齿轮传动是操纵两齿轮的轮齿互相啮合转达动力和活动的死板传动。在统统的死板传动中,齿轮传动运用最广,可用来转达相对场所不远的两轴之间的活动和动力。
齿轮传动的特色:
效率高,在罕用的死板传动中,以齿轮传动效率为最高,闭式传动效率为96%~99%,这对大功率传动有很大的经济意义;
组织紧凑,比带、链传动所需的空间尺寸小;
传动比不变,传动比不变不断是对传动功用的基本请求。齿轮传动赢得普遍运用,恰是由于其具备这一特色;
处事牢靠、寿命长,策画建立准确正当、操纵保护杰出的齿轮传动,处事万分牢靠,寿命可长达一二十年,这也是别的死板传动所不能对比的。这对车辆及在矿井内处事的死板尤其首要;
然则齿轮传动的建立及安置精度请求高,代价较贵,且不宜用于传动间隔过大的形势。
1.齿轮的类别
1)齿轮按齿形可分为渐开线齿轮、摆线齿轮、圆弧齿轮等。渐开线齿轮便于建立,操纵普遍,摆线齿轮和圆弧齿轮运用较少。
2)齿轮按形状分为圆柱齿轮、锥齿轮、齿条和蜗杆蜗轮传动。
2.直齿圆柱齿轮的尺寸
(1)直齿圆柱齿轮各部份的称号及多少尺寸
(2)直齿圆柱齿轮的首要参数
1)齿数z。一个齿轮的轮齿总额,用z示意。当模数一按时,齿数越多齿轮的多少尺寸越大。
2)模数m。齿距p与圆周率π的商数称为模数,用m示意,即m=p/m,单元为mm。模轮是齿轮的基本参数。齿数相等,模数越大,齿轮的尺寸越大,承载能耐越强。分度圆直径相等的齿轮,模数越大,承载能耐也越强。
3)压力角。压力角是齿轮在端平面上过端面齿廓上大肆一点K处的径向直线与齿廓在该点处的切线所夹的锐角,也即是在齿轮传动中,齿廓弧线和分度圆交点处的速率方位与该点的法线方位(即力的效用线方位)所夹的锐角称为分度圆压力角。渐开线圆柱齿轮分度圆上的压力角αk
cosαk=rb/r
式中ak——压力角(°);
rb——基圆半径(mm);
r——分度圆半径(mm)。
我国准则划定渐开线圆柱齿轮分度圆上的压力角α=20°。
4)齿顶高系数。齿顶高与模数之比值称为齿顶高系数,用ha*示意,即ha=ha*m,准则划定ha*=1。
5)顶隙系数。当一双齿轮啮合时,为使一个齿轮的齿顶与另一个齿轮槽底面相联处,轮齿的齿根高应大于齿顶高,即应留有必定的径向空隙,称为顶隙,用c示意。顶隙与模数之比值称为顶隙系数,用c*示意,顶隙c=c*m。国度准则划定:准则齿轮的c*=0.25。
(3)准则直齿圆柱齿轮多少尺寸的策画准则
直齿圆柱齿轮采纳准则模数m、压力角α=20°、齿顶高系数ha*=1、顶隙系数c*=0.25。
3.齿轮的操纵与加工
(1)齿轮材料罕用材料为锻钢、铸钢、铸铁。
1)锻钢。凭借齿面硬度分为两大类:
①软齿面齿轮:齿面硬度≤HBW,罕用材料:45、35SiMn、40Cr、40CrNi、40MnB。
特色:具备较好的归纳功用,齿面具备较高强度和硬度,齿心具备较好的韧性。热责罚后切齿精度可达8级,建立浅显、经济、临盆率高,对精度请求不高。
②硬齿面齿轮:齿面硬度HBW,罕用材料:45、40Cr、40CrNi。
特色:齿面硬度高(48~55HRC),来往强度高,耐磨性好。齿心维持调质后的韧性,耐攻击能耐好,承载能耐较高。精度较高,可达7级精度。合用于洪量临盆,如汽车、机床等中速中载变速箱齿轮。
2)低碳钢。罕用材料:20Cr、20CrMnTi、20MnB、20CrMnTo。
特色:齿面硬度,承载能耐强。心部韧性好,耐攻击,合适于高速、重载、过载传动或组织请求紧凑的形势,机车主传动齿轮、航空齿轮。
3)铸钢。当齿轮直径dmm、组织繁杂、铸造有痛苦时,可采纳铸钢。材料采用ZG45、ZG55,正火责罚。
