|
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。
3 |1 {( d) F2 T8 [ b. M2 h7 h& g2 A( |( h( b% e
直齿圆柱齿轮
. ^! V' p! w8 Y( d, r9 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。
4 e% F: D1 N$ Q) G+ ?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。2 N# J& S9 i. X0 E$ }6 |# Z$ F4 i
' c% T! ]! J# j, ~
1. 直齿圆柱齿轮轮齿的各部分名称及代号
0 F; W- N% T7 J o; e1 ]# i* c; A+ X: U9 n1 }% W+ |
(1) 齿顶圆:通过轮齿顶部的圆,其直径用da表示。0 N: k% R2 w4 U) `8 b/ [
(2) 齿根圆:通过轮齿根部的圆,其直径用df表示。: T. {% L3 o! m+ x& h( y) X2 t* m* c) C
(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。% k9 @; U; s6 V, w) A3 k
(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 a' y! z/ w, Q. U7 i0 U(5) 齿 厚:一个轮齿在分度圆上的弧长,用s表示。$ a* x0 @! }$ \( C" Q1 f
(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。
, G. O! _0 Z- B$ T4 j(7) 齿顶高:分度圆到齿顶圆之间的径向距离,用ha表示。, d2 a t3 x$ Y
(8) 齿根高:分度圆到齿根圆之间的径向距离,用hf表示。* Q+ ] {+ |8 Y" G% c! b, P7 d8 g
(9) 齿 高:齿顶圆到齿根圆之间的径向距离,用h表示。
( S4 y5 K9 H5 h4 ~) t) |3 P2 @(10)齿 宽:沿齿轮轴线方向量得的轮齿宽度,用b表示。
8 Y+ [3 Z. D. Z& }! p- R8 U2 ]( l5 l, w
2. 直齿圆柱齿轮的基本参数与齿轮各部分的尺寸关系/ N) o0 ~+ }6 b8 p
$ H. t6 T7 t" L% T9 z
(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, C- C4 S( ^# B% c, y
( s+ t) ~9 h$ h, l5 D
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* b; V# Y2 c9 u
m=p/π
6 G4 E C; E. {; @/ g: ^d=mz2 S/ ^" S, C8 c6 m* |3 z
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。4 V" c1 V4 b* N5 o! x& i
" [5 w! u, z) w2 v& [& O/ s- Z. |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。
% _/ F j9 |2 {" C; E# X4 |标准模数
6 g R& E; r6 o, F1 O第一系列% y) K3 ?' q2 \* W6 l
1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50
; z: x u: g" C1 Y- b1 L第二系列/ [! u' r& h, a9 G
1.75 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
9 @ }$ s) `% h. l注:选用时,优先选用第一系列。
2 `1 F6 L" w9 M& W# A: F$ k# W
; s. H: U( U& q& g3 w' X$ ?" S5 |3 Y(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°。/ G* x& B2 ?6 u3 i9 x# x7 L
只有模数和齿形角都相同的齿轮才能相互啮合。9 X4 X0 V5 u( y" T; K
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。" j) x* d- s" V( G* i6 y) ~3 T9 ?
标准直齿圆柱齿轮各部分的尺寸关系见下表。8 p9 q/ P) j6 x7 V! y) b' F6 H
标准直齿圆柱齿轮的计算公式
" ^* d' o' S$ h8 T0 a) c# G# z8 U; S/ G$ ]+ X6 C3 A
直齿圆柱齿轮的画法
/ B. n Z. }8 W6 C X# [# x1. 单个圆柱齿轮的画法% a0 c: ^6 J4 K; E5 R; r
1 j* h! o$ Y3 ? c' Y; c
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)。
) K( g4 z& U* l+ p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。% g+ t9 S% w8 |( J
) x, G' h! u# d; d# u1 a未剖画法 剖视画法
2 b5 K, @+ R. c7 {7 t7 ]单个圆柱齿轮的规定画法 p! c7 F7 H$ K; F1 W& @0 M8 D- w
; E. m& R2 E v9 G4 p
2. 圆柱齿轮的啮合画法
0 [5 x/ a6 a Q' x& |0 i: ^( G0 F1 i3 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。
: g) ]/ T$ F' M \8 W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。
4 a, ]+ j7 s3 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。
: B4 g W5 v. m5 N! j
; A* R6 C# B9 n" a' w9 U齿轮啮合的规定画法 两个齿轮啮合的间隙
* |" C6 Q' C' ^2 u( P圆锥齿轮
& c7 o" X1 ]) V+ W9 o& |0 ?" l7 s) a$ v* { l* o" u# R' P* Z+ m
单个圆锥齿轮的规定画法4 }: G3 d) ~0 N, I+ [9 \
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。
7 b) U% W, T! S; G! g0 X- E& k" V' i- ?& M# q
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)。
: S- D" G* P$ Z! X
5 T: q& q+ } w5 y/ U7 @单个圆锥齿轮的画图步骤' ?& y. e3 v, `& i' u
/ x! h3 n( G: Y* c% B" w5 W
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:3 x& ]* C' q Y" b* O: x2 R# s) R: [# V
3 z+ ?3 k2 b4 a( C) |! \6 D
圆锥齿轮的啮合画法
) K B7 p. p+ J1 Q ~. t# F7 F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°。
i+ e4 [/ _- G; V0 ]
8 I# s' k4 C# p& w0 i" [蜗杆和蜗轮
- A9 ?: u( j+ Z3 {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。7 `. Y* i" g, Z6 S9 T( P. i
' G9 ]; h7 D9 O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。) v" g& F( L' ~+ q
5 K! ^3 F5 |( [
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。" I( L0 @0 L8 d7 b* H3 g6 D( m
& u4 J0 t1 }* ?) e Z+ J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:
; B: Z: y6 d9 e4 s蜗轮的几何要素代号和画法 蜗轮蜗杆的啮合画法 7 N5 M+ L" V9 r6 @+ f
3 L* S( W7 B# M7 R: G |
|