渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸

(1)斜齿轮的基本参数

1)螺旋角，斜齿轮的齿廓曲面与其分度圆柱面相交的螺旋线的切线与齿轮轴线之间所夹的锐角，又称为斜齿轮分度圆柱的螺旋角，有左右旋之分，也有正负之别。

2)法面模数与端面模数的关系

m n = m t cosβ

3)法面压力角与端面压力角的关系

tanα n = tanαt cosβ

(2)斜齿轮的几何尺寸计算

斜齿轮的几何尺寸是按其端面参数来进行计算的。(表10-5 斜齿圆柱齿轮的参数和几何尺寸的计算公式)。

2.一对斜齿轮的啮合传动

(1)正确啮合的条件

一对斜齿轮的正确啮合的条件，除两个轮的模数及压力角应分别相等外，它们的螺旋角还必须相匹配，以保证两轮在啮合处的齿廓螺旋角相切。因此，一对斜齿轮正确啮合的条件为：

1)两轮的螺旋角对于外啮合，应大小相等，方向相反，即β1=－β2；对于内啮合，应大小相等，方向相同，即β1=β2。

2)两轮的法面模数及压力角应分别相等，m n1 = m n2，αn1 = αn2。又因相互啮合的两轮的螺旋角的绝对值相等，故其端面模数及压力角也分别相等，即m t1= m t2，αt1=αt2。

(2)斜齿轮传动的中心距

a = r1+ r2 = m n(z1 + z1)/(2cosβ)

(3)斜齿轮传动的重合度

斜齿轮传动的总重合度εγ为其端面重合度εα与轴面重合度εβ的两部分之和，即

εγ = εα + εβ

其中：εα是用其端面参数并按直齿轮重合度的计算公式来计算的；而εβ = B sinβ/(πm n) 。

3.斜齿轮的当量齿轮和当量齿数

(1)斜齿轮的当量齿轮，是指与斜齿轮法面齿形相当的直齿轮。即以斜齿轮的法面参数m n、α n、

h an*及c n*为参数，以z v ( z v = z/cos3β)为齿数所构造的直齿轮。该直齿轮的齿形就是相当该斜齿轮的法面齿形。

(2)斜齿轮的当量齿数：z v = z/cos3β。

4.斜齿轮传动的主要优缺点

优点：

1)啮合性能好。其每对轮齿进入啮合和脱离啮合都是逐渐进行的，因而传动平稳、噪声小，所以啮合性能较好。同时这种啮合方式也减小了制造误差对传动的影响。

2)重合度大。这样就降低了每对轮齿的载荷，从而提高了齿轮的承载能力，延长了齿轮的使用寿命，并使传动平稳。

3)结构紧凑。斜齿标准齿轮不产生根切的最少齿数较直齿轮少。因此，采用斜齿轮传动可以得到更加紧凑的结构。

缺点：在运转时会产生轴向推力

5.交错轴斜齿轮传动

(1)交错轴斜齿轮传动的正确啮合条件为：

1) m n1 = m n2 , αn1= αn2 ;

2)Σ =|β1|±|β2|。

(2)中心距

(3)交错轴斜齿轮传动的主要优缺点

优点：可以实现两交错轴间回转运动的传递，同时因其设计待定参数较多，满足设计要求的灵活性较大。

缺点：在其传动中，相互啮合的一对齿廓为点接触，而且轮齿间除了有沿齿高方向的相对滑动外，还有沿齿长方向的更大的相对滑动，因而轮齿的磨损较快，机械效率较低。

(1)机械自锁的概念某些机械，就其结构情况分析，只要加上足够大的驱动力，按常理就应该能够沿着有效驱动力作用的方向运动，而实际上由于摩擦的存在，却会出现无论这个驱动力如何增大，也无法使它运动的现象，这种现象就叫作机械自锁。

(2)机械自锁的意义自锁现象在机械工程中具有十分重要的意义，主要有如下两方面：

1)当设计机械时，为能实现预期的运动，必须避免该机械在所需的运动方向发生自锁；

2)有些机械的工作原理就是利用了自锁的特性。

实例手摇螺旋千斤顶

(3)机械自锁的条件机械为什么会发生自锁现象呢？由前螺旋千斤顶可知如下结论：

首先，机械发生自锁是有条件的，也是有方向性的，即机械只是在一定的受力条件和受力方向下发生自锁，而在另外情况下却是可动的；

其次，机械发生自锁的实质是机械中所含的运动副发生了自锁。

那么，运动副发生自锁的条件又是什么?

1)移动副的自锁条件：

在移动副中，如果作用于滑块上的驱动力作用在其摩擦角之内(即驱动力的传动角≤摩擦角), 则发生自锁，这就是移动副发生自锁的条件。

2)转动副的自锁条件：

在转动副中，如果作用在轴颈上的驱动力为一单力F，且作用于摩擦圆之内（即驱动力对轴颈中心的力臂长度a≤ 摩擦圆半径ρ），则发生自锁，这就是转动副发生自锁的条件。

2.机械自锁条件的确定

对于一个机械来说，我们可以通过分析其所含的运动副的自锁情况或从机械效率的观点分析来判断其是否自锁，也可从生产阻力方面或自锁的现象(或定义)方面分析来判断其是否自锁，故判断机械发生自锁的条件就有如下四种方法：

1)根据机械所含运动副的自锁条件来判断其是否自锁。因为机械的自锁实质上就是其中的运动副发生了自锁。

2)根据机械效率小于等于零（即η≤0）的自锁条件来判断其是否自锁。因为当机械发生自锁时，无论驱动力如何增大都不能使机械发生运动，这实质上是驱动力所能作的功W d总不足以克服其所能引起的最大损失功W f之故，根据η＝1 —W f／W d知，这时，η≤0。

3)根据机械的生产阻力小于等于零（即G≤0）的自锁条件来判断其自锁状态。由于当机械自锁时，机械已不能运动，所以这时它所能克服的生产阻抗力G≤0。G<0意味着只有当阻抗力反向变为驱动力后，才能使机械运动。故可利用当驱动力任意增大时，G≤0是否成立来判断机械是否自锁，并据以确定机械的自锁条件。

4)根据作用在构件上的驱动力的有效分力小于等由其所引起的同方向上最大摩擦力（即F t≤F fmax）的自锁条件来判断其自锁状态。

为了判断一个机构是否会自锁？和在什么条件下发生自锁？需根据具体情况，视方便程度来决定用上述哪种方法进行分析。现通过如下例子来加以说明。

例5―2斜面压榨机构的自锁条件确定

例5―3偏心夹具的自锁条件确定

例5―4凸轮机构推杆自锁条件的确定

思考题

1.所谓自锁机构是否就是不能运动的机构？

2.作用在转动副中的轴颈上的外力为一力偶矩时，也会发生自锁吗？

3.对于机械自锁时，其效率η≤0应如何理解?

4.机构正、反行程的机械效率是否相同? 其自锁条件是否相同? 为什么？