直齒圓柱齒輪傳動(dòng)
圖3-1
一、 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)
與其他傳動(dòng)相比，齒輪傳動(dòng)能實(shí)現(xiàn)任意位置的兩軸傳動(dòng)， 具有工作可靠、使用壽命長、傳動(dòng)比恒定、效率高（98％～99％）、 結(jié)構(gòu)緊湊、速度和功率的適用范圍廣（最大功率可達(dá)數(shù)萬kW、 圓周速度200～300 m/s、轉(zhuǎn)速20 000 r/min）等優(yōu)點(diǎn)。主要缺點(diǎn)是制造和安裝精度要求較高，加工齒輪需要用專用機(jī)床和設(shè)備， 成本較高。
1、 齒輪傳動(dòng)的基本要求：
(1) 傳動(dòng)正確、平穩(wěn)。齒輪在傳動(dòng)過程中，要求瞬時(shí)傳動(dòng)比(即兩輪角速度之比)恒定，以免產(chǎn)生沖擊、 振動(dòng)和噪聲。
(2) 承載能力強(qiáng)，要求齒輪尺寸小，重量輕，能傳遞較大的動(dòng)力，較長的使用壽命。
研究表明，傳動(dòng)能否正確、平穩(wěn)，主要與齒輪的齒廓形狀有關(guān)。能作為齒輪齒廓的曲線很多，但在生產(chǎn)實(shí)踐中，考慮到設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用等因素，目前機(jī)械中常用漸開線作為齒廓曲線；而要保證傳動(dòng)具有足夠的承載能力和使用壽命，必須對(duì)齒形、齒輪的強(qiáng)度、使用材料及熱處理方法、結(jié)構(gòu)的合理性等問題進(jìn)行研究。
二、 實(shí)驗(yàn)操作
1、 實(shí)驗(yàn)的目的：
⑴了解齒輪傳動(dòng)的構(gòu)成，認(rèn)識(shí)其組成元件；
⑵掌握齒輪相關(guān)幾何參數(shù)的定義及其意義；
⑶掌握齒輪傳動(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了解齒輪在工程實(shí)際中的應(yīng)用；
⑸了解齒輪傳動(dòng)的類型及其應(yīng)用；
⑹掌握直齒圓柱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝及校準(zhǔn)方法；
2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
（1）計(jì)算齒輪傳動(dòng)比
（2）安裝并校準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)；
3、實(shí)驗(yàn)的儀器與設(shè)備
電機(jī)一臺(tái)、電機(jī)座、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪一對(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)算齒輪傳動(dòng)比
大致步驟：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算所給例題中的傳動(dòng)比。將用到所給齒輪的模數(shù)或者齒數(shù)。在下個(gè)實(shí)驗(yàn)中，將會(huì)用它來計(jì)算從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速和力矩。
1、 計(jì)算齒輪傳動(dòng)比：其中主動(dòng)齒輪分度圓直徑為50MM，從動(dòng)齒輪分度圓直徑為84MM，如圖3-2所示：
齒輪傳動(dòng)比為i=_______________
d1=50mm d2=84mm
圖3-2
2、 計(jì)算下圖3-3齒輪傳動(dòng)比，給定條件如下：
主動(dòng)輪齒數(shù)：Z1=25
從動(dòng)輪齒數(shù)：Z2=69
傳動(dòng)比i=_______________
Z1=25 Z2=69
圖3-3
3、 計(jì)算下圖3-4齒輪傳動(dòng)比，給定條件如下：
主動(dòng)輪齒數(shù)：Z1=42，D1=50
從動(dòng)輪齒數(shù)：Z2=69，D2=138
傳動(dòng)比i=_______________
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圖3-4
實(shí)驗(yàn)2、安裝和校準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)系
在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，將執(zhí)行安裝步驟和校準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，保證兩傳動(dòng)軸的平行度。
