1.甚么是齿轮?
齿轮是能相互啮合的有齿的机器零件。它在机器传动及一切机器范畴中的运用极端宽泛。
2.齿轮的史册
早在公元前年,古希腊出名的哲学家亚里士多德在文件中对齿轮有过纪录。公元前年左右,数学家阿基米德也在文件中对运用了涡轮蜗杆的卷扬机举办了注明。在当今伊拉克凯特斯芬遗址中还保管着公元前的齿轮。
齿轮在我国的史册也积厚流光。据史料纪录,远在公元前~年的华夏古代就已最先运用齿轮,在我国山西出土的青铜齿轮是迄今已发觉的最陈旧齿轮,做为反响古代科学技艺造诣的指南车就因而齿轮机构为重点的机器安装。15世纪后半的意大利文艺复兴时间,出名的全才列奧纳多.达芬奇,不光在文明艺术方面,在齿轮技艺史上也留住了不行消失的贡献,颠末了年以上,此刻的齿轮依然保存着那时素描的原形。
直到17世纪末,人们才最先探索能无误转达疏通的轮齿形态。18世纪,欧洲产业革新之后,齿轮传动的运用日趋宽泛;先是进展摆线齿轮,此后是渐开线齿轮,一贯到20世纪初,渐开线齿轮已在运用中占了上风。后来又进展了变位齿轮、圆弧齿轮、锥齿轮、斜齿轮等等。
当代齿轮技艺已抵达:齿轮模数0.-毫米;齿轮直径由1毫米-米;转达功率可达十万千瓦;转速可达十万转/分;最高的圆周速率达米/秒。
国际上,动力传动齿轮安装正顺着袖珍化、高速化、准则化方位进展。特别齿轮的运用、行星齿轮安装的进展、低震荡、低噪声齿轮安装的研发是齿轮打算方面的一些特性。
3.齿轮正常分为三大类
齿轮的品种稠密,其分类办法最时常的是依据齿轮轴性。正常分为平行轴、缔交轴及交织轴三种表率。
1)平行轴齿轮:包含正齿轮、斜齿轮、内齿轮、齿条及斜齿条等。
2)缔交轴齿轮:有直齿锥齿轮、弧齿锥齿轮、零度齿锥齿轮等。
3)交织轴齿轮:有交织轴斜齿齿轮、蜗杆蜗轮、准双曲面齿轮等。
上表中所列出的效率为传动效率,不包含轴承及搅拌光滑等的损失。平行轴及缔交轴的齿轮副的啮合,根基上是震动,相对的滑动稀奇弱小,于是效率高。交织轴斜齿轮及蜗杆蜗轮等交织轴齿轮副,由于是颠末相对滑动形成回旋以抵达动力传动,于是冲突的影响稀奇大,与其余齿轮比拟传动效率降落。齿轮的效率是齿轮在正常安装情况下的传动效率。若是涌现安置不无误的情况,稀奇是锥齿轮安装间隔不无误而致使同锥交点有差错时,其效率会显著降落。
3.1平行轴的齿轮
1)正齿轮
齿线与轴心线为平行方位的圆柱齿轮。由于易于加工,因而在动力传动上运用最为宽泛。
2)齿条
与正齿轮啮合的直线齿条状齿轮。也许算做是正齿轮的节圆直径变为无尽大时的特别情况。
3)内齿轮
与正齿轮相啮合在圆环的内侧加工有轮齿的齿轮。首要运用熟行星齿轮传动机构及齿轮联轴器等运用上。
4)斜齿齿轮
齿线为螺旋线的圆柱齿轮。由于比正齿轮强度高且运行安稳,被宽泛运用。传动时形成轴向推力。
5)斜齿齿条,
与斜齿齿轮相啮合的条状齿轮。相当于斜齿齿轮的节径变为无尽大时的情况。
6)人字齿轮
齿线为左旋及右旋的两个斜齿齿轮组合而成的齿轮。有在轴向不形成推力的长处。
3.2缔交轴齿轮
1)直齿锥齿轮
齿线与节锥线的母线一致的锥齿轮。在锥齿轮中,属于对照轻易制造的表率。于是,做为传动用锥齿轮运用范畴宽泛。
2)弧齿锥齿轮
齿线为弧线,带有螺旋角的锥齿轮。尽管与直齿锥齿轮比拟,制做难度较大,然则做为高强度、低噪音的齿轮运用也很宽泛。
3)零度锥齿轮
螺旋角为零度的弧线齿锥齿轮。由于同时具备直齿和曲齿锥齿轮的特性,齿面的受力情况与直齿锥齿轮不异。
3.3交织轴齿轮
1)圆柱蜗杆副
圆柱蜗杆副是圆柱蜗杆和与之啮合的蜗轮的总称。运行安谧及单对便可赢得大传动比为其最大的特性,然则有用率低的弱点。
2)交织轴斜齿齿轮
圆柱蜗杆副在交织轴间传动时的称号。可在斜齿齿轮副或斜齿齿轮与正齿轮副的情况下运用。运行尽管安稳,但只适当于运用在轻负荷的情况下。
