齿轮与蜗杆转动
齿轮传动、蜗杆传动受力分析
Fn αn
Fr = F’ tgαn
长方体底面
β
F’
F'
β
F’ αn :法向压力角
β : 节圆螺旋角
F’=Ft /cosβ
三、直齿圆锥齿轮传动
两齿轮在节点啮合，忽略摩擦力，将沿齿宽分布的载 荷等效变换为集中作用在齿宽中点的法向力，通常将 法向力分解为相互垂直的三个分力：切向力、径向力、 轴向力。
主动齿轮受力计算公式：
2000 1 T Ft1 d m1 Fr1 Ft1 t an cos 1 Fa1 Ft1 t an sin 1 Fbn Ft1 cos
从动齿轮受力计算公式：
Ft2
2000 2 T d m2
Fr2 Ft2 t an cos 2 Fa2 Ft2 t an sin 2 Fbn Ft2 cos
齿轮传动、涡轮传动的受力分析
目录
一、直齿圆柱齿轮传动
二、斜齿圆柱齿轮传动 三、直齿圆锥齿轮传动 四、蜗杆传动
一、直齿圆柱齿轮传动
2T1 法向力： Fn d1 cos
圆周力：
Ft
r
2T1 d1
径向力： F
Ft tan
2013-4-29
二、斜齿圆柱齿轮传动
（1）圆周力Ft的方向在主动轮上与运 动方向相反，在从动轮上与运动方向 相同； （2）轴向力Fa的方向按主动轮的螺旋 线方向和转向，用左、右手螺旋定则 来确定。 （3）主动轮右旋，用右手；左旋，用 左手：四指弯曲方向表示主动轮的回 转方向，其拇指所指方向即为主动轮 上轴向力Fa1的方向；从动轮的轴向力
n1 n2
左、右手定则：四指n1、拇指反向：啮合点v2→n2
练习：
Fr1 Ft2 Fa2 ⊙ Ft1 Fa1 x Fr2
过程装备基础 第11章 齿轮传动与蜗杆传动
rb2 ’
ra2
2 OO 2 2
24
啮合线
点击图标播放
25
11.5
斜齿圆柱齿轮传动
11.5.1 斜齿圆柱齿轮的形成及其传动特点
(1)齿廓曲面的形成 基圆柱上的螺旋角： b 分度圆柱上的螺旋角：
发生面 K K A 发生面 发生面 K
渐开线 ？端面齿形
b
K
A
B
A B
A
直齿轮齿廓曲面的形成
40
(5)齿面塑性变形
原因：用软钢或其它较软的材料制造的齿轮在重 载下工作。 条件：低速、起动频繁和瞬时过载。 现象：渐开线形状被破坏，瞬时传动比不恒定。 措施：提高齿面硬度，采用油性好的润滑油。
41
11.6.2 齿轮材料及热处理 (1)齿轮材料
45号钢 中碳合金钢 金属材料 低碳合金钢 最常用，经济、货源充足 40Cr、40MnB、35SiMn等 20Cr、20CrMnTi等
* 齿根圆直径 d f d 2hf ( z 2ha 2c* )m
基圆直径 db d cos mzcos
p m 齿距 齿厚与槽宽 s e m / 2
基圆齿厚
pb db / z mzcos / z m cos p cos
43
(3)按齿面硬度分类
软齿面( HBS≤350)齿轮:
主要失效形式：齿面点蚀。 应用：多用于中、低速传动。 热处理：调质或正火处理，热处理后再进行轮齿的精切。
硬齿面( HBS>350)齿轮:
主要失效形式：齿根弯曲疲劳折断。 应用：高速、中载、无猛烈冲击的重要齿轮。
热处理：中碳钢经表面淬火处理或用低碳钢经表面渗碳淬火处理。
机械设计习题五 齿轮传动和蜗杆传动
作业五（齿轮传动、蜗杆传动）一、选择题1. 一对齿轮传动，小齿轮齿面硬度大于350HBS ，大齿轮齿面硬度小于350HBS ，传递动力时 。
A. 小齿轮齿面最大接触应力较大B. 大齿轮齿面最大接触应力较大C. 两齿轮齿面最大接触应力相等D. 与齿数、材料有关，不一定哪个大2. 两对齿轮的工作条件、材料、许用应力均相同，这两对齿轮的 。
A. 接触强度和弯曲强度均相同B. 接触强度和弯曲强度均不同C. 接触强度不同和弯曲强度相同D. 接触强度相同和弯曲强度不同3. 在确定齿轮传动中大小齿轮的宽度时，常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮稍宽一些， 目的是 。
A. 使小齿轮的弯曲强度比大齿轮的高一些B. 便于安装，保证接触线长度C. 使传动平稳，提高效率D. 使小齿轮每个齿啮合次数4. 高速重载闭式齿轮传动中的主要失效形式为 。
A. 轮齿疲劳折断B. 齿面磨损C. 齿面疲劳点蚀D. 齿面胶合5. 中、小功率闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是 。
A. 轮齿疲劳折断B. 齿面疲劳点蚀C. 齿面磨损D. 齿面胶合6. 下列措施中，不利于减轻和防止齿面点蚀发生的是 。
A. 提高齿面硬度B. 采用粘度低的润滑油C. 降低齿面粗糙度 C. 采用较大变位系数7. 齿轮传动中，轮齿疲劳点蚀，通常首先发生在 。