4)铸铁。抗胶合及抗点蚀能耐强,但抗攻击耐磨性差。合适处事安稳、功率不大、低速或尺寸较大、形态繁杂时用。能在缺油前提下处事,合用于开式传动。
5)非金属材料。采用布质、木质、塑料、尼龙等材料,合用于高速轻载。
(2)齿轮的组织形态首要有齿轮轴、实体齿轮、腹板式齿轮和轮幅式齿轮。
(3)齿轮的做废形态
1)轮齿折断。轮齿像一个悬臂梁,受载后齿根部形成的盘曲应力最大。当该应力值超出材料的盘曲疲顿极限时,齿根处形成疲顿裂纹,并持续增添使轮齿断裂。骤然过载、严峻磨损及安置建立过错等也会形成轮齿折断。
处理法子:增大齿根圆角半径,消除加工刀痕以低落齿根应力聚集;增大轴及支承物的刚度以减少部分过载的水平;对轮齿举办表面责罚以升高齿面硬度。
2)齿面点蚀。轮齿处事面某一静止点遭到好像脉动的变应力效用,由于疲顿而形成的麻点状剥蚀损伤的形势。点蚀是闭式传动罕见的做废形态。开端齿轮由于磨损很少涌现点蚀。点蚀首先涌如今节线左近。
处理法子:升高齿面硬度、减小齿面的表面粗劣度值、增大光滑油黏度、采纳正当变位。
3)齿面胶合。高速重载传动中,齿面间压力大,刹时温度高,光滑油膜被摧残,齿面间会产生粘结在一同的形势,在轮齿表面沿滑动方位涌现条状创痕,称为胶合。
处理法子:升高齿面硬度、减小齿面的表面粗劣度值、增大光滑油黏度、束缚油温。
4)齿面磨损。尘埃、砂粒、金属微粒等落入轮齿间,会使齿面间形成磨擦磨损。严峻时会因齿面减薄过量而折断。磨损是开式传动的首要做废形态。
处理法子:采纳闭式传动、升高齿面硬度、减小齿面的表面粗劣度值、采纳干净的光滑油。
5)塑性变形。重载且磨擦力很大时,齿面较软的轮齿表面就会沿磨擦力方位形成塑性变形。
处理法子:升高齿面硬度、增大光滑油黏度。
塑性变形
(4)齿轮的加工法子
4.齿轮传动的类别
齿轮传动是操纵齿轮副来转达活动和动力的一种死板传动。齿轮传动的类别不少,凭借齿轮传动轴线的相对场所,可将齿轮传动分为两类,即平面齿轮传动与空间齿轮传动。
5.轮系
(1)轮系的分类
由一双互相啮合的齿轮构成的传动机构是齿轮传动的最浅显形态。然则在死板中,为了赢得很大的传动比,也许为了将输入轴的一种转速更改为输出轴的多种传速等起因,需用一系列次第互相啮合的齿轮机构来传动。由一系列互相啮合的齿轮所构成的传动系统称为轮系。
按轮系传动时接各齿轮的多少轴线在空间的相对场所能否都静止,轮系可分为定轴轮系、周转轮系和组合轮系三大类。
1)定轴轮系。轮系中各齿轮的多少轴线场所都是静止的轮系称为定轴轮系。
2)周转轮系。轮系中起码见一个齿轮的多少轴线场所不静止,而是绕另一个齿轮的静止轴线反转,这类轮系称为周转轮系。
3)组合轮系。轮系中既有定轴轮系,又有周转轮系也许含有多个周转齿轮系的传动,称为组合轮系。
(2)轮系的运用
1)赢得大的传动比。用一双互相啮合的齿轮传动,受组织的束缚,传动比不能过大。若采纳轮系传动,能够赢得很大的传动比,以餍足低速处事的请求。
2)可举办较远间隔的传动。当两轴中间距较大时,如用一双齿轮传动,则两齿轮的尺寸势必很大,如许不只糟蹋材料,并且传动机构硕大。若采纳轮系传动,则能够使其组织紧凑,并实行较远间隔的传动。
3)可实行多级变速。在轮系中采纳滑移齿轮等变速机构,更改传动比,可实行多级变速。
4)可更改转移方位。在轮系中采纳锥齿轮、惰轮等机构,能够更改从动轴的反转方位,进而实行从动轴正、反更改向。
5)可实行活动的合成或分解。采纳周转轮系能够将两个自力的反转活动合成为一个反转活动,也能够将一个反转活动分解成两个自力的反转活动。
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