3.4其余特别齿轮
1)面齿轮
可与正齿轮或斜齿齿轮啮合的圆盘状齿轮。在直交轴及交织轴间传动。
2)鼓形蜗杆副
鼓形蜗杆及与之啮合的蜗轮的总称。尽管制造对照艰巨,但比起圆柱蜗杆副,也许传动大负荷。
3)准双曲面齿轮
在交织轴间传动的圆锥形齿轮。巨细齿轮颠末偏爱加工,与弧齿齿轮类似,啮合旨趣稀奇繁杂。
4.齿轮的根基术语和尺寸盘算
齿轮有许多齿轮所特有的术语和体现办法,为了使众人能更多的理解齿轮,在此讲解一些常常运用的齿轮根基术语。
1)齿轮各部位的称号
2)示意轮齿的巨细的术语是模数
m1、m3、m8…被称为模数1、模数3、模数8。模数是全宇宙通用的称谓,运用标识m(模数)和数字(毫米〉来示意轮齿的巨细,数字越大,轮齿也越大。
此外,在运用英制单元的国度(譬如美国),运用标识(径节)及数字(分度圆直径为1英吋时的齿轮的轮齿数)来示意轮齿的巨细。譬如:DP24、DP8等。尚有运用标识(周节)和数字(毫米)来示意轮齿巨细的对照特别的称谓办法,譬如CP5、CP10。
模数乘以圆周率便可赢得齿距(p),齿距是相邻两齿间的长度。
用公式示意便是:
p=圆周率x模数=πm
不同模数的轮齿巨细比较:
3)压力角
压力角是决意齿轮齿形的参数。即轮齿齿面的歪斜度。压力角(α)正常采取20°。昔时,压力角为14.5°的齿轮曾经很遍及。
压力角是在齿面的一点(正常是指节点)上,半径线与齿形的切线间所成之角度。如图所示,α为压力角。由于α’=α,于是α’也是压力角。
A齿与B齿的啮合状况从节点看上去时:
A齿在节点上驱策B点。这个时刻的驱策力影响在A齿及B齿的合做法线上。也便是说,合做法线是力的影响方位,亦是蒙受压力的方位,α则为压力角。
模数(m)、压力角(α)再加之齿数(z)是齿轮的三大根基参数,以此参数为基本盘算齿轮各部位尺寸。
4)齿高与齿厚
轮齿的高度由模数(m)来决意。
全齿高h=2.25m(=齿根高+齿顶高)
齿顶高(ha)是从齿顶到分度线的高度。ha=1m。
齿根高(hf)是从齿根到分度线的高度。hf=1.25m。
齿厚(s)的基准是齿距的一半。s=πm/2。
5)齿轮的直径
决意齿轮巨细的参数是齿轮的分度圆直径(d)。以分度圆为基准,能力定出齿距、齿厚、齿高、齿顶高、齿根高。
分度圆直径d=zm
齿顶圆直径da=d+2m
齿根圆直径df=d-2.5m
分度圆在现实的齿轮中是没法直接看到的,由于分度圆是为了决意齿轮的巨细而假使的圆。
6)重心距与齿隙
一双齿轮的分度圆相切啮合时,重心距是两个分度圆直径的和的一半。
重心距a=(d1+d2)/2
在齿轮的啮合中,要想赢得朴直的啮合成就,齿隙是个首要的要素。齿隙是一双齿轮啮合时齿面间的悠闲。
齿轮的齿高方位也有悠闲。这个悠闲被称为顶隙(Clearance)。顶隙(c)是齿轮的齿根高与相配齿轮的齿顶高之差。
顶隙c=1.25m-1m=0.25m
7)斜齿齿轮
将正齿轮的轮齿螺旋状挽回后的齿轮为斜齿齿轮。正齿轮几多计箅的大部份均可实用于斜齿齿轮。斜齿齿轮,依据其基准面不同有2种方法:
端面(轴直角)基准(端面模数/压力角〉
法面(齿直角)基准(法向模数/压力角〉
端面模数mt和法向模数mn的关连式mt=mn/cosβ
8)螺旋方位与合做
斜齿齿轮、弧齿伞形齿轮等,轮齿呈螺旋状的齿轮,螺旋方位和合做是确定的。螺旋方位是指当齿轮的重心轴指向高低,从正面看上去时,轮齿的方位指向右上的是[右旋],左上的是[左旋]。各式齿轮的合做以下所示。
来历:宇宙先进制造技艺论坛
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