A. 齿顶部分B. 靠近节线的齿顶部分C. 齿根部分D. 靠近节线的齿根部分8. 齿轮传动中，齿面接触应力的变化特征可简化为 变应力。
A. 对称循环变应力B. 脉动循环变应力C. 静应力D. 不稳定变应力9. 一对标准渐开线齿轮作减速传动时，若两轮材料、热处理及齿面硬度均相同，则有 。
A. 12F F σσ<B. 12F F σσ=C. 12F F σσ>D. 12F F σσ≥10. 两个标准直齿圆柱齿轮，轮1的模数m 1=5 mm ，齿数z 1=30；轮2的摸数m 2= 3mm ，齿数z 1=50，则齿形系数和应力校正系数的乘积Y F1Y Sa1 Y F2Y Sa2。
第20章 齿轮传动和蜗杆传动
传动。
3、圆锥齿轮的分类
1）、按齿线形状分为：直齿，斜齿，曲齿。 较广泛
直齿
斜齿
逐渐被淘汰
曲齿
2）按啮合形式分为：
• 外啮合、内啮合、平面啮合。 • （见课本244页图20—13）
4、正确啮合条件：
• 两轮大端模数、齿形角相等，均为 • 标准值。
直齿圆柱齿轮传动（按啮合情况）分为：
A、外啮合齿轮传动 B、内啮合齿轮传动 C、齿轮齿条传动
相交轴传动：
A、直齿锥齿轮传动 B、曲齿锥齿轮传动
交错轴传动：
• A、交错轴斜齿轮传动 • B、蜗杆传动 • C、准双曲面齿轮传动
（2）按齿廓曲线分为：
• • • • A、渐开线齿轮传动 B、摆线齿轮传动 C、圆弧齿轮传动 （最基本、最普遍的齿轮传动—— 外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动）
B、齿面点蚀
齿面接触应力当超过疲劳极限时， 表面产生微裂纹、高压油挤压使裂 纹扩展、微粒剥落而形成麻点，这 种损坏现象称为点蚀。点蚀首先出 现在节线的齿根表面处。
C、齿面胶合
两齿面作相对滑动时， 粘住的齿面被撕破， 从而在齿面上沿着滑 动方向形成带状或大 面积伤痕。
措施：
• • • • • 选用粘度较高具有极压添加剂的润滑油。 采用较好的供油方式以保持热平衡的油量。 选用不同材质的硬化钢作材料。 选用不易粘着的材料。 降低表面粗糙度值。
1、特点 1）每个瞬时接触线都不与轴线平行， 是倾斜的。 2）接触线长度由零逐渐增大，当达到 一定位置后，又逐渐缩短，直到脱离啮合 3）传动平稳，承载能力较大。（同时 啮合的齿数比直齿轮机构多） 4）产生轴向力，且不用作变速滑移齿 轮
2、主要参数
齿轮传动与蜗杆传动的特点
齿轮传动与蜗杆传动的特点
1.齿轮传动
特点：瞬时传动比稳定，效率高，速度和功率范围大，可靠，寿命长，可传递空间任意两轴间的运动，紧凑；制造和安装精度高，不适合中心距大的场合，无过载保护，有噪声和振动
直齿传动正确啮合条件：两个齿轮的模数和压力角分别相等，且等于标准值
齿轮加工：铸造法、热轧法、冲压法、粉末冶金法、切削法 仿形法、范成法 齿轮插刀、齿条插刀、齿轮滚刀））斜齿传动：接触线的长度是逐渐变化的，传动平稳，冲出和噪声小；轴向力大
锥齿传动：用来传递相交轴间的运动和动力，齿宽、齿厚是变化的。
失效形式：轮齿折断、点蚀、磨损、胶合、塑性变形
齿轮结构：齿轮轴、实心式、腹板式、轮辐式
2.蜗杆传动
组成：蜗杆、蜗轮、机架
特点：传动比大，结构紧凑，传动平稳，噪声小，有自锁性；传动效率低，造价高
失效形式：胶合、齿面点蚀、齿面磨损
材料：蜗杆一般用碳钢或合金钢，蜗轮一般用青铜合金或铸铁
结构：蜗杆常和轴做成一体，蜗轮分整体式和组合式。
蜗杆传动及锥齿轮传动
（5） 蜗杆机构运动转向的判断方法。 ） 蜗杆机构运动转向的判断方法。
啮合点处的速度方向与拇指的指向相反。 啮合点处的速度方向与拇指的指向相反。 相反
蜗杆机构
四指顺蜗杆转向握拳， 垂直于四指方向 右旋蜗杆：右手四指顺蜗杆转向握拳 拇指垂直于四指方向， 右旋蜗杆：右手四指顺蜗杆转向握拳，拇指垂直于四指方向，则蜗轮在
。
直齿锥齿轮机构
二、直齿锥齿轮的几何尺寸计算 直齿锥齿轮的大端模数为标准值，相关参数也在大端度量。 大端模数为标准值 * 直齿锥齿轮的大端模数为标准值，相关参数也在大端度量。 直齿锥齿轮的齿是从大端向小端逐渐收缩的，按顶隙的不同， * 直齿锥齿轮的齿是从大端向小端逐渐收缩的，按顶隙的不同， 不等顶隙收缩齿和 两种类型。 分为不等顶隙收缩齿 等顶隙收缩齿两种类型 分为不等顶隙收缩齿和等顶隙收缩齿两种类型。
* 锥齿轮的轮齿分布在圆锥上， 锥齿轮的轮齿分布在圆锥上， 有直齿和曲线齿之分。 有直齿和曲线齿之分。
本节只简单介绍 直齿锥齿轮机构
圆柱齿轮中的分度圆柱等， * 圆柱齿轮中的分度圆柱等，在 分度圆锥、 锥齿轮中分别成为分度圆锥 锥齿轮中分别成为分度圆锥、 齿顶圆锥、基圆锥等。 齿顶圆锥、基圆锥等
直齿锥齿轮机构
