輪齒數

齒輪傳動的傳動比是主動齒輪轉速與從動齒輪轉速之比，也等于兩齒輪齒數之反比。優點：（1）能保持瞬時傳動比的恒定，傳動平穩可靠。（2）傳遞功率和速度范圍大。（3）傳動效率高。一般傳動效率為η=0.94~0.98（4）結構緊湊、維護簡便、使用壽命長。缺點：（1）齒輪的制造、安裝精度要求高，工作時有噪音。（2）不能實現無極變速，沒有過載保護作用。（3）不適宜用于中心距較大的場合。（二）齒輪傳動的常用類型兩軸平行兩軸不平行按輪齒方向按嚙合情況直齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動人字齒圓柱齒輪傳動外嚙合齒輪傳動內嚙合齒輪傳動齒輪齒條傳動相交軸齒輪傳動交錯軸齒輪傳動錐齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動蝸輪蝸桿傳動齒輪齒條——直齒齒輪齒條——斜齒1.平面齒輪傳動外嚙合——直齒外嚙合——斜齒1.平面齒輪傳動內嚙合——直齒內嚙合——斜齒人字齒傳動直齒圓柱齒輪：輪齒方向與齒輪母線平行斜齒圓柱齒輪：輪齒方向與齒輪母線方向傾斜一個角度人字齒齒輪：可以看成是由兩個螺旋角大小相等，方向相反的斜齒圓柱齒輪組成的2.空間齒輪傳動空間齒輪傳動其特點是兩個齒輪的軸線不平行，所以兩輪的相對運動是空間運動。它包括相交軸齒輪傳動和交錯軸齒輪傳動兩種。直齒圓錐齒輪傳動斜齒圓錐齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動蝸桿渦輪按照齒輪的工作條件不同，可以分為開式傳動和閉式傳動兩種。（1）開式齒輪傳動齒輪傳動裸露在外，故不能防塵且潤滑不良。因此，輪齒易磨損，壽命短，用于低速或低精度的場合，如水泥攪拌機齒輪、卷揚機齒輪等。（2）閉式齒輪傳動齒輪傳動安裝在密閉的箱體內。故密封條件好，且易于保證良好的潤滑，使用壽命長，用于較重要的場合，如汽車變速器齒輪、減速器齒輪、機床主軸箱齒輪等?！舅伎寂c練習】1.什么是齒輪傳動？齒輪傳動有哪些優缺點？2.按傳動軸的相對位置劃分，齒輪傳動分成哪幾種類型？二、常用齒輪傳動（一）直齒圓柱齒輪傳動1.漸開線齒廓的嚙合特性嚙合線：兩齒輪基圓的內公切線N1N2

，即嚙合點K的軌跡。節點：嚙合線與兩輪中心連線的交點C節圓：以O1O2

為圓心，過節點C所作的兩個相切的圓。嚙合角：過C所作的兩節圓的公切線tt與嚙合線N1N2

所夾的銳角。（1）能保持傳動比的恒定兩齒輪的傳動比為：i＝ω1／ω2＝O2P／O1P＝rb2／rb1＝r2′／r1′＝常數（2）具有傳動的可分離性由i＝ω1／ω2＝rb2／rb1＝常數，可知齒輪傳動比取決于其基圓的大小，而齒輪在加工好后，它的基圓是不變的。

兩輪中心距稍微有變化，也不會改變其瞬時傳動比，這種性質稱為漸開線齒輪中心距的可分性。

傳動的可分離性對漸開線齒輪的制造、安裝都是十分有利的。2.直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件pb1=pb2即πm1cosα1=πm2cosα2

（1）兩齒輪的模數必須相等，m1=m2（2）兩齒輪分度圓上的齒形角必須相等，α1=α2

直齒圓柱齒輪（二）斜齒圓柱齒輪傳動1.斜齒圓柱齒輪齒線為螺旋線的圓柱齒輪稱為斜齒圓柱齒輪，簡稱斜齒輪。

當發生面沿基圓柱作純滾動時，直線BB形成的一個螺旋形的漸開線曲面，稱為漸開線螺旋面。

βb稱為基圓柱上的螺旋角。2.斜齒圓柱齒輪傳動的特點齒的接觸線先由短變長，再由長變短，承載能力大，可用于大功率傳動輪齒上的載荷逐漸增加，逐漸卸掉，承載和卸載平穩、沖擊、振動和噪聲小，使用壽命長傳動平穩、沖擊、振動和噪音較小適用于高速重載的場合傳動時產生軸向力不能用作變速滑移齒輪3.斜齒圓柱齒輪主要參數和幾何尺寸端面：垂直于齒輪軸線的平面，用t作標記。法面：與輪齒齒線垂直的平面，用n作標記。β：斜齒圓柱齒輪螺旋角。

判別方法：將齒輪軸線垂直放置，輪齒自左至右上升者為右旋，反之為左旋。4．斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件一對斜齒輪的正確嚙合條件是：（1）兩齒輪法面模數相等，即mn1＝mn2（2）兩齒輪法面壓力角相等，即αn1

