斜齒圓柱齒輪傳動實驗

一、斜齒圓柱齒輪傳動的嚙合特點
1. 嚙合特點:
直齒圓柱齒輪嚙合時，輪齒接觸線是一條平行于軸線的直線，并沿齒面移動，如圖4-1(a)所示。 所以在傳動過程中，兩輪齒將沿著整個齒寬同時進入嚙合或同時退出嚙合，因而輪齒上所受載荷也是突然加上或突然卸下， 傳動平穩(wěn)性差，易產生沖擊和噪聲。
斜齒圓柱齒輪嚙合時，其瞬時接觸線是斜直線，且長度變化(見圖4-1(b))。一對輪齒從開始嚙合起，接觸線的長度從零逐漸增加到最大，然后又由長變短，直至脫離嚙合。因此，輪齒上的載荷也是逐漸由小到大，再由大到小，所以傳動平穩(wěn)， 沖擊和噪聲較小。此外，一對輪齒從進入到退出，總接觸線較長，重合度大，同時參與嚙合的齒對多，故承載能力高。
         
                圖4-1 圓柱直齒輪、               斜齒輪接觸線比較
2.正確的嚙合條件：
一對外嚙合斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是：齒輪副的法面模數和法面壓力角分別相等，而且螺旋角大小相等，旋向相反，即
          
3.中心距a
過P點作交錯軸斜齒輪副軸線的公垂線， 它的長度就是交錯軸斜齒輪傳動的中心距：

5. 傳動比
假設兩輪的端面模數分別為mt1與mt2，分度圓直徑分別為d1與d2，則兩輪齒數分別為
二、實驗操作
1、實驗的目的：
⑴了解斜齒輪傳動的構成，認識其組成元件；
⑵掌握斜齒輪相關幾何參數的定義及其意義；
⑶掌握斜齒輪傳動比等參數的計算方法；
⑷了解斜齒輪的類型及其在工程實際中的應用；
⑸了解斜齒輪傳動的類型及其應用；
⑹掌握斜齒圓柱齒輪傳動系統的安裝及校準方法；
2、實驗內容：
(1)計算斜齒輪傳動比；
(2)計算斜齒輪傳動系統的交錯角；
(3)計算斜齒輪傳動系統中軸的轉速；
(4)安裝并校準斜齒圓柱齒輪傳動系統；
3、實驗器材
電機一臺、電機座、標準斜齒圓柱齒輪一對，軸承座，立柱，傳動軸（φ20活塞桿）、T型螺釘、M12螺母、百分表一個、游標卡尺一把、直尺一把（20cm）、米尺一把、轉速傳感器、各種安裝工具等。
4、實驗過程與步驟
實驗1、計算如圖4-3搭接一對交錯軸斜齒輪的傳動比；

                         Z1=19              Z2=19          
圖4-3
主動輪齒數：Z1=        
從動輪齒數：Z2=        
傳動比：i=            
實驗2、安裝和校準直齒圓柱齒輪傳動系統
在這個實驗中，將執(zhí)行安裝步驟和校準斜齒圓柱齒輪傳動系統，（圖4-4的傳動機構的搭建和校準見實驗三、直齒圓柱齒輪）；
                         
圖4-4
1.執(zhí)行下列安全檢查
A.穿著合身的衣服（不可穿較寬松的）
B.項鏈、手表、戒指、領帶等飾品必須摘下
C.將長發(fā)盤起或置于帽中
D、地面不可潮濕。
2、 安裝傳動系統。
1、下面將直接進入斜齒圓柱齒輪的搭建；
1）選折合適的位置搭建斜齒輪傳動系統；
A、選折長短合適的軸承支撐架和斜齒輪的傳動軸、按照前面的實驗搭建。
B、將一對斜齒輪分別緊固在兩傳動軸上，移動軸承支架對齊兩斜齒輪。如果高度不合適可墊墊圈調整。
C、按照校準直齒圓柱齒輪的方法來校準此傳動系統，保證兩軸線成90度；
D、手動運行傳動系統，保證傳動系統的正確安全遠行，搭建圖如圖4-5
E、開啟電源開關，低速運行一段時間，緩慢提速。
F、在運行過程中觀察斜齒輪嚙合情況，傳動是否平穩(wěn)、噪音是否正常。
G、如出現異常，關掉電機電源，檢查是否搭建中出現問題，及時改正。
H、實驗完成后降低電機轉速到最小并關閉電源。
J、斷開安全開關
K、拆卸安裝并將各部件放回原處
注意：在齒輪旋轉過程中請勿用手或者其他物品觸碰，以免受傷！

圖4-5
習 題
4-1 斜齒圓柱齒輪的法面參數與端面參數有什么關系？
4-2 什么是斜齒圓柱齒輪的當量齒數?
4-3 交錯軸斜齒圓柱齒輪傳動有些什么特點?