一、直齿锥齿轮齿廓的形成 半径R与基圆锥锥距相等 与基圆锥锥距相等， * 半径 与基圆锥锥距相等，且 圆心与锥顶重合的圆平面绕 基圆锥作纯滚动时， 基圆锥作纯滚动时，其任一 半径OK展出的曲面称为渐开 展出的曲称为渐开 半径 展出的曲面称为 线锥面。 线锥面。
*
球心在锥顶、半径为R的球面 的球面， 球心在锥顶、半径为R的球面， 与渐开线锥面的交线称为球面 与渐开线锥面的交线称为球面 渐开线。 渐开线。 * 球面渐开线是锥齿轮齿廓的理论曲线 。 由于球面不能展开，给锥齿轮的设计制造带来困难， * 由于球面不能展开，给锥齿轮的设计制造带来困难， 应想办法加以解决。 应想办法加以解决。
分享10个机械传动动图，卫星锥齿轮、行星传动、蜗杆传动都有
分享10个机械传动动图，卫星锥齿轮、行星传动、蜗杆传动都有
科技智能制造
2020-03-06 11:55:30
分享一组机械传动动态图，包括卫星锥齿轮、行星传动、蜗杆传动的各种不同方式，直观易懂。
1. 卫星锥齿轮↓
2. 行星传动↓
3. 蜗杆传动1Biblioteka 齿轮箱↓4. 蜗杆传动2：齿轮箱↓
5. 蜗杆传动3：旋转和滚动蜗杆↓
6. 蜗杆传动4：旋转和平移蜗杆↓
7. 蜗杆传动5：轮绕蜗杆↓
8. 蜗杆传动6：旋转和滚动蜗杆轨迹↓
9. 蜗杆传动7：轮绕螺杆旋转轨迹↓
10. 钣金齿轮↓
蜗轮蜗杆原理
蜗轮蜗杆原理
蜗轮蜗杆传动是一种常见的传动机构，它利用蜗杆和蜗轮的啮合来实现动力传递和变速。
蜗杆是一种外形像螺旋的圆柱体，其表面有螺旋状的槽沟。
蜗轮则是一种圆盘状的零件，其边缘有螺旋状的齿轮。
蜗杆通过与蜗轮的啮合，使得蜗轮可以旋转，从而实现力的传递。
蜗杆蜗轮传动的原理可以简单描述为以下几个步骤：
1. 当蜗杆旋转时，蜗杆的螺旋槽沟会与蜗轮的齿轮相啮合。
由于蜗杆的斜面角度较大，蜗杆旋转一周，蜗轮只能前进一定距离。
2. 蜗杆的啮合作用会使蜗轮产生一个垂直于齿轮面的力，这个力称为径向力。
径向力会将蜗轮固定在蜗杆上，防止其脱离。
3. 由于蜗杆螺旋槽沟的特殊形状，蜗轮在断面上的齿轮面会形成一个椭圆形的轨迹，这使得蜗轮的齿轮面与蜗杆的啮合点不断改变，从而实现了连续的传动。
4. 蜗杆螺旋槽沟的形状也决定了蜗轮在传动过程中的速度变化。
由于蜗杆的斜面角度不变，蜗轮的速度会随着其所在位置的改变而改变。
通常情况下，蜗轮的转速会降低，但输出转矩会增加。
5. 蜗轮的大小和蜗杆的螺旋槽沟数量决定了传动的速比。
一般来说，蜗轮的直径越大，传动速比越大。
蜗轮蜗杆传动具有传动效率高、传动比稳定、结构紧凑等优点，因此被广泛应用于汽车变速器、工程机械、机床等领域。
但也需要注意，由于蜗轮与蜗杆的啮合接触面积较小，所以在高负
荷、高速应用时容易产生磨损和热量，需要注意润滑和冷却措施。
齿轮传动蜗杆传动带传动链轮传动的优缺点超全
齿轮传动蜗杆传动带传动链轮传动的优缺点超全1.齿轮传动齿轮传动是利用齿轮之间的啮合传递动力和运动的一种机械传动形式。
齿轮传动具有传动效率高、传递大扭矩、精度高等特点，适用于高速、大功率传动系统。
齿轮传动的优点如下：-传动效率高：齿轮传动的传动效率一般在95%以上，能有效传递动力，减少能量损失。
-传动精度高：齿轮传动的传动精度较高，能够确保精确传递运动和力矩。
-扭矩传递能力强：齿轮传动能够传递较大的扭矩，适用于大功率传动。
-可设计多级传动：齿轮传动可以设计成多级传动，以满足不同传动比的要求。
齿轮传动的缺点如下：-噪音大：齿轮传动在运动过程中产生啮合噪音，对周围环境和操作人员有一定影响。
-需要润滑：齿轮传动需要进行润滑，以减少摩擦和磨损。
-需要精确制造：齿轮传动的齿轮需要精确制造，成本较高。
2.蜗杆传动蜗杆传动是利用蜗杆与蜗轮之间的啮合来实现传递动力和运动的一种传动形式。
蜗杆传动具有传动比稳定、传递大扭矩等特点，适用于较低速、大扭矩的传动系统。
蜗杆传动的优点如下：-传动比稳定：蜗杆传动的传动比较稳定，可以实现一定的减速作用。
-传递大扭矩：蜗杆传动能够传递较大的扭矩。
-自锁性好：蜗杆传动具有很好的自锁性能，可以防止负载反转。
蜗杆传动的缺点如下：-传动效率低：蜗杆传动的传动效率一般在50%左右，能量损失较大。
-寿命较短：蜗杆传动容易产生磨损和疲劳，寿命较短。
-要求润滑：蜗杆传动需要进行润滑，在使用过程中需要定期加油保养。
3.带传动带传动是利用带轮和皮带之间的摩擦来传递动力和运动的一种传动形式。
带传动具有结构简单、噪音小等特点，适用于较低功率、较高速度的传动系统。
带传动的优点如下：-结构简单：带传动由带轮和皮带组成，结构简单，易于安装和维修。
-吸振效果好：带传动具有较好的吸振效果，可以减少震动和噪音。
-传动比可变：带传动的传动比可以通过改变带轮的直径来调整。
带传动的缺点如下：-传动效率低：带传动的传动效率一般在90%左右，能量损失较大。
