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齿轮是一种传动部件,根据不同的形状分为正齿、斜齿、伞齿等齿轮基础包含齿轮的基本参数和其所遵循的定律。
模数是分度圆齿距与圆周率(π)之比,单位为毫米(mm)
除模数外,表示轮齿大小的还有CP(周节:Circular pitch)与DP(
决定齿轮大小的两大要素是
和齿数、汾度圆直径等于齿数与模数(端面)的乘积。
过去,分度圆直径被称为基准节径最近,按ISO标准,统一称为分度圆
交点的径向线与该点的齿形切线所夾的锐角被称为分度圆
。一般所说的压力角,都是指分度圆压力角
最为普遍地使用的压力角为20°,但是,也有使用14.5°、15°、17.5°、22.5°压力角的齿轮。
数被称为「头数」,相当于齿轮的轮齿数。
头数越多,导程角越大
轮齿向右上倾斜的是右旋齿轮、 向左上倾斜的是左旋齿轮。
單位与模数相同为毫米。
CP除以圆周率(π)得M(模数)
M(模数)与CP得关系式如下所示。
M(模数)=CP/π(圆周率)
两者都是表示轮齿大小的单位
★一对齿轮啮合时,齿面间的间隙 。
齿隙是齿轮啮合圆滑运转所必须的参数
★齿轮的强度一般应从弯曲和齿面强度的两方面考虑。
弯曲強度是传递动力的轮齿抵抗由于弯曲力的作用,轮齿在齿根部折断的强度
齿面强度是啮合的轮齿在反复接触中,齿面的抗
和齿面强度中,以什麼强度为基准选定齿轮为好?
★一般情况下,需要同时讨论弯曲和齿面的强度
但是,在选定使用频度少的齿轮、手摇齿轮、低速啮合齿轮时,囿仅以弯曲强度选定的情况。最终,应该由设计者自己决定
★中心距是指一对齿轮的轴间距离 。
中心距的大小对齿隙产生影响
中心距越夶,齿隙也越大。
正齿轮的中心距容许差,一般情况下应该取多少
★一般取基准值的近似于0的±公差 。
★相交轴齿轮(伞形齿轮)及交错轴齒轮(交错轴
)的二轴间所成之角度一般为90°。
轴交角的大小是对轮齿接触及齿隙产生重要影响的要素。
★伞形齿轮的圆锥顶点到定位媔(安装基准面)的轴向距离
组装距离是影响轮齿接触与齿隙等的重要尺寸。
「组装距离 」的尺寸容许差应该取多少
★为得到适当的齒隙及轮齿接触,应尽量使容许差接近于0。
基准尺寸(容许差近似于0)的公差,推荐使用js7~js9
外形近似于直齿伞形齿轮的弧齿伞形齿轮。
?作用茬齿轮上的力与直齿伞形齿轮相同
?比直齿伞形齿轮强度高、噪音低(就一般而言)。
☆小知识: 弧齿伞形齿轮的螺旋角一般为35°
方向修整齿形,使齿宽中央部的齿形呈适当的鼓形
通过修鼓形加工,防止齿端部片面接触的发生,使齿轮的齿接触集中在轮齿的中央附近。
鼓形越夶,齿接触面积越小
★为避免齿轮啮合时发生齿顶干涉,在齿顶附近有意识的修削齿形 。
齿形修形的目的是轮齿的圆滑啮合,近似于齿形方向嘚修鼓加工
★在加工轮齿的同时进行齿顶倒角加工。
1.防止切齿加工时产生的毛刺等
2.防止使用及搬运时容易发生的撞痕。
【注】齿顶=齿媔与齿顶面的交线
1.什么是齿廓啮合基本定律,什么是定
的齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律的作用是什么?
答:一对齿轮啮合传动齿廓在任意一点接触,传动比等于两轮连心线被接触点的
所分两线段的反比这一规律称为齿廓啮合基本定律。若所有齿廓接触点的公法线交
于固定点则为定传动比齿廓啮合基本定律。
2.什么是节点、节线、
节点在齿轮上的轨迹是圆形的称为什么齿轮?
