一、齿轮的特点
a.传动功率高、相比丝杆、带传动等
b.刚性好、能够接受较大的传动速度
c.结构紧凑、不适合远距离传动
二、齿轮的传动形式
a.平行轴传动:圆柱齿轮
b.交叉轴传动:锥齿轮(伞齿轮)、输入轴与输出轴垂直且相交
c.交错轴传动:蜗轮蜗杆、斜齿轮
d.旋转~直线运动转换:齿轮齿条
三、齿形的分类
a.直齿轮,渐开线:保证连续的相切接触、保证传动比稳定
直齿轮传动:啮入、啮出会产生冲击、噪音、会影响寿命以及传动功率
不太适合高速运行、重负载
b.斜齿轮/螺旋齿:啮入和啮出同时存在、运行更平稳
比较适合高速运行、重负载
有轴向力、需要支撑来作为解决方案(推力轴承)
c.人字齿---具备斜齿轮的优势以外、解决了轴向力的问题
加工更复杂、但是可以将斜齿轮成对使用达到人字齿的效果(降低加工难度)
d.锥齿轮---用于交叉轴传动
e.内齿轮(齿圈)
f.齿轮齿条--旋转和直线的运动转换
g.蜗轮蜗杆-效率较低(0.5-0.8之间、具体看传动比)
有相对摩擦运动--效率折损较大、发热
常见蜗轮材质:铜(自润滑)、非金属(自润滑、低噪音)
h.磁铁-非接触式齿轮:用磁极进行传动、有点贵、传动功率不会太大
适合有大量粉尘污垢的环境
四、齿轮噪音分析
a.加工精度越高、噪音越小;加工精度越差、噪音越大b.齿宽:接触面越大,承载能力越强、噪音越小;接触面越小,承载能力越弱、噪音越大c.齿距:齿距越大、承载能力越强、噪音越大d.转速:转速越高、噪音越大e.安装误差:两轴平行度不佳、轴距误差、各种安装不当五、齿轮基本参数
a.分度圆:啮合点的圆、在设计齿轮过程中模拟出来的一个虚拟的圆形,用于确定中心距
b.中心距:两个齿轮圆形中心的距离、等于两个齿轮分度圆半径之和
c.齿顶圆直径:决定了齿轮的外部轮廓尺寸(设计安装结构时需校核)
d.压力角:默认20°
e.模数:统一标准、用于形容齿形大小的统一标准
1.模数越大、齿形尺寸越大、强度越高、能承受的冲击越大
2.齿距=3.14·模数
f.齿距:两个齿之间的距离
模数、齿距都代表着齿轮齿型的大小
g.齿隙:齿轮啮合时啮合相反方向的间隙、在传动结构中也叫背隙
无侧隙齿轮--消隙齿轮---可以消除侧隙、但不能超过弹簧负荷
控制侧隙齿轮---不能完全消除侧隙
h.齿宽:越宽、承载能力越强
i.分度圆半径=(齿数·模数)/2
j.根切现象:因为加工的问题,所以当齿轮的齿数过少的时候,会导致切多了(齿轮建议不少于17齿)12齿开始就必须要变位
k.变位:将齿轮啮合的点从分度圆往外/内进行移动,称之为正/负变位,设计时需考虑,尽量避免。
六、齿轮设计流程
1.设计流程
变速机构:
1.1.齿轮结构的输出情况(P、N、T)
1.2.驱动情况(伺服、步进、普通电机)
电机输出情况(P、N、T)
运动方式转换:
1.3.齿轮结构的输出情况(P、N、T)
1.4.安装情况
1.5.齿轮种类(锥齿轮、齿轮齿条、磁性齿轮)
备注:查表选型法适用于非标结构中偶尔使用齿轮的机构,如果是标准机设计,请严格按照机械设计手册计算方法。
如果是低功率传动(开式、半开)服务系数适当给低。
2.锥齿轮
非标自动化内,锥齿轮结构主要用于传动轴的换向(一般90°)
锥齿轮一般用于90°传动,低于90°也有
如果是低功率传动,夹角高于°,一般采用万向节
3.齿轮齿条
4.蜗轮蜗杆
当减速比不高的时候,不考虑自锁性(头数大、涡轮小)
节约空间减速比为10以上,考虑
优先考虑减速机(自制装配和减速机采购没太大区别、安装、形式、速比)
单级低于60
知识盲区:a.常说高速齿轮,其中的高速指的是齿轮的线速度。
b.蜗轮蜗杆中,蜗杆转一圈,蜗轮走几个齿,看蜗杆的头数。螺旋线头数,越多越适合传动、越少越适合紧固
c.传动机构自锁性---效率越低,自锁越强传动比越高、自锁越强
d.服务系数:传动机构承受能力大于电机的多少倍,功率余量
以上内容为本人所学所见,如有错误望同行指正、更改!!!
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