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斜齿轮传动
1．斜齿圆柱齿轮齿面的形成和特点
斜齿圆柱齿轮是为了弥补直齿圆柱齿轮传动的不足，适应高速、重载传动的要求发展起来的渐开线圆柱齿轮。
齿轮有一定宽度，实际直齿圆柱齿轮齿廓的形成如图6-22a所示，当发生面沿基圆柱作纯滚动时，发生面上一条与基圆柱切线NN相平行的直线KK形成渐开线曲面。一对直齿圆柱齿轮传动时，两轮渐开线曲面的瞬时接触线是与轴线平行的一条直线，如图6-22b所示。因此，轮齿沿整个齿宽同时进入啮合或退出啮合，传动平稳性较差，容易产生冲击，振动和噪音，不适用于高速与重载传动。
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a) b) 图6-22 直齿圆柱齿轮的渐开曲面的形成及齿面接触线 a) 直齿齿轮渐开曲面的形成 b) 直齿圆柱齿轮齿面接触线 |
斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成与直齿圆柱齿轮相似。当发生面S在基圆柱上作纯滚动时，其上一条与基圆柱轴线偏斜的直线KK＇（偏斜角βb称为斜齿轮基圆柱上的螺旋角）上各点在空间形成的轨迹，在与基圆柱轴线垂直的平面内都是一条渐开线。因此，斜齿轮端面上的齿廓曲线仍然是渐开线。这些渐开线的集合即是斜齿圆柱齿轮的齿廓曲面，称为渐开螺旋面，如图6-23a所示。这相当于将直齿圆柱齿轮的两个端面相对平行地扭转一个角度后形成的齿廓曲面。斜齿轮齿廓曲面与基圆柱的交线AA＇称为基圆柱上的螺旋线。
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a) b) 图6-23 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成与接触线 a) 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成 b) 斜齿圆柱齿轮的接触线 |
当一对平行轴斜齿圆柱齿轮啮合传动时，轮齿齿面是由前端面进入啮合，由后端面退出啮合，它们的接触线是由短逐渐变长，再由长逐渐变短，如图6-23 b所示。
与直齿圆柱齿轮传动相比，平行轴斜齿圆柱齿轮啮合传动具有传动平稳性好，减少了冲击、振动和噪音等优点，在高速与大功率的传动中应用广泛。其缺点是齿面正压力可分解为有害的轴向力，增加支撑部件的压力，采用人字齿轮可消除轴向分力的影响。
2．斜齿圆柱齿轮的基本参数和尺寸计算
（1）斜齿圆柱齿轮的基本参数
标准斜齿圆柱齿轮的基本参数包括：法面模数
，齿数
，法面压力角
，法面齿顶高系数
，法面顶隙系数
和螺旋角
，各法面对应的端面参数。
斜齿轮分度圆柱面展开图如图6-24所示，由于斜齿圆柱齿轮的齿廓曲面是渐开线螺旋面，在加工斜齿轮的时候，刀具通常是沿着螺旋线方向进行切削，斜齿轮齿廓曲面的法面参数（用下角标n标识）与刀具的标准参数相同。因此，标准规定斜齿轮的法面参数为标准值。斜齿轮端面上的齿廓曲线是渐开线，计算斜齿轮的几何尺寸一般是按照端面参数（用下标t识别）进行的。
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图6-24 斜齿轮分度圆柱面展开图 |
（2）斜齿轮的几何尺寸计算
由于斜齿圆柱齿轮的端面齿形也是渐开线，所以将斜齿轮端面参数代入直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算公式，就可以得到斜齿圆柱齿轮相应的几何尺寸计算公式，见表6-3。
表6-3 外啮合标准斜齿圆柱齿轮的几何尺寸
| 序号 | 名称 | 符号 | 计算公式 |
| 1 | 法向模数 |
| 由斜齿轮承载能力确定，并按表6-1取为标准值 |
| 2 | 端面模数 |
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| 3 | 法向压力角 |
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| 4 | 端面压力角 |
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| 5 | 螺旋角 |
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| 6 | 齿顶高 |
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| 7 | 齿根高 |
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| 8 | 全齿高 |
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| 9 | 分度圆直径 |
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| 10 | 齿顶圆直径 |
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| 11 | 齿根圆直径 |
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| 12 | 基圆直径 |
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| 13 | 中心距 |
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从表6-3中斜齿轮副中心距的计算公式可知，在两轮齿数
、
和模数mn已定的情况下，可以通过在一定范围内调整螺旋角的大小来凑配中心距，而不一定采用齿轮副变位的方法凑配中心距。
（3）斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件
一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：齿轮副的法向模数和法向压力角分别相等，而且螺旋角大小相等，旋向相反，即
(6-8)
（内啮合时
）