齿轮、蜗杆旋向、转向和作用力判断
齿轮、蜗杆旋向、转向和作用力判断1、斜齿轮啮合传动时的旋向、轴向力和转向判断①判定主从齿轮的旋向：看齿是左高还是右高,左高就左旋,右高就右旋。
②轴向力判断：主动齿左旋用左手,右旋用用右手，四指握向齿轮的旋转方向，大拇指就是轴向力方向，要是被动齿就用与旋向相反的手，或从与其啮合的主动齿的轴向力的方向与作用力与反作用力判断。
③作用于主动轮上的圆周力与转向相反，作用于从动轮上的圆周力与转向相同。
④主从动轮的轴向力、圆周力和径向力对应大小相等、方向相反。
2、蜗杆蜗轮啮合传动时的旋向、轴向力和转向判断①蜗杆蜗轮旋向：将蜗杆或蜗轮轴线竖起，螺旋线右面高为右旋，左高为左旋。
②轴向力：右旋用右手法则，左旋用左手法则，主动蜗杆为右旋用右手四个手指顺着蜗杆的转向握住蜗杆，大拇指的指向即为轴向力。
③作用于主动轮上的圆周力与转向相反，作用于从动轮上的圆周力与转向相同。
④蜗杆和蜗轮之间的圆周力和轴向力、轴向力和圆周力、两个径向力分别对应大小相等、方向相反。
3、轴交角为90度的标准锥齿轮受力分析①圆周力方向：作用于主动轮上的圆周力与转向相反，作用于从动轮上的圆周力与转向相同。
②径向力方向：不论主、从动轮，其径向力均指向各自的轮心。
③轴向力方向：由小端指向大端。
④主从锥齿轮之间的径向力和轴向力、轴向力和径向力、两个圆周力分别对应大小相等、方向相反。
4、斜齿轮、锥齿轮、蜗杆蜗轮均有：作用于主动轮上的圆周力与转向相反，作用于从动轮上的圆周力与转向相同。
5、外啮合主从斜齿轮的旋向相反，内啮合主从斜齿轮的旋向相同。
6、外啮合主从齿轮的转向相反，内啮合主从齿轮的转向相同。
7、蜗杆、蜗轮的旋向相同。
8、径向力Fr：外齿轮指向各自轮心；内齿轮背离轮心。
9、各力作用位置：齿宽一半处的节点上。
10、不同视图上转向的表现。
11、主从锥齿轮转向的一致性。
蜗杆与直齿轮啮合条件(一)
蜗杆与直齿轮啮合条件(一)蜗杆与直齿轮啮合条件1. 引言蜗杆与直齿轮是一种常见的传动装置，广泛应用于机械设备中。
在实际应用中，为了保证蜗杆与直齿轮的正常工作，需要满足一定的啮合条件。
本文将介绍蜗杆与直齿轮的啮合条件。
2. 蜗杆与直齿轮的基本原理蜗杆与直齿轮传动是通过蜗杆的旋转运动将转矩传递给直齿轮，从而实现速度和转矩的传递。
蜗杆的螺旋形状使其能够将输入齿轮的转动运动转化为输出齿轮的转动运动。
3. 蜗杆与直齿轮的啮合条件蜗杆与直齿轮的啮合条件主要包括以下几个方面：•啮合角条件：蜗杆与直齿轮的啮合面的在啮合点处的切线与蜗杆轴线的夹角称为啮合角。
啮合角的大小应根据实际应用要求来确定，通常不超过20度。
•摩擦角条件：蜗杆与直齿轮的啮合面的切线与啮合面法线的夹角称为摩擦角。
摩擦角的大小应控制在一定范围内，过小会导致啮合面分离，过大会增大摩擦损失。
•啮合传动比条件：蜗杆与直齿轮的啮合传动比为蜗杆的转速与直齿轮的转速之比。
啮合传动比决定了输出齿轮的转速与转动方向。
•啮合条件的综合考虑：蜗杆与直齿轮啮合时，以上条件需要综合考虑，通过调整蜗杆与直齿轮的几何参数以及使用适当的材料和润滑方式，以满足实际的工作要求。
4. 蜗杆与直齿轮的应用举例蜗杆与直齿轮传动具有传动比大、传动平稳等特点，因此在很多机械设备中得到广泛应用。
以下是一些蜗杆与直齿轮传动的应用举例：•工程机械：蜗杆与直齿轮传动被广泛应用于挖掘机、起重机等工程机械中，用于提供强大的转矩和稳定的传动性能。
•电动汽车：电动汽车的减速器中常使用蜗杆与直齿轮传动，实现电动机的转速降低和扭矩的放大。
•机床设备：在机床设备中，蜗杆与直齿轮传动被用于实现主轴、进给轴等部分的传动，具有较高的精度和较好的刚性。
5. 总结蜗杆与直齿轮是一种常见的传动装置，在实际应用中需要满足一定的啮合条件，包括啮合角条件、摩擦角条件、啮合传动比条件等。
蜗杆与直齿轮传动具有广泛的应用领域，在工程机械、电动汽车、机床设备等领域发挥着重要作用。
机械设计基础第五章 齿轮传动与蜗杆传动
第十节 轮系
一、轮系及其分类 1 轮系的概念----由一系列齿轮组成的传动系统称之。
2 轮系的分类----定轴轮系和行星轮系两大类。
二、定轴轮系的传动比计算
包含传动比大小的计算和转向的确定。 1 一对 圆柱齿轮啮合的传动比
2 定轴轮系的传动比：
1）轴线平行的定轴轮系（以图5--30为例分析） 2）轴线不平行的定轴轮系（以图5--32为例分析）。 三、简单行星轮系传动比计算 四、轮系的功用 1 传递相距较远的两轴间的运动和动力；2 实现分路传 动；3 实现变速传动；4 获得大传动比；5 用做运动的合 成和分解。 作业：32、33、34、36
四、径节制齿轮简介
英、美等国的标准制度；
径节——齿数与分度圆直径（英寸）的比值。DP
