實驗四、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, 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
如圖4-2所示,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:
圖4-2 交錯軸斜齒輪傳動
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
因此,兩輪的傳動比為
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、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?