五、其他齿轮传动
1.斜齿圆柱齿轮传动的特点、应用和主要参数
斜齿圆柱齿轮传动和直齿圆柱齿轮传动一样，仅限于传递两平行轴之间的运动。直齿圆柱齿轮传动过程中，齿面总是沿平行于齿轮轴线的直线接触。这样，齿轮的啮合就是沿整个齿宽同时接触、同时分离，要求齿轮精度很高，同时啮合的齿数多。
斜齿圆柱齿轮的主要参数：
斜齿圆柱齿轮的轮齿是倾斜的，但加工时与直齿圆柱齿轮一样，使用的是同一套标准刀具，所以它的参数就产生了垂直于齿轮端面与垂直于轮齿法面的两套参数，而以法面参数为标准值。通常用Ｐｎ、ｍｎ、αｎ代表法向周节、法向模数、法向压力角；用Pｔ、ｍｔ、αｔ代表端面周节、端面模数、端面压力角；在分度圆柱面展开图中轮齿与轴线的夹角即为螺旋角β，则：
ｐｎ=ｐ１cosβ，ｍｎ＝ｍｔcosβ 标准斜齿圆柱齿轮的压力角αｎ＝２０°，齿顶高系数
＝０.２５。
2.直齿圆锥齿轮传动的特点、应用和主要参数
＝１，顶隙系数
锥齿轮传动应用于两轴线相交的场合，通常采用两轴交角Σ＝９０°。它的轮齿是沿着圆锥表面的素线切出的。工作时相当于用两齿轮的节圆锥做成的摩擦轮进行滚动。两节圆锥锥顶必须重合，才能保证两节圆锥传动比一致。这样就增加了制造、安装的困难，并降低了圆锥齿轮传动的精度和承载能力，因此圆锥齿轮传动一般用于轻载、低速场合。
直齿锥齿轮的轮齿是均匀分布在锥体上的，它的齿形一端大，另一端小。为了测量和计算方便，以大端模数ｍ作为标准模数，各部分尺寸计算以它为基本参数。标准直齿圆锥齿轮压力角α＝２０°，齿顶高系数
六、齿轮材料、结构、齿轮传动失效形式及维护 1、齿轮材料和结构
＝１，顶隙系数
＝０.２。
（１）齿轮材料的选择
① 一般齿轮采用锻钢。尺寸大，结构比较复杂的齿轮采用铸钢或球墨铸铁。开式装置中不重要的低速齿轮可采用铸铁。
② 配对齿轮的小齿轮受力及磨损较大，对其硬度要求高于大齿轮20～50ＨＢＳ。
③ 一般中、低速齿轮可采用45钢、45Ｍｎ２等。
④ 一般中、高速、重载齿轮，可用中碳钢、中碳合金钢经调质、表面淬火；或低碳钢、低碳合金钢经渗碳、淬火、低温回火。最终热处理可在加工后进行。
（２）常用的齿轮结构
常见的圆柱齿轮结构有齿轮轴、腹板式齿轮、轮辐式齿轮。 2、齿轮的失效形式及维护
齿轮失效是指齿轮在传动过程中，由于载荷的作用使轮齿发生折断、齿面损坏等，而使齿轮过早地失去正常工作能力的情况。由于齿轮传动的工作条件和应用范围各不相同，影响失效的原因很多。齿轮传动出现失效的主要形式是齿根折断、齿面磨损、点蚀、胶合及塑性变形等。
开式齿轮失效常因为是沙尘落入齿面，加快了轮齿磨损；闭式齿轮失效多为由于轮齿强度、韧性不足，或是齿面硬度、接触强度不够所造成。在设计时应予以充分注意，材料选择是否恰当也十分重要。 小结：
1、齿轮传动的特点、应用及分类。 2、渐开线齿轮各的主要参数。
3、标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸、计算。 4、渐开线齿轮的啮合传动、安装。 5、其他齿轮传动。
6、齿轮材料、结构、齿轮传动失效形式及维护。
7-4 蜗杆传动
教学目的与要求： 1、了解蜗杆的分类。
2、理解蜗杆传动的主要参数和应用特点。
