|
齿轮,轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件。齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件,齿轮在传动中的应用很早就出现了。19世纪末,展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现,随着生产的发展,齿轮运转的平稳性受到重视。" b! \6 x% J1 ^9 _$ K, o
s2 |6 t9 v& _4 a( a; c+ q3 v
直齿圆柱齿轮
* ~4 O. H. ]1 c$ ^+ \7 d6 V! \: ?. Z最基本的齿轮传动是圆柱齿轮传动。常见的圆柱齿轮按其齿的方向分成直齿、斜齿和人字齿等。直齿圆柱齿轮由轮齿、幅板(或幅条)、轮毂等组成。8 J8 x M1 ]( C( r
现以标准直齿圆柱齿轮为例,说明圆柱齿轮各部分的名称和尺寸关系,如图所示。
5 C# y- E+ k3 E0 s& v% k/ W
% y, C1 R1 b1 r1. 直齿圆柱齿轮轮齿的各部分名称及代号9 {8 g( b) J4 g6 v6 R
( m2 k3 L: f6 a7 b& Z7 n
(1) 齿顶圆:通过轮齿顶部的圆,其直径用da表示。
; ?/ ~; }, h I- L' e! {(2) 齿根圆:通过轮齿根部的圆,其直径用df表示。
0 Y. x% x, u! {+ m! S(3) 分度圆:设计、制造齿轮时计算轮齿各部分尺寸的基准圆,其直径用d表示。
2 |( V5 J3 u- w; f* R; u" d(4) 齿 距:在分度圆周上相邻两齿对应点之间的弧长,用p表示。
7 U, Y; }. M/ Q; b0 Z. y- b/ F3 V(5) 齿 厚:一个轮齿在分度圆上的弧长,用s表示。
# h3 O2 L$ e" P(6) 槽 宽:一个齿槽在分度圆上的弧长,用e表示。在标准齿轮中,齿厚与槽宽各为齿距的一半,即s=e=p/2,p=s+e。
* ~ \9 y1 z9 F$ T) U(7) 齿顶高:分度圆到齿顶圆之间的径向距离,用ha表示。
9 i( S* c# r% Q(8) 齿根高:分度圆到齿根圆之间的径向距离,用hf表示。4 t; s! N. ~$ ` k1 r, c+ s
(9) 齿 高:齿顶圆到齿根圆之间的径向距离,用h表示。2 g$ H, Y! ~0 `7 ?
(10)齿 宽:沿齿轮轴线方向量得的轮齿宽度,用b表示。( F( D) q. R4 v) ?) B1 _
1 `3 r* a! z. c8 }- Q" }8 f
2. 直齿圆柱齿轮的基本参数与齿轮各部分的尺寸关系
( E2 H4 n7 K9 I6 z" m
* f+ h$ I O7 h8 \(1) 模数:如以z表示齿轮的齿数,齿轮上有多少齿,在分度圆周上就有多少齿距,因此,分度圆周长=齿距×齿数,即πd=pz v+ Q3 s8 M% ~- c v! J, e Y
: j2 L5 @3 j' i' Y( M/ n式中π是无理数,为了便于计算和测量,齿距p与π的比值称为模数(单位为mm),用符号m表示,即7 p Y0 n+ c2 S! @! ?