第四节 渐开线齿轮的啮合
一、渐开线齿轮可以保证定传动比传动 二、渐开线齿轮传递的压力方向不变 三、渐开线齿轮中心距具有可分性
（以上三点为：渐开线齿轮传动的特点）源自四、渐开线齿轮正确啮合的条件
五、直齿轮的标准中心距
六、连续传动条件
蜗
轮
pa
2 基本参数：
1）模数m和压力角； 2）蜗杆分度圆直径和导程角（如右图）；
d 1
蜗 杆 加 工
蜗 轮 加 工
3）蜗杆头数和蜗轮齿数；
4）标准中心距和传动比 3 蜗杆传动的几何尺寸（表5--10）
p z(导程)=z 1p a
三、蜗杆传动的失效和常用材料 1 蜗杆传动的失效形式 主要是蜗轮，和齿轮失效形式相似-------磨 损、胶合、疲劳点蚀和轮齿折断。 闭式传动中：胶合和点蚀； 开式传动：主要是磨损。 2 蜗杆、蜗轮的常用材料 1）蜗杆传动的相对滑动速度Vs 2）蜗杆材料 3）蜗轮材料
齿轮传动的主要形式
齿轮传动的主要形式
齿轮传动是一种常见的机械传动方式，它通过齿轮的啮合来传递动力和转矩。
齿轮传动的主要形式包括直齿轮传动、斜齿轮传动、蜗杆传动和锥齿轮传动等。
直齿轮传动是最常见的一种形式，它由两个啮合的直齿轮组成。
直齿轮传动具有结构简单、传动效率高的特点，广泛应用于各种机械设备中。
例如，汽车的变速箱就采用了直齿轮传动来调节车速和提供不同的马力输出。
斜齿轮传动是直齿轮传动的一种改进形式，它的齿轮齿面不是平行的，而是倾斜的。
斜齿轮传动能够更好地分散载荷和减小齿轮间的啮合冲击，提高传动效率和工作平稳性。
斜齿轮传动常用于需要高精度传动和大扭矩输出的设备，如工程机械和船舶。
蜗杆传动是一种特殊的齿轮传动，它由蜗杆和蜗轮组成。
蜗杆的螺旋齿与蜗轮的齿轮啮合，实现传递力和转矩的目的。
蜗杆传动具有传动比大、传动平稳的特点，广泛应用于起重机、机床和矿山机械等领域。
锥齿轮传动是一种用于传递力和转矩的特殊齿轮传动。
它由两个锥形齿轮组成，齿轮齿面呈锥形。
锥齿轮传动常用于需要将转动方向改变90度的场合，如汽车的后桥传动和摩托车的传动系统。
除了以上几种主要的齿轮传动形式，还有一些特殊的齿轮传动，如
行星齿轮传动、内啮合齿轮传动和直线齿轮传动等。
这些传动形式都有各自特点和应用领域，可以根据具体的需求选择合适的传动方式。
齿轮传动是一种重要的机械传动方式，广泛应用于各个领域。
了解不同的齿轮传动形式，可以帮助我们更好地理解和应用这一传动原理，提高机械设备的传动效率和可靠性。
蜗杆传动工作原理
蜗杆传动工作原理蜗杆传动是一种常见的机械传动方式，其主要由蜗杆和蜗轮组成。
蜗杆是一种螺旋状的圆柱体，其表面上有一条螺旋线，与之相配的蜗轮则是一个圆柱体，其外表面上有一系列齿轮。
蜗杆通过与蜗轮的啮合，实现了动力的传递和转换。
在蜗杆传动中，蜗杆作为主动轴，通过旋转带动蜗轮转动。
蜗轮的齿数通常要比蜗杆的螺旋线的周长大得多，这样可以通过蜗杆的旋转，使蜗轮每转动一周，蜗杆只能沿着螺旋线移动一个齿距的长度。
因此，蜗杆传动具有很大的减速比，能够实现大转速和小力矩之间的转换。
蜗杆传动的工作原理可以简单地描述为：当蜗杆旋转时，螺旋线上的齿与蜗轮齿轮的齿相互啮合，使蜗轮开始转动。
由于蜗杆的螺旋线与蜗轮的齿数之间的差异，蜗轮在每转动一周的过程中只能前进一个齿距的长度。
因此，蜗轮的转速会比蜗杆的转速低很多，而扭矩则相应地增加。
蜗杆传动的工作原理可以进一步分为两个方面来解释。
首先，由于螺旋线的存在，蜗轮在转动的过程中会不断地推动蜗杆沿着螺旋线方向移动。
因此，蜗杆传动不仅可以实现转动，还可以实现线性运动。
其次，蜗轮的齿与蜗杆的螺旋线之间的啮合形成了一个斜面副，这样可以实现斜面传动的功能。
斜面传动的特点是能够将大力矩转换为小力矩，同时减小了传动过程中的摩擦力。
蜗杆传动具有许多优点，使其在许多机械传动中得到广泛应用。
首先，蜗杆传动可以实现大的减速比，使其适用于需要大转矩和小转速的场合。
其次，蜗杆传动的结构简单紧凑，占用空间小，易于安装和维护。
再次，蜗杆传动的传动效率较高，摩擦损失相对较小。
此外，蜗杆传动还具有自锁的特性，即使在停止输入动力的情况下，输出轴也能保持位置不变。
然而，蜗杆传动也存在一些缺点。
首先，由于蜗杆传动的齿轮啮合面积相对较小，所以其承载能力较低。
其次，由于蜗杆传动的工作过程中存在滑动摩擦，因此摩擦损失较大，传动效率相对较低。
再次，蜗杆传动的制造成本较高，加工和安装要求较为严格。
总的来说，蜗杆传动是一种常见且重要的机械传动方式。
齿轮与蜗杆转动总结
齿轮与蜗杆转动总结————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：蜗杆传动1．如图所示为一蜗杆起重装置。