3、了解蜗杆传动的失效形式及蜗杆、蜗轮的材料和结构、。 教学重点与难点：
1、重点：蜗杆传动的特点和应用。 2、难点：杆传动的主要参数计算。 教学手段与方式： 讲授法、归纳法 教学过程：
引入：蜗杆传动用于传递空间交错两轴之间的运动和转矩，通常交错角等于90°。
新课传授：
一、蜗杆传动的特点和应用 1、特点
与齿轮传动相比，蜗杆传动的主要优点是： ① 传动比大，结构紧凑；
② 由于蜗杆齿连续不断地与蜗轮齿啮合，所以传动平稳无噪声； ③ 蜗杆传动可以自锁，有安全保护作用。 蜗杆传动的主要缺点是： ① 摩擦发热大，效率低；
② 蜗轮需要用有色金属材料制造，成本较高。 2、应用
蜗杆传动广泛用于各类机床、矿山机械、起重运输机械的传动系统中，但因其效率低，所以通常用于功率不大或不连续工作的场合。
（二）蜗杆传动的类型
按蜗杆螺旋面的形状不同，圆柱蜗杆有阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆、法向直廓蜗杆等多种。按螺旋线的方向不同，蜗杆有左旋与右旋之分。
（三）蜗杆传动的基本参数、几何尺寸计算 1、 模数和压力角
蜗杆的轴向模数等于蜗轮的端面模数。蜗杆齿廓为直线，夹角２α＝４０°，蜗杆的压力角α１应等于蜗轮的端面压力角αt２。
即α１＝αｔ２＝２０°。
2、传动比、蜗杆头数和蜗轮齿数
蜗杆头数ｚ１，蜗轮齿数ｚ２，传动比ｉ＝ｎ１/ｎ２＝ｚ２/ｚ１。蜗杆头数ｚ１＝
１～４；蜗轮齿数ｚ２可根据选定的ｚ１和传动比ｉ的大小，由ｚ２＝ｉｚ１确定。
3、蜗杆中圆直径d1和蜗杆直径系数q
蜗杆中圆直径相当于蜗杆的中径，也称蜗杆的分度圆直径。为了加工蜗轮轮齿，要求实现刀具的标准化、系列化，现将蜗杆中圆直径ｄ１定为标准值。蜗杆中圆直径与模数的比值称为蜗杆直径系数，即
ｑ＝ｄ１/ｍ
因为ｄ１和ｍ均为标准值，所以ｑ为导出值，不一定是整数。
4、蜗杆导程角λ
若把蜗杆中圆直径上的螺旋线展开，图中λ角即为蜗杆导程角（也叫螺旋升角）。
ｔａｎλ＝ｚ１ｐ１／（πｄ１）＝ｚ１πｍ／（πｄ１）＝ｚ１／ｑ 二、蜗杆传动的失效形式及维护
蜗杆传动失效形式有齿面点蚀、胶合、磨损与齿根折断等几种情况。一般开式传动的失效主要是由于润滑不良、润滑油不洁而造成的磨损严重；一般润滑良好的闭式传动失效形式主要是胶合。
三、蜗杆、蜗轮的材料和结构 1、蜗杆、蜗轮的材料 1.蜗杆、蜗轮的材料
蜗杆在低、中速时可采用45钢调质，高速时采用40Ｃｒ、40ＭｎＢ、40Ｍｎ
ＶＢ，调质后表面淬火，或采用20、20ＣｒＭｎＴｉ，20ＭｎＶＢ渗碳淬火。
一般蜗轮材料多采用摩擦因数较低、抗胶合性较好的锡青铜（ＺＣｕＳｎ１
０Ｐ１、ＺＣｕＳｎＰｂ６Ｚｎ３）、铝青铜（ＺＣｕＡｌ１０Ｆｅ３）或黄铜，低速
时可采用铸铁（ＨＴ１５０、ＨＴ２００）等。
2.蜗杆、蜗轮的结构
蜗杆螺纹部分的直径不大时，一般和轴做成一体。其中图ａ为铣制蜗杆，图ｂ为车制蜗杆。
蜗轮的结构形式有以下几种： （１）齿圈式
齿圈由青铜制成，轮芯由铸铁制成，用螺钉固定。 （２）螺栓连接式
一般多为铰制孔用螺栓连接，这种结构装拆方便，常用于尺寸较大或容易磨损的蜗轮。主要用于铸铁蜗轮和尺寸较小（Ｄ２＜１００ｍｍ）的青铜蜗轮。