直齿圆柱齿轮传动

　　图3-1

　　一、 齿轮传动的特点

　　与其他传动相比，齿轮传动能实现任意位置的两轴传动， 具有工作可靠、使用寿命长、传动比恒定、效率高(98%～99%)、
结构紧凑、速度和功率的适用范围广(最大功率可达数万kW、 圆周速度200～300 m/s、转速20 000
r/min)等优点。主要缺点是制造和安装精度要求较高，加工齿轮需要用专用机床和设备， 成本较高。

　　1、 齿轮传动的基本要求：

　　(1) 传动正确、平稳。齿轮在传动过程中，要求瞬时传动比(即两轮角速度之比)恒定，以免产生冲击、 振动和噪声。 

　　(2) 承载能力强，要求齿轮尺寸小，重量轻，能传递较大的动力，较长的使用寿命。 

　　研究表明，传动能否正确、平稳，主要与齿轮的齿廓形状有关。能作为齿轮齿廓的曲线很多，但在生产实践中，考虑到设计、制造、安装和使用等因素，目前机械中常用渐开线作为齿廓曲线;而要保证传动具有足够的承载能力和使用寿命，必须对齿形、齿轮的强度、使用材料及热处理方法、结构的合理性等问题进行研究。

　　二、 实验操作

　　1、 实验的目的：

　　⑴了解齿轮传动的构成，认识其组成元件;

　　⑵掌握齿轮相关几何参数的定义及其意义;

　　⑶掌握齿轮传动比、齿轮传动系统中轴的转速及力矩的计算方法;

　　⑷了解齿轮在工程实际中的应用;

　　⑸了解齿轮传动的类型及其应用;

　　⑹掌握直齿圆柱齿轮传动系统的安装及校准方法;

　　2、实验内容：

　　(1)计算齿轮传动比

　　(2)安装并校准直齿圆柱齿轮传动系统;

　　3、实验的仪器与设备

　　电机一台、电机座、标准直齿圆柱齿轮一对、轴承座、立柱、传动轴(φ20活塞杆)、T型螺钉、M12螺母、百分表一个、游标卡尺一把、直尺一把(20cm)、米尺一把、转速传感器、各种安装工具等。

　　4、 实验过程与步骤：

　　实验1、计算齿轮传动比

　　大致步骤：在这个实验中，计算所给例题中的传动比。将用到所给齿轮的模数或者齿数。在下个实验中，将会用它来计算从动轮的转速和力矩。

　　1、 计算齿轮传动比：其中主动齿轮分度圆直径为50MM，从动齿轮分度圆直径为84MM，如图3-2所示：

　　齿轮传动比为i=_______________

　　d1=50mm d2=84mm

　　图3-2

　　2、 计算下图3-3齿轮传动比，给定条件如下：

　　主动轮齿数：Z1=25

　　从动轮齿数：Z2=69

　　传动比i=_______________

　　Z1=25 Z2=69

　　图3-3

　　3、 计算下图3-4齿轮传动比，给定条件如下：

　　主动轮齿数：Z1=42，D1=50

　　从动轮齿数：Z2=69，D2=138

　　传动比i=_______________

　　图3-4

　　实验2、安装和校准直齿圆柱齿轮传动系

　　在这个实验中，将执行安装步骤和校准直齿圆柱齿轮传动系统，保证两传动轴的平行度。

　　1.执行下列安全检查

　　A.穿着合身的衣服(不可穿较宽松的)

　　B.项链、手表、戒指、领带等饰品必须摘下

　　C.将长发盘起或置于帽中

　　D、地面不可潮湿。

　　2、 安装传动系统。

　　1)电动机的安装;

　　A选择固定安装电机的适当位置，(尽量靠近台子的角边，留下足够的空间安装固定齿轮传动系统)

　　B.将电机底座开的U行槽对着台子的T行槽，将底座的前边和T行槽边尽量保持平行，用T行螺钉、垫圈和螺母固定电机(螺母不要拧紧，以方便调整齿侧间隙，和传动系统的平行度)

　　2)主动齿轮的安装;

　　C.将齿轮装在电机轴上(轻轻推入)，直到齿轮上的螺孔和电机轴上的键槽对齐，通过内六角扳手拧紧紧定螺钉固定齿轮。

　　3)传动系统的安装和搭建(包括轴承支架，轴承，传动轴，传动齿轮);

　　D选折合适的传动轴，将传动轴和轴承安装在一起。

　　E.用长T型螺钉、垫圈、螺母固定四个轴承支架和安装两个轴承;

　　F.将从动齿轮安装在传动轴上(和安装主动齿轮相同)，拉动齿轮检查是否与传动轴固紧。装配结果如3-5图所示

　　图3-5

　　4)传动系统的校准;

　　G.调整电机的位置，将米尺放置在从动齿轮表面上，其棱边靠在从动齿轮上，然后检查主动齿轮的位置，主动齿轮必须调整到其端面与从动齿轮端面在同一条直线上，即两个齿轮的端面应齐平.以从动齿轮的位置为基准是因为就现装置而言电机的位置比较容易进行调整.如果主动齿轮的端面也能和米尺的棱边直接靠上，则证明主动轴与从动轴是平行的，(如果经测量发现主动齿轮的端面仅有一端和米尺的棱边接触上，则说明轴不平行，如果主动齿轮没有任何部分与米尺接触上，则说明两轴不平行或是齿轮未对准.)

　　I.校准好传动系统后拧紧电机底座上的4个T型螺钉手动运行传动系统，

　　确保机构能稳定安全运行。

　　习题

　　3-1齿轮传动的失效形式有哪些?引起这些失效的原因主要是什么?

　　3-2 渐开线齿廓啮合具有哪些特性?什么是渐开线标准齿轮的基本参数?它的齿廓形状取决于哪些基本参数?如果两个标准齿轮的有关参数是：m1
=5mm，z1=20，α1=20°;m2=4 mm，z2=25，α2=20°，它们的齿廓形状是否相同?它们能否配对啮合?

　　3-3 标准齿轮的基圆与齿根圆是否可能重合?试分析说明。

　　3-4 什么是齿轮传动的实际啮合线B1B2?如何用作图法确定它的长度?为了保证齿轮副能够连续传动，B1B2应该满足什么条件?

　　3-5 齿条的齿形有什么特点?齿条刀具的齿形有什么特点?

　　3-6 用仿形法和范成法加工齿轮的特点是什么?刀具选择有何不同?

　　3-7 用范成法加工齿轮时为什么会产生根切?如何避免标准齿轮产生根切?

　　3-8 什么是齿轮的公法线长度?如何确定测量公法线长度的跨齿数?

　　3-9 试比较标准齿轮、 正变位齿轮和负变位齿轮的加工方法和齿形特点。

　　3-10齿轮传动有哪几种类型?试比较它们的总变位系数、 啮合角、安装中心距等传动参数有什么不同。它们在应用上有什么特点?

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