已知：蜗杆头数11=z ，模数5=m ，分度圆直径601=d ｍｍ，传动效率25.0=η，卷筒直径320=D ｍｍ，需要提起的重量6300=G Ｎ，作用在手柄上的力280=F ，手柄半径180=l mm 。
试确定：G1Z 2Z lD蜗杆起重装置(1) 蜗杆的齿数2z(2) 蜗杆所受的轴向力1a F 的大小及方向； (3) 提升重物时手柄的转向。
解：（1）通过手柄施加给蜗杆的驱动转矩为：mm N Fl T ⋅⨯=⨯==411004.5180280提升重物Ｇ所需要的蜗轮的转矩为：mm N D G T ⋅⨯=⨯=⨯=6210008.1232063002 由于1T 和2T 满足的关系式：ηi T T 12=，因此有：5025.01004.510008.14612=⨯⨯⨯==ηT T i 所以5012==i z z（２）蜗杆所受的轴向力1a F 为：N mz T d T F F t a 806422222221===-= 1a F 的方向水平向右。
（3）当提升重物时，蜗轮逆时针转动，蜗杆所受轴向力水平向右，由于蜗杆右旋，所以，根据右手定则可以判断出手柄的转向为竖直向下（即从手柄端看为顺时针方向）。
2．如果所示为一升降机传动装置示意图。
已知电动机功率KW P 8=，转速m in /9701r n =，蜗杆传动参数为11=z ，402=z ,mm m 10=，8=q ，'''30207ο=λ,右旋，蜗杆蜗轮副效率75.01=η。
设整个传动系统的总效率为68.0=η，卷筒直径mm D 630=。
试求：VQ1n 电D2341a F 1r F 升降机传动装置示意图(a)(b)n11a F 1r F 1t F(1) 当升降机上行时，电动机的转向（在图中标出即可）； (2) 升降机上行时的速度v ； (3) 升降机的最大载重量Ｑ；(4) 蜗杆所受的各分力的大小及方向（方向在图中标出即可）。
第七章 常用传动方式——齿轮传动和蜗杆传动
7.1.1 齿轮传动的应用特点
（3）对齿轮传动的基本要求 采用齿轮传动时，因啮合传动是个比较复杂的 运动过程，对其要求是： ①传动要平稳 要求齿轮在传动过程中，任何 瞬时的传动比保持恒定不变。以保持传动的平稳 性，避免或减少传动中的噪声、冲击和振动。 ②承载能力强 要求齿轮的尺寸小，重量轻， 而承受载荷的能力大。即要求强度高，耐磨性好， 寿命长。
7.1.1 齿轮传动的应用特点 （1）传动比 右图所示的一对齿轮中， 设主动齿轮的转速为n1，齿 数为z1，从动齿轮的转速为 n2，齿数为z2，由于是啮合 传动,在单位时间里两轮转过 的齿数应相等，即 ， z1 n1 z 2 n2 由此可得一对齿轮的传动比 为
n1 z 2 i n2 z1
（2）应用特点 在机械传动中，齿轮传动应用最广泛。在工 程机械、矿山机械、冶金机械以及各类机床中都 应用着齿轮传动。齿轮传动所传递的功率从几w 至几万kW；它的直径从不到1mm的仪表齿轮， 到10 m以上的重型齿轮；它的圆周速度从很低 到100m／s以上。大部分齿轮是用来传递旋转 运动的，但也可以把旋转运动变为直线往复运动， 如齿轮齿条传动。
渐开线——常用
摆 线——计时仪器 圆 弧——承载能力较强
两轴线平行的圆柱齿轮传动 外啮合直齿轮 内啮合直齿轮
斜齿圆柱齿轮
人字齿圆柱齿轮
齿轮齿条传动
相交轴齿轮传动
按传动轴相对位置 平行轴齿轮传动 相交轴齿轮传动 交错轴齿轮传动
平行轴齿轮传动 又称为平面齿轮 传动机构
相交轴齿轮传动机构和交错 轴齿轮传动机构统称为空间齿轮 传动机构
按工作条件 开 式——适于低速及不重要的场合 半开式——农业机械、建筑机械及简单机械设备 （只有简单防护罩） 闭 式——润滑、密封良好，—汽车、机床及航空 发动机等的齿轮传动中 按齿形
斜齿轮、蜗轮蜗杆旋向与受力分析
一、如何判断齿轮的旋向
斜齿轮，蜗轮蜗杆，都可以用此方法判断旋向。
（如图所示摆放齿轮，轴线竖着正对着自己，齿轮线往
左就左旋，往右则为右旋）
二、斜齿轮与直齿锥齿轮联合传动
1、直齿圆锥齿轮的轴向力a F 一定指向齿轮分度圆方向（如下图)，径向力r F 指向轴心,周向力t F 根据主反从同的原则，（如下图，齿轮向外转出,周向力的方向则为向里面）。
从动轮根据力的相互性，得出受力情况.
2、斜齿轮轴向力根据左右手法则：比如右旋齿轮，就用右手，四指按齿轮旋转方向握，大拇指所指方向就是轴向力的方向,被动轮与主动轮的相反。
（可以通过轴向力、旋向、转向其中的两个推出第三个)周向力的方向根据主反从同的原则得出。
（左图的旋向为自左向右)
PS ：(如下图减速箱二级齿轮,3号齿轮按照主动轮判断力的方向）
三、蜗轮蜗杆传动
1、蜗轮蜗杆轮齿旋向相同：蜗轮右旋、蜗杆右旋；
2、用手势确定蜗轮的转向：
右旋蜗杆:伸出左手,四指顺蜗杆转向，则蜗轮的切向速度的方向与拇指指向相同.