m=p/π
, r1 w4 g% ~$ ?: Dd=mz! m3 S; X5 T5 I+ b x) R
由于模数是齿距p与π的比值,因此齿轮的模数m愈大,其齿距p也愈大,齿厚s也愈,因而齿轮承载能力也愈大。
3 o( @& O* X7 _$ J6 P S3 l% f7 O9 H5 S- H% R; v
模数是设计和制造齿轮的基本参数。不同模数的齿轮,要用不同模数的刀具来制造。为了便于设计和制造,减少齿轮成形刀具的规格,模数已经标准化,我国规定的标准模数值见下表。
: g: n5 C& x, R. U5 m0 m, c( c5 M标准模数- p4 [* h/ l# ?7 r/ n, r
第一系列" @- b3 C! T/ T6 r% A# ~$ b8 W
1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50! t0 ^4 X- }' D3 M* I" p6 \& R
第二系列
5 C3 v* V5 b- q* ~0 o6 G1 [; C1.75 2.25 2.75 (3.25) 3.5 (3.75) 4.5 5.5 (6.5) 7 9 (11) 14 18 22 28 36 45
1 d. N, L& S+ E# t4 P9 H注:选用时,优先选用第一系列。; \! q# B+ {4 s" l/ R5 V( n
, F* F& X6 }9 l) t& x" A# T8 p(2) 齿形角:齿轮的齿廓曲线与分度圆交点P的径向与齿廓在该点处的切线所夹的锐角α称为分度圆齿形角,通常所称齿形角是指分度圆齿形角,我国标准齿轮的分度圆齿形角为20°。9 m' \: W" G3 A! M& R: Y! Z% Y
只有模数和齿形角都相同的齿轮才能相互啮合。 ~, M, j% q- K7 k& m
在设计齿轮时要先确定模数和齿数,其他各部分尺寸都可由模数和齿数计算出来。
2 M8 [4 k) ]: A. _2 ?/ I, S5 V& G标准直齿圆柱齿轮各部分的尺寸关系见下表。
! O( ~3 B& e) y标准直齿圆柱齿轮的计算公式
# B( S! q4 Y# x- e
1 O4 [$ @8 _- X6 n, s直齿圆柱齿轮的画法
- K# o. z3 M7 ]( e1. 单个圆柱齿轮的画法
7 d8 \! e- b* Y' M/ ^
' n- B; M$ h" _1 D国家标准规定,齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制,分度圆和分度线用点画线绘制,齿根圆和齿根线用细实线绘制(或省略不画)。
) b' S' V: g4 Q" S在剖视图中,当剖切平面通过齿轮的轴线时,轮齿一律按不剖处理,齿根线用粗实线绘制。9 H2 o# N. U: }3 r4 \9 J" L; @
1 L9 K; g/ ]# {& w未剖画法 剖视画法
% |9 m; T: z2 W4 A( E. L9 [单个圆柱齿轮的规定画法
4 ~- T7 L& ]6 J+ ~3 `% k
4 s" e# t7 Q! _' m* E) o2 P- l2. 圆柱齿轮的啮合画法7 a4 i3 i' ]7 b! r# U. T G
' t, s! P" W5 t% L5 B* p1 d% U5 g在端视图中,啮合区内的齿顶圆用粗实线绘制;也可省略不画。相切的两个分度圆用点画线绘制。齿根圆省略不画。
7 V: @* _2 ~/ J0 H- |在剖视图上,啮合区内一个齿轮的轮齿用粗实线绘制,另一个齿轮的轮齿被遮挡的部分用虚线绘制,虚线也可省略不画。% Q% ]) r" j+ d' [$ o& d( @: x+ ]
若不作剖视,则啮合区内的齿顶线不必画出,此时分度线用粗实线绘制。
' j/ j* j3 s; m# ^
