伞齿轮(lún)即锥形齿(chǐ)轮,锥齿(chǐ)轮(lún)。伞齿轮最常用作两垂直轴的传动,但也(yě)适应其他角度的两轴的传动。最典型的应用是用一台水平驱动(dòng)装置驱动(dòng)一台立式泵。在伞齿轮和正齿轮之间的两个主要区别是它们的(de)形状和它们所在轴(zhóu)的关系。伞齿(chǐ)轮在形状上是圆锥形,而正齿轮本来是一个圆(yuán)柱(zhù)体。伞齿轮(lún)传递两个成角(jiǎo)度的轴即交叉轴间的运动,而正齿轮传递两个(gè)平(píng)行轴间的运动。
锥齿轮主要用(yòng)于实现两相交轴之间的运动和(hé)动力的传动,两(liǎng)轴交角∑称为轴角,∑的值可以根据传动的需要确定,通常多采(cǎi)用90度,即垂直相交。锥齿轮的(de)轮(lún)齿排列在截圆锥体上,因此,对应于圆柱齿(chǐ)轮中(zhōng)的各有(yǒu)关"圆柱"的(de)表述就(jiù)变成了"圆锥",如分度圆锥、节圆锥、基圆锥、齿顶圆锥等;这也是(shì)圆(yuán)锥齿轮名称的(de)由来。
由图1可以看出,一对标准(zhǔn)直齿锥齿轮传动时,两轮的分(fèn)度(dù)圆锥与各自的节圆锥重合。轮齿的厚度是一端大,另一端小,即沿齿(chǐ)宽方向上的轮齿(chǐ)厚度均(jun1)不相同,故轮齿全长上的模数、齿高、齿廓宽度等(děng)都不相同。所以锥齿轮齿廓的模型不能采取标准圆柱直齿轮那样简单的拉伸(shēn)的方法去(qù)创建。
圆锥齿轮主要有以下几(jǐ)种类型:
(1)直齿圆锥齿(chǐ)轮。这是圆锥齿轮的标准形式,其齿(chǐ)廓截面与圆锥的母线垂直,齿高采用收缩齿形式,即从齿的大端(外端)沿分度圆锥母线到齿的小端(内端(duān)),齿高逐渐降低。直齿(chǐ)锥齿轮的优点是设计、制造(zào)和安装都比较简单(dān),便于调整;缺点是运转噪声较大,有冲击;适用于低速传动(<5m/s)的场合。
(2)斜齿圆锥齿轮。与圆柱(zhù)螺旋齿轮(lún)的齿面形成相似,斜齿圆(yuán)锥齿轮的(de)渐开螺(luó)旋面与基圆锥面及和基圆锥面(miàn)同轴的任一圆锥面的交线(xiàn)均为圆锥螺旋线。通常使用一(yī)条在分度圆锥面的切(qiē)平面上与分度圆锥母(mǔ)线成β角的直线在分度圆锥面上的投(tóu)影曲线(即分度圆锥螺旋线)作为设计参考,来构(gòu)建斜齿圆锥齿轮(lún)的齿形。斜齿圆锥齿轮的(de)齿高(gāo)也采用收缩(suō)齿形式。一对斜齿圆(yuán)锥齿轮啮合时,也像斜齿圆柱齿轮那样,齿面接触线是斜曲线,接触曲线先由短变长,再由长变短,直至脱离啮合。因此斜齿圆锥齿轮与直齿圆锥齿轮相比,传动较为平稳,冲击、振动较小,适用于中、高速和重载的场合。
(3)曲(qǔ)线齿圆锥齿轮。曲线齿又分(fèn)为弧齿、长幅外摆线齿(简称摆线(xiàn)齿)和准渐开线齿。其中摆线齿锥(zhuī)齿(chǐ)轮齿高采用等高齿形式,沿分度圆(yuán)锥母线各点处齿(chǐ)高不变(biàn),而弧齿锥(zhuī)齿轮齿高仍采用收缩齿形式。曲线齿圆锥齿轮具(jù)有传动平稳(wěn),噪声小及承载能力大等特点,适用于高速重载的各类机械设备(bèi)和车辆(liàng)(如汽车差速器(qì))中。
伞(sǎn)齿轮(lún)是在专门的(de)刨(páo)齿机上进行加工(gōng)的。伞齿轮也可、在万能铣床上加工,但齿的尺寸及齿型都欠精确。往往采用联合方法加工伞齿轮,即在(zài)万能铣床或卧式铣床上(shàng)进行初(chū)步加工,至于精加工,即齿型的校准(zhǔn),则在专用加工伞齿轮的机床(chuáng)上进行。
图2所示是在铣床上铣削伞齿轮的过程的图解。制造伞(sǎn)齿轮的工艺过程由下列工序组成。经过加工的坯(pī)件安置在心轴上(shàng),心轴(zhóu)紧固在分度头上,将分度大枢轴的轴线转成一个等于坯件圆锥角一半的角度(dù)。
坯(pī)件安装(zhuāng)后,用(yòng)圆盘模数铣刀(dāo)铣削齿沟至全深(shēn);同时铣(xǐ)刀应与被铣齿(chǐ)轮小半径的模数相符合。如(rú)此铣削全部轮齿。至于分度,则用分度头以(yǐ)普通方法进行。
在各种机(jī)器上所用的机械传动方法很(hěn)多,最主要的有皮带传动、链条传动、摩擦轮传动、齿(chǐ)轮传动(dòng)及绦杠(gàng)螺母传动等。
其中齿轮(lún)传动,一般说来,也就是使得一个轴在旋转时能够带动另(lìng)一个轴(zhóu)旋转;或者是把一个轴的(de)旋转运动(dòng)变为直线运动。
它的主要特点是:互相之间有齿(chǐ)紧(jǐn)凑(còu)的啮合,所传递的转矩要比(bǐ)皮带及链条传动大得多;它的传动效率也比其他机械传动的高;并且能在很大的传动力下(xià)保(bǎo)持两轴之间(jiān)的速比不变。
齿轮的(de)型式甚多,大(dà)体上根据齿面形状的不同,分为圆柱齿轮、圆锥齿轮(lún)和(hé)蜗轮等型式。常用的正齿轮和斜齿轮为圆柱齿(chǐ)轮,它们是用来传动两个相互平行轴的旋转运动(dòng),而伞齿(chǐ)轮即(圆锥齿轮)是用在传动相交两轴的(de)旋转运动的。当一对伞齿轮(lún)的轮齿啮合着传动(dòng)的时候(hòu),情形和两个半截圆锥形摩擦(cā)轮的传动很相似,如图3。但是,摩擦轮的传动,如果从动轴上所带动的力量大于两轮间的摩擦力(lì),则两轮面将会发生滑动的现象,或者甚至于使一从(cóng)动轮不能被带动。如果把摩擦轮做成有齿的轮子,借(jiè)齿轮(lún)上牙齿的力量去传动另一轴上的(de)齿,就可以把这一轴的旋转力量传到另一轴上去,如图4。伞齿轮的啮合传(chuán)动,就是基于这个基础上的。
伞齿轮的用途很广,尤共是遇到两轴相交(jiāo)、两轴的距离很近、传动的力量又很大、转(zhuǎn)数比又耍固定的时候,采用伞齿轮最为适合。