左旋蜗杆：用右手判断，方法一样。
3、蜗轮蜗杆的周向力也遵守主反从同的规律;。
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蜗杆传动1 •如图所示为一蜗杆起重装置。
已知：蜗杆头数 乙1，模数m 5，分度圆直径d i 60 mm,传动效率0.25，卷筒直径D 320 mm,需要提起的重量G 6300N,作用在手柄上的力F 280，手柄半径I 180mm 。
试确定：Z 2G蜗杆起重装置(1)蜗杆的齿数Z 2 ⑵ 蜗杆所受的轴向力F a1的大小及方向; (3)提升重物时手柄的转向。
解：(1 )通过手柄施加给蜗杆的驱动转矩为：4T 1 FI 280 180 5.04 10 N mm提升重物G 所需要的蜗轮的转矩为：T 2 G 号6300 3206 卜1.008 10 N mm 2 由于T 1和T 2满足的关系式：T 2TJ ，因此有：.T 2 1.008 106 门CH iT 1 4 505.04 1040.25所以 Z 2 Z 1i 50(2)蜗杆所受的轴向力F a1为：F a1F t2经空28064 Nd 2 mz 2F a1的方向水平向右。
(3)当提升重物时，蜗轮逆时针转动，蜗杆所受轴向力水平向右，由于蜗杆右旋，所以, 根据右手定则可以判断出手柄的转向为竖直向下(即从手柄端看为顺时针方向)<2 •如果所示为一升降机传动装置示意图。
已知电动机功率P 8KW ，转速432D-n 电F an1V1F tiiQ⑻(b)on inn a2 40 i viFr1F r F a10.68，卷筒直径D 630mm 。
试求:升降机传动装置示意图蜗轮2所产生的转矩 T 2为：T 2 T 1i 1 2363N m 所以，蜗杆所受的各分力的大小为:n 1 970r/min ,蜗杆传动参数为z 11 , z2 40 , m 10mm , q 8 ,7 2030'',右旋，蜗杆蜗轮副效率 10.75。
设整个传动系统的总效率为(1) 当升降机上行时，电动机的转向(在图中标出即可)； (2) 升降机上行时的速度v ; (3) 升降机的最大载重量Q;⑷ 蜗杆所受的各分力的大小及方向(方向在图中标出即可) 解：当升降机上行时，电动机的转向 n 电如图(a )所示。
又因为卷筒3的线速度即为升降机上行的速度，所以:(2) 升降机的最大载重量 Q 为：Q -v(3) 对蜗杆进行受力分析， 其各分力的方向如图1000 (b)所示。
0686800N8 0.8升降机工作时电动机对蜗杆1的驱6P动转矩T 1为：T 19.55 10 —n 178.76N mF t 2 纽互 H815N d 2 mz 2n 1 z 240(1)因为传动比i 」」40，所以有: n 2 z 1124.25r/min匹 0.8m/s60 10002T 1 2T 1 2 78.76 103 d 1 mq 10 81969N9703 •如图所示机械传动系统，已知电机转向，试分析：(在图上画出或写出)斜齿轮i机械传动系统(1)为使II轴所受的轴向力最小，确定两斜齿圆柱齿轮螺旋线的方向。
(2)确定蜗轮旋转方向和螺旋线方向。
⑶ 画出II轴上斜齿圆柱齿轮受力的三个分力的方向。
(4)画出II轴上锥齿轮受力的三个分力的方向。
解：(1) 首先由II轴上锥齿轮3的轴向力指向大端，即水平向右，得到II轴上斜齿轮2的轴向力水平向左，进而得到I轴上斜齿轮1的轴向力水平向右，按照I轴的转动方向，符合右手定则，故斜齿轮1的旋向为右旋，斜齿轮2的旋向为左旋。
(2 )首先由III轴上锥齿轮4的轴向力指向大端，即垂直向下，得到III轴上蜗杆5 的轴向力垂直向上，所以蜗轮6的切向力垂直向下，蜗轮即逆时针转动，按照蜗杆5的转向和轴向力的方向，符合左手定则，故蜗杆为左旋，蜗轮的旋向和蜗杆一致，也为左旋。
所有答案见下图。
III 轴4.图示为一重物提升装置传动系统图， 图示电机回转方向为重物提升时的回转方向。
物提升时，根据受力和理性，试回答：(1) 确定两个斜齿轮及蜗轮蜗杆的螺旋线方向；斜齿轮电机I 轴 _______ 右旋一-N--OF t24锥齿轮51'1蜗杆蜗轮 ! 」___ _______ __ __左旋II轴在重(2)并在图中标出各齿轮及蜗轮蜗杆所受各分力的方向。
Z i 20 n i解:(1 )轮1左旋，轮2及蜗杆Z3右旋，蜗轮Z4右旋。
(2)见图5.--------------------------------- 图示为斜齿圆柱齿轮蜗杆传动装置。
已知：蜗杆的螺旋方向为右旋，其传动方向n II如图，要求：(1)欲使中间(II轴)所受轴向力最小，决定蜗轮及斜齿轮1，2的轮齿螺旋线方向及各轴转向。
(2)图出斜齿轮2及蜗杆上各力(F t、F r、F a)的方向。
1解：(1)齿轮2应该右旋，齿轮1应为左旋；齿轮2转向即n，齿轮1转向于n相反;(2)见图:6•图示为一手动绞车，按图示方向转动蜗杆提升重物G。
要求：(1)在图上画出蜗杆的螺旋线方向及用文字说明蜗轮的螺旋线方向；⑵在图上啮合点处画出各力的方向(圆周力F t，径向力F r,轴向力F a)；⑶ 若蜗杆自锁，反转手柄使重物G下降时，请说明蜗轮上各作用力方向的变化情况；⑷若已知：蜗杆头数Z1=2，直径系数q=8，蜗轮齿数Z2=60, m=8mm ,就算蜗杆、蜗轮的分度圆直径d1, d2及传动的中心距离a。
/。