% q" t! `5 d& h3 U: P+ Z9 p, x% y齿轮啮合的规定画法 两个齿轮啮合的间隙 + `8 l W5 Z" N
圆锥齿轮 7 E7 Z9 U/ s3 z
! C' d' u+ U/ q4 {- o! j; m" H3 z单个圆锥齿轮的规定画法) x) m: j) Z+ G2 s9 t
圆锥齿轮通常用于垂直相交两轴之间的传动。为了设计和制造方便,标准规定以大端的模数为准,用它决定轮齿的有关尺寸。一对圆锥齿轮啮合也必须有相同的模数。圆锥齿轮各部分几何要素的名称和规定画法。$ Q$ |, A3 }, a, P( @
4 M1 {: |! X- G0 Q+ _+ H% `; S
圆锥齿轮各部分几何要素的尺寸,也都与模数m、齿数z及分度圆锥角δ有关。其计算公式:齿顶高ha=m,齿根高hf=1.2m,齿高h=2.2m;分度圆直径d=mz,齿顶圆直径da=m(z+2cosδ),齿根圆直径df=m(z-2.4cosδ)。
3 S$ U$ f5 `+ G7 o) O
" D" }. M( t6 } B单个圆锥齿轮的画图步骤
5 a! A) G- F2 b. i6 ]) c: G1 X- k9 U8 ]! L: k
圆锥齿轮的规定画法一般用主、左两个视图表示,主视图画成剖视图,在投影为圆的左视图中,用粗实线表示齿轮大端和小端的齿顶圆,用点画线表示大端的分度圆,不画齿根圆。单个圆锥齿轮的画图步骤:
* i5 l% g! w! a$ k4 V' q) {8 f% b+ u+ q; j! z0 b: X& S
圆锥齿轮的啮合画法& ^$ u W/ s' N. a C/ |
圆锥齿轮的啮合画法:主视图画成剖视图,对于标准齿轮来说,由于两齿轮的分度圆锥面相切,因此,其分度线重合,画成点画线;在啮合区内,应将其中一个齿轮的齿顶线画成粗实线,而将另一个齿轮的齿顶线画成虚线或省略不画。左视图画成外形视图。轴线垂直相交的两圆锥齿轮啮合时,两节圆锥角δ1′和δ2′之和为90°。; p/ a* u- e4 C3 \
& s2 ?7 @. x3 W# F, D& r g% e" n蜗杆和蜗轮
; `1 H8 r( \. l0 s' }0 o: j蜗轮蜗杆传动一般用于垂直交错两轴之间的传动,蜗杆是主动的,蜗轮是从动的。蜗轮蜗杆的传动比大,结构紧凑,但效率低,蜗杆的齿数(即头数)z1相当于螺杆上螺纹的线数。蜗杆常用单头,在传动时,蜗杆旋转一圈,则蜗轮只转过一个齿,因此,可得到比较大的传动比(i=z2/z1,z2为蜗轮齿数),蜗杆和蜗轮的轮齿是螺旋形的,蜗轮的齿顶面和齿根面常制成圆环面。
2 ?( Y* p) g1 n; G: [
* Y& [$ }( x0 C6 P! ~1 w1 F( A. M为设计和加工方便,规定以蜗杆的轴向模数mx和蜗轮的端面模数mt为标准模数。一对啮合的蜗杆、蜗轮,其模数应相等,即标准模数m=mx=mt。且蜗轮的螺旋角和蜗杆的螺旋线导程角大小相等、方向相同。* k1 {* f) E, D' I& V
4 e: t6 i/ g2 l6 E9 F
蜗轮各部分几何要素的代号和规定画法与圆柱齿轮基本相同,但是在蜗轮投影为圆的视图中,只画出分度圆和最外圆,不画齿顶圆与齿根圆。图中dae是蜗轮齿顶的最外圆直径,即齿顶圆柱面的直径,dai是蜗轮的齿顶圆环面喉圆的直径。蜗杆的画法与圆柱齿轮相同,在外形视图中,蜗杆的齿根圆和齿根线用细实线绘制或省略不画。
+ k8 X. N& |* b) {) F M7 L2 b7 w
5 T9 m) K" V6 o蜗轮蜗杆传动的啮合画法,在主视图中,蜗轮和蜗杆遮住的部分不必画出;在左视图中,蜗轮的分度圆和蜗杆的分度线相切:; f& P: q6 l% g
蜗轮的几何要素代号和画法 蜗轮蜗杆的啮合画法
# \, l. H7 e% F$ }/ M h3 Y& e& Q! L& f) q5 m: |, G L. w6 `
|
|