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认识齿轮

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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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