實驗五、直齒圓錐齒輪傳動實驗

                    圖5-1 圓錐齒輪傳動
一、直齒圓錐齒輪的基本參數和尺寸
                    
式中：m和α是大端上的模數和壓力角(α＝20°)。其中δ1+δ2=Σ是保證圓錐齒輪副純滾動的兩個節(jié)圓錐頂重合，且齒面成線接觸的條件。 
對于正常齒：大端上齒頂高系數h*a=1和頂隙系數c*=0.2，則圓錐齒輪傳動比
 
 
 
當兩輪軸交角Σ＝90°時，由上式得到
 
 
對于Σ＝90°的標準直齒圓錐齒輪傳動(圖5-2)，其基本尺寸計算見《機械原理與機械零件》。
        
             圖5-2 直齒圓錐齒輪傳動的基本尺寸
二、實驗操作
1、 實驗的目的：
⑴了解圓錐齒輪傳動的構成，認識其組成元件；
⑵掌握圓錐齒輪相關幾何參數的定義及其意義；
⑶掌握圓錐齒輪傳動比、齒輪傳動系統中軸的轉速及力矩的計算方法；
⑷了解圓錐齒輪的不同類型及其在工程實際中的應用；
⑸了解圓錐齒輪傳動的類型及其應用；
⑹掌握圓錐齒圓柱齒輪傳動系統的安裝及校準方法；
2、實驗內容：
⑴計算圓錐齒輪傳動比；
⑵計算圓錐齒輪傳動大的交錯角和分度圓錐角；
⑶安裝并校準圓錐齒圓柱齒輪傳動系統；
3、實驗設備及工具
電機一臺、電機座、標準錐齒圓柱齒輪一對、軸承座、立柱、傳動軸（φ20活塞桿）、T型螺釘、M12螺母、、游標卡尺一把、直尺一把（20cm）、米尺一把、轉速傳感器、各種安裝工具等。
4、實驗過程與步驟
實驗1、計算如圖5-2一對錐齒圓柱齒輪的傳動比

圖5-2
主動輪齒數：Z1        
從動輪齒數：Z2        
傳動比：i        
實驗2、用所給測量工具計算出所搭接的傳動機構的兩軸的交錯角和小齒輪大齒輪的分度圓錐角。如圖（交錯角為兩輪軸線夾角）
交錯角B        
小齒輪分度圓錐角a1        
大齒輪分度圓錐角a2        
                   
                               圖5-3
實驗3、安裝和校準錐齒圓柱齒輪傳動系統
在這個實驗中，將執(zhí)行安裝步驟和校準錐齒圓柱齒輪傳動系統，（圖A的傳動機構的搭建和校準見 實驗三、直齒圓柱齒輪）；
1.執(zhí)行下列安全檢查
A.穿著合身的衣服（不可穿較寬松的）
B.項鏈、手表、戒指、領帶等飾品必須摘下
C.將長發(fā)盤起或置于帽中
D、地面不可潮濕。
2、 安裝傳動系統。
1、下面將直接進入錐齒圓柱齒輪的搭建；
1）選折合適的位置搭建錐齒輪傳動系統；
A、選折長短合適的軸承支撐架和錐齒輪的傳動軸、按照前面的實驗搭建。
B、將一對錐齒輪分別緊固在兩傳動軸上，移動軸承支架對齊兩錐齒輪，保證兩軸線在同一平面內（可通過所給的測量工具校準）如果高度不合適可墊墊圈調整。
C、按照校準直齒圓柱齒輪的方法來校準此傳動系統；
D、手動運行傳動系統，保證傳動系統的正確安全遠行；搭建圖如圖5-4
E、開啟電源開關，低速運行一段時間，緩慢提速。
F、在運行過程中觀察圓錐齒輪嚙合情況，傳動是否平穩(wěn)、噪音是否正常。
G、如出現異常，關掉電機電源，檢查是否搭建中出現問題，及時改正。
H、實驗完成后降低電機轉速到最小并關閉電源。
J、斷開安全開關
K、拆卸安裝并將各部件放回原處
注意：在電機轉動過程中切勿用手及其其他物品觸碰！

圖5-4
習  題
5-1 圓錐齒輪的基本參數是什么?試說明它的背錐和當量齒數。
5-2試說明平行軸斜齒圓柱齒輪、交錯軸斜齒圓柱齒輪和圓錐齒輪傳動的正確嚙合條件。
5-3有一對軸交角＝90°的直齒圓錐齒輪傳動，已知z1＝21，z2＝47，大端m＝5mm，  ＝20°。試求這對齒輪的基本尺寸