傘齒輪

傘齒輪即錐形齒輪，錐齒輪。傘齒輪最常用作兩垂直軸的傳動，但也適應其他角度的兩軸的傳動。最典型的套用是用一台水平驅動裝置驅動一台立式泵。在傘齒輪和正齒輪之間的兩個主要區別是它們的形狀和它們所在軸的關係。傘齒輪在形狀上是圓錐形，而正齒輪本來是一個圓柱體。傘齒輪傳遞兩個成角度的軸即交叉軸間的運動，而正齒輪傳遞兩個平行軸間的運動。

基本介紹

• 中文名：傘齒輪
• 外文名：Bevel
• 別名：錐形齒輪，錐齒輪
• 學科：機械原理
• 用途：相交軸間的傳動
• 傳動頻率：0.94～0.98

圓錐齒輪的特點

錐齒輪主要用於實現兩相交軸之間的運動和動力的傳動，兩軸交角∑稱為軸角，∑的值可以根據傳動的需要確定，通常多採用90度，即垂直相交。錐齒輪的輪齒排列在截圓錐體上，因此，對應於圓柱齒輪中的各有關“圓柱”的表述就變成了“圓錐”，如分度圓錐、節圓錐、基圓錐、齒頂圓錐等；這也是圓錐齒輪名稱的由來。

圖1

由圖1可以看出，一對標準直齒錐齒輪傳動時，兩輪的分度圓錐與各自的節圓錐重合。輪齒的厚度是一端大，另一端小，即沿齒寬方向上的輪齒厚度均不相同，故輪齒全長上的模數、齒高、齒廓寬度等都不相同。所以錐齒輪齒廓的模型不能採取標準圓柱直齒輪那樣簡單的拉伸的方法去創建。

分類及適用範圍

圓錐齒輪主要有以下幾種類型：

(1)直齒圓錐齒輪。這是圓錐齒輪的標準形式，其齒廓截面與圓錐的母線垂直，齒高採用收縮齒形式，即從齒的大端(外端)沿分度圓錐母線到齒的小端(內端)，齒高逐漸降低。直齒錐齒輪的優點是設計、製造和安裝都比較簡單，便於調整；缺點是運轉噪聲較大，有衝擊；適用於低速傳動(<5m/s)的場合。

(2)斜齒圓錐齒輪。與圓柱螺旋齒輪的齒面形成相似，斜齒圓錐齒輪的漸開螺旋面與基圓錐面及和基圓錐面同軸的任一圓錐面的交線均為圓錐螺旋線。通常使用一條在分度圓錐面的切平面上與分度圓錐母線成β角的直線在分度圓錐面上的投影曲線(即分度圓錐螺旋線)作為設計參考，來構建斜齒圓錐齒輪的齒形。斜齒圓錐齒輪的齒高也採用收縮齒形式。一對斜齒圓錐齒輪嚙合時，也像斜齒圓柱齒輪那樣，齒面接觸線是斜曲線，接觸曲線先由短變長，再由長變短，直至脫離嚙合。因此斜齒圓錐齒輪與直齒圓錐齒輪相比，傳動較為平穩，衝擊、振動較小，適用於中、高速和重載的場合。

(3)曲線齒圓錐齒輪。曲線齒又分為弧齒、長幅外擺線齒(簡稱擺線齒)和準漸開線齒。其中擺線齒錐齒輪齒高採用等高齒形式，沿分度圓錐母線各點處齒高不變，而弧齒錐齒輪齒高仍採用收縮齒形式。曲線齒圓錐齒輪具有傳動平穩，噪聲小及承載能力大等特點，適用於高速重載的各類機械設備和車輛(如汽車差速器)中。

傘齒輪的加工

傘齒輪是在專門的刨齒機上進行加工的。傘齒輪也可、在萬能銑床上加工，但齒的尺寸及齒型都欠精確。往往採用聯合方法加工傘齒輪，即在萬能銑床或臥式銑床上進行初步加工，至於精加工，即齒型的校準，則在專用加工傘齒輪的工具機上進行。

圖2 銑床上銑削傘齒輪的過程的圖解

圖2所示是在銑床上銑削傘齒輪的過程的圖解。製造傘齒輪的工藝過程由下列工序組成。經過加工的坯件安置在心軸上，心軸緊固在分度頭上，將分度大樞軸的軸線轉成一個等於坯件圓錐角一半的角度。

坯件安裝後，用圓盤模數銑刀銑削齒溝至全深；同時銑刀應與被銑齒輪小半徑的模數相符合。如此銑削全部輪齒。至於分度，則用分度頭以普通方法進行。

主要特點和功用

在各種機器上所用的機械傳動方法很多，最主要的有皮帶傳動、鏈條傳動、摩擦輪傳動、齒輪傳動及絛槓螺母傳動等。

圖3

其中齒輪傳動，一般說來，也就是使得一個軸在旋轉時能夠帶動另一個軸旋轉；或者是把一個軸的旋轉運動變為直線運動。

它的主要特點是：互相之間有齒緊湊的嚙合，所傳遞的轉矩要比皮帶及鏈條傳動大得多；它的傳動效率也比其他機械傳動的高；並且能在很大的傳動力下保持兩軸之間的速比不變。

齒輪的型式甚多，大體上根據齒面形狀的不同，分為圓柱齒輪、圓錐齒輪和蝸輪等型式。常用的正齒輪和斜齒輪為圓柱齒輪，它們是用來傳動兩個相互平行軸的旋轉運動，而傘齒輪即(圓錐齒輪)是用在傳動相交兩軸的旋轉運動的。當一對傘齒輪的輪齒嚙合著傳動的時候，情形和兩個半截圓錐形摩擦輪的傳動很相似，如圖3。但是，摩擦輪的傳動，如果從動軸上所帶動的力量大於兩輪間的摩擦力，則兩輪面將會發生滑動的現象，或者甚至於使一從動輪不能被帶動。如果把摩擦輪做成有齒的輪子，借齒輪上牙齒的力量去傳動另一軸上的齒，就可以把這一軸的旋轉力量傳到另一軸上去，如圖4。傘齒輪的嚙合傳動，就是基於這個基礎上的。

圖4

傘齒輪的用途很廣，尤共是遇到兩軸相交、兩軸的距離很近、傳動的力量又很大、轉數比又耍固定的時候，採用傘齒輪最為適合。