＝αn2（3）兩齒輪分度圓上的螺旋角相等，方向相反，即β1＝-β2斜齒圓柱齒輪（三）錐齒輪傳動錐齒輪機構用來傳遞兩軸相交的運動和動力。齒線是分度圓錐面的直母線的錐齒輪稱為直齒錐齒輪。直齒錐齒輪用于相交軸齒輪傳動，兩軸的交角通常為90°1．錐齒輪的齒廓形成2．直齒錐齒輪的正確嚙合條件標準直齒錐齒輪副的軸交角Σ=90°。一對直齒錐齒輪的正確嚙合條件為：（1）兩輪的大端模數相等，即m1=m2（2）兩輪的大端齒形角相等，即α1=α23．錐齒輪傳動的應用（四）齒輪齒條傳動斜齒條直齒條1.齒條齒輪的齒數增加到無窮多時，其圓心位于無窮遠處，齒輪上的基圓、分度圓、齒頂圓等各圓成為基線、分度線、齒頂線等互相平行的直線，漸開線齒廓也變成直線齒廓，齒輪即演化成為齒條。齒條的主要特點：齒廓上各點的法線相互平行。傳動時，齒條作直線運動，且速度大小和方向均一致。齒條齒廓上各點的齒形角均相等，且等于齒廓直線的傾斜角，標準值α為20o不論在分度線上、齒頂線上，還是在與分度線平行的其他直線上，齒距均相等，模數為同一標準值。【思考與練習】1.漸開線齒廓嚙合時有什么特性？2.什么叫節點？什么叫節圓？節圓與分度圓有什么區別？3.直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是什么？4.什么是斜齒輪？斜齒輪有什么特點？如何讓判別斜齒輪的旋向？5.斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是什么？6.什么是直齒錐齒輪？用于什么傳動？直齒錐齒輪的正確嚙合條件是什么？三、蝸桿傳動蝸桿傳動應用舉例（一）蝸桿傳動的組成及傳動比1．蝸桿傳動的組成蝸桿傳動是利用蝸桿副傳遞運動和（或）動力的一種機械傳動。蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成。一般蝸桿為主動件，蝸輪為從動件。蝸桿蝸輪2．蝸桿傳動的的傳動比主動的蝸桿角速度與從動的蝸輪角速度的比值，傳動比也等于蝸桿頭數與蝸輪齒數的反比。即i=ω1／ω2=n1/n2=z2/z1

ω1

，n1———主動蝸桿角速度、轉速；ω2，n2———從動蝸輪角速度、轉速；z1———主動蝸桿頭數；z2———從動蝸輪齒數。3．蝸桿傳動回轉方向的判定（1）蝸桿、蝸輪螺旋方向的判定蝸桿、蝸輪的螺旋方向可用右手法則判定：手心對著自己，四指順著蝸桿（蝸輪）的軸線方向。若旋向與右手拇指指向一致，該蝸桿（蝸輪）為右旋，反之為左旋。如圖所示。（2）蝸輪旋轉方向的判定左、右手法則：左旋蝸桿用左手，右旋蝸桿用右手，用四指彎曲表示蝸桿的回轉方向，拇指伸直代表蝸桿軸線，則拇指所指方向的相反方向即為蝸輪上嚙合點的線速度方向。（二）蝸桿傳動特點、類型1．蝸桿傳動的特點

（1）傳動比大，在動力傳動中，一般i=8～100；

（2）傳動平穩，噪聲低。

（3）結構緊湊，在一定條件下可以實現自鎖。（4）承載能力大

（5）蝸桿傳動效率低，發熱量大，磨損較嚴重。2.蝸桿傳動的類型根據蝸桿的不同形狀，蝸桿傳動可分為圓柱蝸桿傳動、環面蝸桿傳動和錐蝸桿傳動三種類型，如圖所示。其中圓柱蝸桿傳動在機械工程中應用最廣泛。圓柱蝸桿按螺旋齒面在相同剖面內其齒廓曲線形狀不同，又分為阿基米德蝸桿（ZA蝸桿），法面直廓蝸桿（ZN蝸桿）和漸開線蝸桿（ZI蝸桿）。其中，以阿基米德蝸桿加工最簡便，在機械傳動中應用廣泛。阿基米德蝸桿（三）蝸桿傳動的正確嚙合條件圓柱蝸桿傳動的正確嚙合條件如下：1．在中間平面內，蝸桿的軸向模數mx1和蝸輪的端面模數mt2相等，即mx1=mt2=m。2．在中間平面內，蝸桿的軸向壓力角

x1和蝸輪的端面壓力角

t2相等，即

x1=

t2=20°。3．蝸桿分度圓上的導程角

和蝸輪分度圓上的螺旋角

相等，且旋向相同，即

=

?！舅伎寂c練習】1.什么是蝸