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）電動(dòng)機(jī)的安裝；
A選擇固定安裝電機(jī)的適當(dāng)位置，（盡量靠近臺(tái)子的角邊，留下足夠的空間安裝固定齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)）
B．將電機(jī)底座開的U行槽對(duì)著臺(tái)子的T行槽，將底座的前邊和T行槽邊盡量保持平行，用T行螺釘、墊圈和螺母固定電機(jī)（螺母不要擰緊，以方便調(diào)整齒側(cè)間隙，和傳動(dòng)系統(tǒng)的平行度）
2）主動(dòng)齒輪的安裝；
C．將齒輪裝在電機(jī)軸上（輕輕推入），直到齒輪上的螺孔和電機(jī)軸上的鍵槽對(duì)齊，通過內(nèi)六角扳手?jǐn)Q緊緊定螺釘固定齒輪。
3）傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝和搭建（包括軸承支架，軸承，傳動(dòng)軸，傳動(dòng)齒輪）；
D選折合適的傳動(dòng)軸，將傳動(dòng)軸和軸承安裝在一起。
E．用長T型螺釘、墊圈、螺母固定四個(gè)軸承支架和安裝兩個(gè)軸承；
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F．將從動(dòng)齒輪安裝在傳動(dòng)軸上（和安裝主動(dòng)齒輪相同），拉動(dòng)齒輪檢查是否與傳動(dòng)軸固緊。裝配結(jié)果如3-5圖所示
圖3-5
4）傳動(dòng)系統(tǒng)的校準(zhǔn)；
G．調(diào)整電機(jī)的位置，將米尺放置在從動(dòng)齒輪表面上，其棱邊靠在從動(dòng)齒輪上，然后檢查主動(dòng)齒輪的位置，主動(dòng)齒輪必須調(diào)整到其端面與從動(dòng)齒輪端面在同一條直線上，即兩個(gè)齒輪的端面應(yīng)齊平.以從動(dòng)齒輪的位置為基準(zhǔn)是因?yàn)榫同F(xiàn)裝置而言電機(jī)的位置比較容易進(jìn)行調(diào)整.如果主動(dòng)齒輪的端面也能和米尺的棱邊直接靠上，則證明主動(dòng)軸與從動(dòng)軸是平行的，（如果經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)主動(dòng)齒輪的端面僅有一端和米尺的棱邊接觸上，則說明軸不平行，如果主動(dòng)齒輪沒有任何部分與米尺接觸上，則說明兩軸不平行或是齒輪未對(duì)準(zhǔn).）
I．校準(zhǔn)好傳動(dòng)系統(tǒng)后擰緊電機(jī)底座上的4個(gè)T型螺釘手動(dòng)運(yùn)行傳動(dòng)系統(tǒng)，
確保機(jī)構(gòu)能穩(wěn)定安全運(yùn)行。
習(xí)題
3-1齒輪傳動(dòng)的失效形式有哪些？引起這些失效的原因主要是什么？
3-2 漸開線齒廓嚙合具有哪些特性？什么是漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)？它的齒廓形狀取決于哪些基本參數(shù)？如果兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)齒輪的有關(guān)參數(shù)是：m1 ＝5mm，z1＝20，α1＝20°；m2＝4 mm，z2＝25，α2＝20°，它們的齒廓形狀是否相同？它們能否配對(duì)嚙合？
3-3 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基圓與齒根圓是否可能重合？試分析說明。
3-4 什么是齒輪傳動(dòng)的實(shí)際嚙合線B1B2？如何用作圖法確定它的長度？為了保證齒輪副能夠連續(xù)傳動(dòng)，B1B2應(yīng)該滿足什么條件？
3-5 齒條的齒形有什么特點(diǎn)？齒條刀具的齒形有什么特點(diǎn)？
3-6 用仿形法和范成法加工齒輪的特點(diǎn)是什么？刀具選擇有何不同？
3-7 用范成法加工齒輪時(shí)為什么會(huì)產(chǎn)生根切？如何避免標(biāo)準(zhǔn)齒輪產(chǎn)生根切？
3-8 什么是齒輪的公法線長度?如何確定測量公法線長度的跨齒數(shù)?
3-9 試比較標(biāo)準(zhǔn)齒輪、 正變位齒輪和負(fù)變位齒輪的加工方法和齒形特點(diǎn)。
3-10齒輪傳動(dòng)有哪幾種類型?試比較它們的總變位系數(shù)、 嚙合角、安裝中心距等傳動(dòng)參數(shù)有什么不同。它們?cè)趹?yīng)用上有什么特點(diǎn)?