斜齿圆柱齿轮传动实验

一、斜齿圆柱齿轮传动的啮合特点
1. 啮合特点:
直齿圆柱齿轮啮合时，轮齿接触线是一条平行于轴线的直线，并沿齿面移动，如图4-1(a)所示。 所以在传动过程中，两轮齿将沿着整个齿宽同时进入啮合或同时退出啮合，因而轮齿上所受载荷也是突然加上或突然卸下， 传动平稳性差，易产生冲击和噪声。
斜齿圆柱齿轮啮合时，其瞬时接触线是斜直线，且长度变化(见图4-1(b))。一对轮齿从开始啮合起，接触线的长度从零逐渐增加到最大，然后又由长变短，直至脱离啮合。因此，轮齿上的载荷也是逐渐由小到大，再由大到小，所以传动平稳， 冲击和噪声较小。此外，一对轮齿从进入到退出，总接触线较长，重合度大，同时参与啮合的齿对多，故承载能力高。
         
                图4-1 圆柱直齿轮、               斜齿轮接触线比较
2.正确的啮合条件：
一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：齿轮副的法面模数和法面压力角分别相等，而且螺旋角大小相等，旋向相反，即
          
3.中心距a
过P点作交错轴斜齿轮副轴线的公垂线， 它的长度就是交错轴斜齿轮传动的中心距：

5. 传动比
假设两轮的端面模数分别为mt1与mt2，分度圆直径分别为d1与d2，则两轮齿数分别为
二、实验操作
1、实验的目的：
⑴了解斜齿轮传动的构成，认识其组成元件；
⑵掌握斜齿轮相关几何参数的定义及其意义；
⑶掌握斜齿轮传动比等参数的计算方法；
⑷了解斜齿轮的类型及其在工程实际中的应用；
⑸了解斜齿轮传动的类型及其应用；
⑹掌握斜齿圆柱齿轮传动系统的安装及校准方法；
2、实验内容：
(1)计算斜齿轮传动比；
(2)计算斜齿轮传动系统的交错角；
(3)计算斜齿轮传动系统中轴的转速；
(4)安装并校准斜齿圆柱齿轮传动系统；
3、实验器材
电机一台、电机座、标准斜齿圆柱齿轮一对，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、计算如图4-3搭接一对交错轴斜齿轮的传动比；

                         Z1=19              Z2=19          
图4-3
主动轮齿数：Z1=        
从动轮齿数：Z2=        
传动比：i=            
实验2、安装和校准直齿圆柱齿轮传动系统
在这个实验中，将执行安装步骤和校准斜齿圆柱齿轮传动系统，（图4-4的传动机构的搭建和校准见实验三、直齿圆柱齿轮）；
                         
图4-4
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、下面将直接进入斜齿圆柱齿轮的搭建；
1）选折合适的位置搭建斜齿轮传动系统；
A、选折长短合适的轴承支撑架和斜齿轮的传动轴、按照前面的实验搭建。
B、将一对斜齿轮分别紧固在两传动轴上，移动轴承支架对齐两斜齿轮。如果高度不合适可垫垫圈调整。
C、按照校准直齿圆柱齿轮的方法来校准此传动系统，保证两轴线成90度；
D、手动运行传动系统，保证传动系统的正确安全远行，搭建图如图4-5
E、开启电源开关，低速运行一段时间，缓慢提速。
F、在运行过程中观察斜齿轮啮合情况，传动是否平稳、噪音是否正常。
G、如出现异常，关掉电机电源，检查是否搭建中出现问题，及时改正。
H、实验完成后降低电机转速到最小并关闭电源。
J、断开安全开关
K、拆卸安装并将各部件放回原处
注意：在齿轮旋转过程中请勿用手或者其他物品触碰，以免受伤！

图4-5
习 题
4-1 斜齿圆柱齿轮的法面参数与端面参数有什么关系？
4-2 什么是斜齿圆柱齿轮的当量齿数?
4-3 交错轴斜齿圆柱齿轮传动有些什么特点?

