斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)

一、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的嚙合特點(diǎn)
1. 嚙合特點(diǎn):
直齒圓柱齒輪嚙合時(shí)，輪齒接觸線是一條平行于軸線的直線，并沿齒面移動(dòng)，如圖4-1(a)所示。 所以在傳動(dòng)過程中，兩輪齒將沿著整個(gè)齒寬同時(shí)進(jìn)入嚙合或同時(shí)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(dòng)平穩(wěn)性差，易產(chǎn)生沖擊和噪聲。
斜齒圓柱齒輪嚙合時(shí)，其瞬時(shí)接觸線是斜直線，且長(zhǎng)度變化(見圖4-1(b))。一對(duì)輪齒從開始嚙合起，接觸線的長(zhǎng)度從零逐漸增加到最大，然后又由長(zhǎng)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(dòng)平穩(wěn)， 沖擊和噪聲較小。此外，一對(duì)輪齒從進(jìn)入到退出，總接觸線較長(zhǎng)，重合度大，同時(shí)參與嚙合的齒對(duì)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(duì)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(shù)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(diǎn)作交錯(cuò)軸斜齒輪副軸線的公垂線， 它的長(zhǎng)度就是交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)的中心距：

5. 傳動(dòng)比
假設(shè)兩輪的端面模數(shù)分別為mt1與mt2，分度圓直徑分別為d1與d2，則兩輪齒數(shù)分別為
二、實(shí)驗(yàn)操作
1、實(shí)驗(yàn)的目的：
⑴了解斜齒輪傳動(dòng)的構(gòu)成，認(rèn)識(shí)其組成元件；
⑵掌握斜齒輪相關(guān)幾何參數(shù)的定義及其意義；
⑶掌握斜齒輪傳動(dòng)比等參數(shù)的計(jì)算方法；
⑷了解斜齒輪的類型及其在工程實(shí)際中的應(yīng)用；
⑸了解斜齒輪傳動(dòng)的類型及其應(yīng)用；
⑹掌握斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝及校準(zhǔn)方法；
2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
(1)計(jì)算斜齒輪傳動(dòng)比；
(2)計(jì)算斜齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的交錯(cuò)角；
(3)計(jì)算斜齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中軸的轉(zhuǎn)速；
(4)安裝并校準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)；
3、實(shí)驗(yàn)器材
電機(jī)一臺(tái)、電機(jī)座、標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪一對(duì)，軸承座，立柱，傳動(dòng)軸（φ20活塞桿）、T型螺釘、M12螺母、百分表一個(gè)、游標(biāo)卡尺一把、直尺一把（20cm）、米尺一把、轉(zhuǎn)速傳感器、各種安裝工具等。
4、實(shí)驗(yàn)過程與步驟
實(shí)驗(yàn)1、計(jì)算如圖4-3搭接一對(duì)交錯(cuò)軸斜齒輪的傳動(dòng)比；

                         Z1=19              Z2=19          
圖4-3
主動(dòng)輪齒數(shù)：Z1=        
從動(dòng)輪齒數(shù)：Z2=        
傳動(dòng)比：i=            
實(shí)驗(yàn)2、安裝和校準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)
在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，將執(zhí)行安裝步驟和校準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，（圖4-4的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的搭建和校準(zhǔn)見實(shí)驗(yàn)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(xiàng)鏈、手表、戒指、領(lǐng)帶等飾品必須摘下
C.將長(zhǎng)發(fā)盤起或置于帽中
D、地面不可潮濕。
2、 安裝傳動(dòng)系統(tǒng)。
1、下面將直接進(jìn)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(dòng)系統(tǒng)；
A、選折長(zhǎng)短合適的軸承支撐架和斜齒輪的傳動(dòng)軸、按照前面的實(shí)驗(yàn)搭建。
B、將一對(duì)斜齒輪分別緊固在兩傳動(dòng)軸上，移動(dòng)軸承支架對(duì)齊兩斜齒輪。如果高度不合適可墊墊圈調(diào)整。
C、按照校準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的方法來校準(zhǔn)此傳動(dòng)系統(tǒng)，保證兩軸線成90度；
D、手動(dòng)運(yùn)行傳動(dòng)系統(tǒng)，保證傳動(dòng)系統(tǒng)的正確安全遠(yuǎn)行，搭建圖如圖4-5
E、開啟電源開關(guān)，低速運(yùn)行一段時(shí)間，緩慢提速。
F、在運(yùn)行過程中觀察斜齒輪嚙合情況，傳動(dòng)是否平穩(wěn)、噪音是否正常。
G、如出現(xiàn)異常，關(guān)掉電機(jī)電源，檢查是否搭建中出現(xiàn)問題，及時(shí)改正。
H、實(shí)驗(yàn)完成后降低電機(jī)轉(zhuǎn)速到最小并關(guān)閉電源。
J、斷開安全開關(guān)
K、拆卸安裝并將各部件放回原處
注意：在齒輪旋轉(zhuǎn)過程中請(qǐng)勿用手或者其他物品觸碰，以免受傷！

圖4-5
習(xí) 題
4-1 斜齒圓柱齒輪的法面參數(shù)與端面參數(shù)有什么關(guān)系？
4-2 什么是斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)?
4-3 交錯(cuò)軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)有些什么特點(diǎn)?