卷筒G解a d i d 2 手柄(1) 蜗杆、蜗轮的螺旋线方向均为右旋 (2) 见图(3)蜗轮上各作用力方向不变7.图示为某起吊装置中的阿基米德蜗杆一一斜齿圆柱齿轮两极传动， 蜗杆轮齿的螺旋方向为右旋，斜齿轮4与卷筒5固联成一体。
直径D=300mm ，起吊重量 P=10000N ，试求蜗轮端面模数 m 、蜗杆传动中心距 a 及起重时蜗杆所需的输入转矩 T1的大小； (4) 根据轴的受栽情况，试分析轴 II 、轴III 分别属于哪种类型的轴；(5)若蜗杆传动能自锁，试画出重物 P 停在空中时(蜗杆上没有驱动力)蜗轮所受的圆周力mq 8 8 64mm mZ 2 8 60 480mm 0.5(d i d 2) 272mm(1) 试确定蜗轮轮齿的螺旋方向及起吊重物P 时蜗杆的转动方向(说明并在图上画出) (2)为使蜗轮与斜齿轮3的轴向力相反，试确定两个斜齿轮轮齿的螺旋方向；⑶若蜗杆头数z i =1，蜗轮齿数z 2=40 ,蜗杆分度圆直径 d 仁80mm ,蜗杆直径系数 q=10，斜 齿轮传动比i 34=3,蜗杆传动的效率0.4 (其余运动件的功率损失忽略不，卷筒5的解：（1）蜗轮轮齿的螺旋方向为右旋，起吊重物时蜗杆顺时针转动。
（2）斜齿轮3为右旋，斜齿轮4为左旋。
（3）d1 mq m d180 c8mm q 10a 0.5(d1 mz2 )0.5 (80 8 40) 200mmT1 .. D i12 i34~ PT1D P 300 1000031250N mm 2 i12 i34 2 0.4 40 3(4) 轴II、III均属于转轴(5) 见图■■r ■■8 •图示蜗杆传动装置，z i=2, m=4mm ,蜗杆分度圆直径d i=40mm，蜗轮齿数Z2=48;蜗杆主动，转速n1=960r/min，蜗杆功率P 1=1OKW，当量摩擦系数fv=0.08，压力角20 , 求：（1）蜗轮转向；（2）啮合效率；（3）蜗轮受力的大小与方向（用图示）。
9.图示起重卷筒，由蜗杆传动——斜齿轮传动驱动卷筒吊起重物W 。
解:(1) 蜗轮转向为顺时针方向。
(2) 啮合效率:tan tan( v)varctanf v arctan0.08 4.574°arcta nmz d i4 2 arctan — 40 11.31° tan 11.31°tan( 11.3f 4.574)70.29%2T 1 2 9.55 106 10/960F t1F a 24974Nmq40T 2 i T 14870.29% 9.55 106 10/960 1678174N mm22T 2 2 1674174F t2F a117481Nd 24 48F r2 Fr1 F t2 tan17481 ta n20° 6363N已知大齿轮4的螺旋1n2(3)蜗轮受力方向如图线方向和提升重物W的运动方向如图示。
完成下列问题：(1)(将传动简图画在答题纸上，在图上标答案)为了使II轴上蜗轮2与斜齿轮3的轴向力能相互抵消一部分，试确定：1)蜗杆2和蜗杆1的螺旋线方向；2)蜗杆1的转向；3)蜗轮2和小斜齿轮3在啮合点所受各分力的方向。
II解：(1)①蜗轮2和蜗杆1的螺旋线方向均为右旋②蜗杆1的转向为顺时针方向③见图(2)相当于齿轮4为主动轮，蜗轮转向相反了，但蜗轮所受各分力方向不变10•图示手动提升结构，已知重物G = 20KN，滚筒直径D= 200mm，齿轮齿数Z1=20, Z2=60,蜗杆头数Z3=1，蜗轮齿数Z4=60，手柄A的转动半径R=160mm，齿轮传动效率1 0.97 , 蜗杆传动效率20.4，不计轴承效率，试求:(1)按顺时针转动手柄A能提升重物，设计蜗杆旋向(在图上画出)⑵为使II轴轴向力小，合理确定斜齿轮(3)求升起重物时作用在手柄上的驱动力1和2的旋向，画出齿轮1的受力方向;F。
解：(1)蜗杆应为右旋(3) FR i12i34 1 2G2GD2R(z /Z2X Z3/Z4)179N0.97 0.411 •图示为一传动系统，已知动力从锥齿轮1输入，沃伦转向如图所示。
试判断:(1)指出蜗轮4的齿向及锥齿轮1的转动方向；(2)标出锥齿轮1、2啮合处及蜗轮4、蜗杆3啮合处各个力的方向。
13(2)见图。
齿轮2为右旋。
解：(1)蜗轮4旋向为左旋，齿轮1转向箭头方向向右。
(2)见图齿轮传动1.图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器，第一级斜齿轮的螺旋角1的旋向已给出。
(1)为使II轴轴承所受轴向力较小，试确定第二级斜齿轮螺旋角的旋向，并画出轮2、轮3所受轴向力、径向力及圆周力的方向。
⑵若已知第一级齿轮的参数为：乙19 , Z2 85, m 5mm, n 20 ,265mm ,1轮的传动功率 P 6.25KW , n1 275r/min。
试求1轮所受各力的大小。
解：（1）第二级齿轮传动中，3齿轮应为右旋，4齿轮应为左旋d 1 m n Z 1 cos96.827mmF t12T 1 d 14483NFr1F t1 tann.. cos 1663N F a1 F t1 tan883N题1答图2.图示二级标准斜齿圆柱齿轮减速传动， I 轴为输入轴，III 轴为输出轴。
已知：高速级齿轮齿数 Z 1 = 44, Z2=94 ,模数 m n12 2.5mm ；低速级齿轮 z3=43, z4=95,模数 m n34 3.5mm , 齿轮4的螺旋角 4 9 （左旋）。