实验五、直齿圆锥齿轮传动实验

                    图5-1 圆锥齿轮传动
一、直齿圆锥齿轮的基本参数和尺寸
                    
式中：m和α是大端上的模数和压力角(α＝20°)。其中δ1+δ2=Σ是保证圆锥齿轮副纯滚动的两个节圆锥顶重合，且齿面成线接触的条件。 
对于正常齿：大端上齿顶高系数h*a=1和顶隙系数c*=0.2，则圆锥齿轮传动比
 
 
 
当两轮轴交角Σ＝90°时，由上式得到
 
 
对于Σ＝90°的标准直齿圆锥齿轮传动(图5-2)，其基本尺寸计算见《机械原理与机械零件》。
        
             图5-2 直齿圆锥齿轮传动的基本尺寸
二、实验操作
1、 实验的目的：
⑴了解圆锥齿轮传动的构成，认识其组成元件；
⑵掌握圆锥齿轮相关几何参数的定义及其意义；
⑶掌握圆锥齿轮传动比、齿轮传动系统中轴的转速及力矩的计算方法；
⑷了解圆锥齿轮的不同类型及其在工程实际中的应用；
⑸了解圆锥齿轮传动的类型及其应用；
⑹掌握圆锥齿圆柱齿轮传动系统的安装及校准方法；
2、实验内容：
⑴计算圆锥齿轮传动比；
⑵计算圆锥齿轮传动大的交错角和分度圆锥角；
⑶安装并校准圆锥齿圆柱齿轮传动系统；
3、实验设备及工具
电机一台、电机座、标准锥齿圆柱齿轮一对、轴承座、立柱、传动轴（φ20活塞杆）、T型螺钉、M12螺母、、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、计算如图5-2一对锥齿圆柱齿轮的传动比

图5-2
主动轮齿数：Z1        
从动轮齿数：Z2        
传动比：i        
实验2、用所给测量工具计算出所搭接的传动机构的两轴的交错角和小齿轮大齿轮的分度圆锥角。如图（交错角为两轮轴线夹角）
交错角B        
小齿轮分度圆锥角a1        
大齿轮分度圆锥角a2        
                   
                               图5-3
实验3、安装和校准锥齿圆柱齿轮传动系统
在这个实验中，将执行安装步骤和校准锥齿圆柱齿轮传动系统，（图A的传动机构的搭建和校准见 实验三、直齿圆柱齿轮）；
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、下面将直接进入锥齿圆柱齿轮的搭建；
1）选折合适的位置搭建锥齿轮传动系统；
A、选折长短合适的轴承支撑架和锥齿轮的传动轴、按照前面的实验搭建。
B、将一对锥齿轮分别紧固在两传动轴上，移动轴承支架对齐两锥齿轮，保证两轴线在同一平面内（可通过所给的测量工具校准）如果高度不合适可垫垫圈调整。
C、按照校准直齿圆柱齿轮的方法来校准此传动系统；
D、手动运行传动系统，保证传动系统的正确安全远行；搭建图如图5-4
E、开启电源开关，低速运行一段时间，缓慢提速。
F、在运行过程中观察圆锥齿轮啮合情况，传动是否平稳、噪音是否正常。
G、如出现异常，关掉电机电源，检查是否搭建中出现问题，及时改正。
H、实验完成后降低电机转速到最小并关闭电源。
J、断开安全开关
K、拆卸安装并将各部件放回原处
注意：在电机转动过程中切勿用手及其其他物品触碰！

图5-4
习  题
5-1 圆锥齿轮的基本参数是什么?试说明它的背锥和当量齿数。
5-2试说明平行轴斜齿圆柱齿轮、交错轴斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮传动的正确啮合条件。
5-3有一对轴交角＝90°的直齿圆锥齿轮传动，已知z1＝21，z2＝47，大端m＝5mm，  ＝20°。试求这对齿轮的基本尺寸