實(shí)驗(yàn)五、直齒圓錐齒輪傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)

                    圖5-1 圓錐齒輪傳動(dòng)
一、直齒圓錐齒輪的基本參數(shù)和尺寸
                    
式中：m和α是大端上的模數(shù)和壓力角(α＝20°)。其中δ1+δ2=Σ是保證圓錐齒輪副純滾動(dòng)的兩個(gè)節(jié)圓錐頂重合，且齒面成線接觸的條件。 
對(duì)于正常齒：大端上齒頂高系數(shù)h*a=1和頂隙系數(shù)c*=0.2，則圓錐齒輪傳動(dòng)比
 
 
 
當(dāng)兩輪軸交角Σ＝90°時(shí)，由上式得到
 
 
對(duì)于Σ＝90°的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)(圖5-2)，其基本尺寸計(jì)算見《機(jī)械原理與機(jī)械零件》。
        
             圖5-2 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的基本尺寸
二、實(shí)驗(yàn)操作
1、 實(shí)驗(yàn)的目的：
⑴了解圓錐齒輪傳動(dòng)的構(gòu)成，認(rèn)識(shí)其組成元件；
⑵掌握?qǐng)A錐齒輪相關(guān)幾何參數(shù)的定義及其意義；
⑶掌握?qǐng)A錐齒輪傳動(dòng)比、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中軸的轉(zhuǎn)速及力矩的計(jì)算方法；
⑷了解圓錐齒輪的不同類型及其在工程實(shí)際中的應(yīng)用；
⑸了解圓錐齒輪傳動(dòng)的類型及其應(yīng)用；
⑹掌握?qǐng)A錐齒圓柱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝及校準(zhǔn)方法；
2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
⑴計(jì)算圓錐齒輪傳動(dòng)比；
⑵計(jì)算圓錐齒輪傳動(dòng)大的交錯(cuò)角和分度圓錐角；
⑶安裝并校準(zhǔn)圓錐齒圓柱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)；
3、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工具
電機(jī)一臺(tái)、電機(jī)座、標(biāo)準(zhǔn)錐齒圓柱齒輪一對(duì)、軸承座、立柱、傳動(dòng)軸（φ20活塞桿）、T型螺釘、M12螺母、、游標(biāo)卡尺一把、直尺一把（20cm）、米尺一把、轉(zhuǎn)速傳感器、各種安裝工具等。
4、實(shí)驗(yàn)過程與步驟
實(shí)驗(yàn)1、計(jì)算如圖5-2一對(duì)錐齒圓柱齒輪的傳動(dòng)比

圖5-2
主動(dòng)輪齒數(shù)：Z1        
從動(dòng)輪齒數(shù)：Z2        
傳動(dòng)比：i        
實(shí)驗(yàn)2、用所給測(cè)量工具計(jì)算出所搭接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩軸的交錯(cuò)角和小齒輪大齒輪的分度圓錐角。如圖（交錯(cuò)角為兩輪軸線夾角）
交錯(cuò)角B        
小齒輪分度圓錐角a1        
大齒輪分度圓錐角a2        
                   
                               圖5-3
實(shí)驗(yàn)3、安裝和校準(zhǔn)錐齒圓柱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)
在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，將執(zhí)行安裝步驟和校準(zhǔn)錐齒圓柱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，（圖A的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的搭建和校準(zhǔn)見 實(shí)驗(yàn)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(xiàng)鏈、手表、戒指、領(lǐng)帶等飾品必須摘下
C.將長(zhǎng)發(fā)盤起或置于帽中
D、地面不可潮濕。
2、 安裝傳動(dòng)系統(tǒng)。
1、下面將直接進(jìn)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(dòng)系統(tǒng)；
A、選折長(zhǎng)短合適的軸承支撐架和錐齒輪的傳動(dòng)軸、按照前面的實(shí)驗(yàn)搭建。
B、將一對(duì)錐齒輪分別緊固在兩傳動(dòng)軸上，移動(dòng)軸承支架對(duì)齊兩錐齒輪，保證兩軸線在同一平面內(nèi)（可通過所給的測(cè)量工具校準(zhǔn)）如果高度不合適可墊墊圈調(diào)整。
C、按照校準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的方法來校準(zhǔn)此傳動(dòng)系統(tǒng)；
D、手動(dòng)運(yùn)行傳動(dòng)系統(tǒng)，保證傳動(dòng)系統(tǒng)的正確安全遠(yuǎn)行；搭建圖如圖5-4
E、開啟電源開關(guān)，低速運(yùn)行一段時(shí)間，緩慢提速。
F、在運(yùn)行過程中觀察圓錐齒輪嚙合情況，傳動(dòng)是否平穩(wěn)、噪音是否正常。
G、如出現(xiàn)異常，關(guān)掉電機(jī)電源，檢查是否搭建中出現(xiàn)問題，及時(shí)改正。
H、實(shí)驗(yàn)完成后降低電機(jī)轉(zhuǎn)速到最小并關(guān)閉電源。
J、斷開安全開關(guān)
K、拆卸安裝并將各部件放回原處
注意：在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中切勿用手及其其他物品觸碰！

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