|
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。
4 R3 C4 {2 B5 o3 e1 h/ }) I3 N& H% B! g+ h: ?7 O3 [ c6 `; i2 F: d
直齿圆柱齿轮) f- ]' j% E/ R
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。
) s [4 a0 L4 c. |; O# I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。/ s/ S8 }+ h Z) Z/ k# J# C
+ G( F! [+ s+ {4 J$ ^4 K ~: P' u. B$ ?
1. 直齿圆柱齿轮轮齿的各部分名称及代号
$ {2 r5 Q: U' y$ i" c) i( F# ^* r) ]: Q7 e
(1) 齿顶圆:通过轮齿顶部的圆,其直径用da表示。, m+ |$ a$ m4 O. Z# O. M# T, \* E. r
(2) 齿根圆:通过轮齿根部的圆,其直径用df表示。) [) V; h5 n, Y8 p' ~
(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。
. D" @& s' B" L1 s2 U(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。" J: s* `: D( n# G1 L
(5) 齿 厚:一个轮齿在分度圆上的弧长,用s表示。+ j; `: E: c5 a4 i3 Q. M) a
(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。
( r \7 j* r& Y- a+ F4 ^/ B(7) 齿顶高:分度圆到齿顶圆之间的径向距离,用ha表示。! @' h) S0 q+ S
(8) 齿根高:分度圆到齿根圆之间的径向距离,用hf表示。
( n& E `3 N" ~& u(9) 齿 高:齿顶圆到齿根圆之间的径向距离,用h表示。
8 q. Q* X( k: T/ j! i9 K0 o(10)齿 宽:沿齿轮轴线方向量得的轮齿宽度,用b表示。% n, m3 ~% b/ R+ c9 `' ~
# @# s- F6 C7 @4 B9 z A2. 直齿圆柱齿轮的基本参数与齿轮各部分的尺寸关系( }2 @8 Y2 ?2 n1 {2 p4 G3 J
9 D# e1 k, p$ X0 q' A. V(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=pz4 S. \0 X t0 S$ \: @
; i3 L6 @' _$ k* p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
! ~4 K. j8 E( Cm=p/π+ Q2 u6 q3 b4 ~. Z$ J% _; X
d=mz
+ q- @1 x3 ~" r# Y: W9 h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。
* s" m0 }; P9 I; N+ `0 t" a/ Y& C
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。6 P: K: h! H) w0 l* ]; \
标准模数
5 R, c% s2 l( K4 I9 \1 h( U第一系列5 c, O0 B1 z9 O0 T. ~! Z: Z9 \
1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 506 [6 ~4 ? l5 Y# x5 f6 f( v0 I7 \
第二系列
7 P4 [% Q" e. [. a( O1.75 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
6 R; ]* o3 u9 f, a! g% u注:选用时,优先选用第一系列。
2 i E$ N& {% E* J7 c& R" x$ x, G6 c: m/ `8 S6 O: H M2 i
(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°。
7 r/ i2 T a" a. b只有模数和齿形角都相同的齿轮才能相互啮合。& a: a1 o3 V3 L7 D
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。' ~5 N( C3 f& d" P. S R
标准直齿圆柱齿轮各部分的尺寸关系见下表。& T% p8 C8 }/ W3 |
标准直齿圆柱齿轮的计算公式7 d, U! a, F; ?& e4 @- V. p0 }
2 |: E7 r0 W3 u: h, c' [直齿圆柱齿轮的画法
2 ^! \1 }/ S" y, B1. 单个圆柱齿轮的画法& g8 I* |+ G9 S. y' H( r" A7 b
# U0 \& S" K; b2 {4 k( D2 f2 J- z
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)。/ d2 ^, J7 S h2 v8 W$ a
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。
L; g+ r% @% r
7 P! e( u/ ^3 y4 L6 z6 R未剖画法 剖视画法
( E! ^' N2 S2 M# o! _* W. v5 [! x单个圆柱齿轮的规定画法
) ~9 ^7 ~( j& y( S( I% m& v$ p! e2 f( j" @
2. 圆柱齿轮的啮合画法+ W3 X6 s& u1 o, R
& w C: O3 R$ V
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。! X4 |+ m4 [6 e; _ I# l8 B8 C9 d
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。
& c+ h' @7 _3 U8 J1 Q. f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。
9 o1 q; w' q; i9 \& h
f, I* b" l9 A9 P齿轮啮合的规定画法 两个齿轮啮合的间隙 & Z/ d* w6 L% M* Y6 q
圆锥齿轮 # N7 q1 j& N: E5 Q: P
) V' D, L% @0 d
单个圆锥齿轮的规定画法1 w1 ?# a/ v2 p- u1 G; q
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。0 @- Q2 h& N S" j
$ D, Q/ Y! [) V. u) R
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)。
0 o1 y4 ^6 m* W. |
6 U( s4 S8 X; N5 d4 w单个圆锥齿轮的画图步骤
& q- q. \$ m0 F; ` o4 g* B9 Z9 I- w7 `3 d' H: P
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:
6 D/ J+ x1 W/ Y; m" F- {
% Z% B5 x8 O. y6 j2 D `圆锥齿轮的啮合画法/ z% ]' I6 _& Z
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°。
, @4 i: M5 T' L R6 D! g) i" f* U+ M
蜗杆和蜗轮& u# |( I5 t! |; t
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。
6 L3 l3 X% \* C( ?6 q5 ^, a! Q' @$ W- n0 f9 N: H" c8 p
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。
+ |; F& ]. |' J( Y4 k/ V5 W/ P
4 i( A$ J" I" `, h6 Z# a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。
1 j E2 g- ~" G; h! A
4 X. F9 g3 n8 K7 i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:- O F: o$ \2 J }: c- p
蜗轮的几何要素代号和画法 蜗轮蜗杆的啮合画法
C2 X1 y* E( v: K
2 Y* ~% J8 `+ N8 ~) k8 ] |
|