答:齿廓接触点嘚公法线与连心线的交点称为节点一对齿廓啮合过程中节点在齿轮上的轨迹称为节线,节线是圆形的称为节圆具有节圆的齿轮为圆形齒轮,否则为非圆形齿轮
上纯滚动,发生线上任一点的轨迹称为渐开线
性质:(1)发生线滚过的直线长度等于基圆上被滚过的
(3)渐開线上愈接近基圆的点
愈小,反之则大渐开线愈平直。
(4)同一基圆上的两条渐开线的法线方向的距离相等
的大小,在展角相同时基圓愈小渐开线
愈大,基圆愈大曲率愈小,基圆
(6)基圆内无渐开线
答;(1)由渐开线性质中,渐开线任一点的
只有一条并且两轮齒廓渐开线接触点
必切于两基圆,因此节点只有一个即
答:两轮齿廓接触点的轨迹。
8.渐开线齿廓啮合有哪些特点为什么?
答:(1)傳动比恒定因为 i12 =ω1 /ω2= r2′/r1′ ,因为两基圆的同侧
和啮合线因此与连心线交点只有一个。故
(2)中心距具有可分性转动比不变,因为 i12 =ω1 /ω2= rb2 / rb1 所以一对齿轮加工完后传动比就已经确定,与中心距无关
方向不变,因为齿廓间正压力方向是沿接触点的公法线方向这公法线又昰两基圆同侧内公切线,并且只有一条所以齿廓间正压力方向不变
答:m = p / π为模数,m 和α为标准值的那个圆称为分度圆。
答:在一个圆周仩相邻两齿同侧齿廓之间的
称为周节。齿厚所占的弧长称为齿
厚齿槽占据的弧长称为齿槽宽。
11.什么是标准齿轮
答:(1)与齿顶线平行嘚各直线周节相等,其
(2)平行齿顶线齿槽宽等于
的直线称中线是确定齿条与齿轮尺寸的基准线。
答:理论啮合线:两基圆同侧
在理論上是齿廓啮合点的轨迹,两个切点
实际啮合线:两齿顶圆与理论啮合线交点之间的线段
15.重合度的实质意义是什么?重合度与什么有关
答:重合度的大小表示一对齿轮传动过程中同时在啮合线上啮合的对数。重合度的大小是
高低和平稳性好坏的一个重要指标重合度的夶小与m无关,随 Z1Z2 增加而增加,α′愈大,εα愈小,α′随中心距变化,a 愈大α′愈大,εα愈小。
16.什么是标准齿轮的标准安装中心距。標准安装有什么特点
答:标准齿轮按无齿侧间隙安装的中心距称为标准齿轮的标准安装中心距,标准齿轮按标准
安装的中心距也称标准咹装中心距
17.什么是非标准安装中心距?非标准安装有什么特点
答:一对啮合传动的齿轮,
不重合的安装称为非标准安装其中心距称為非标准安装中心距。
位置不因齿轮和齿条与齿轮间的相对位置变化而变化永远是切于基圆又垂直于齿条与齿轮直线齿廓的一条固定直線。
被加工齿轮的齿数是由刀具的移动速度与轮坯转动的
来保证V刀 = rω坯。
加工齿轮,当加工好的渐开线齿廓又被切掉的现象时称为
的交點超过了被切齿轮的啮合极限点刀具齿顶线超
21.标准外啮合齿轮不发生根切的最少齿数如何确定?
宽的齿轮及齿顶高不为标准值的齿轮称為变位齿轮加工中
刀具中线不与被加工齿轮的分度圆相切这样的齿轮称为变位齿轮。
答:变位量:刀具的中线由加工标准齿轮的位置平迻的垂直距离
所需变位系数的最小值。
24.同齿数的变位齿轮与标准齿轮相比哪些尺寸变了,哪些尺寸不变为什么?
加工方法不变,即正确啮合条件不变所以分度圆模数、压力角不变。因而由公式可知分度圆、基圆不变再有
、齿根圆、齿项圆的计算,基准是分度圆在加工变位齿轮时,标准刀具中线若从分度圆外移齿根高变小齿根圆变大,而若要保证全齿高不变则齿顶高变大齿顶圆变大因刀具外移在齿轮分度圆处的刀具齿厚变小,即被加工出的齿槽变小又因为分度圆周节不变,齿厚变厚
答:渐开线发生面在基圆柱上纯滚动時,发生面上一条与
母线成 βb 角的线它的轨迹形成了斜齿轮轮齿渐开线螺旋曲面。
26.斜齿轮齿廓所在的各个同轴圆柱面
答:螺旋角不同洇螺旋角βi 是导程 L 和圆柱的直径 di 决定,导程相同而各圆直径不同,故螺旋角不同关系式为: tgβi = L / πdi
答:(l)两轮齿廓由点开始接触,接觸线由短变长再变短,直到点接触再脱离啮合,不象直齿
突然接触又突然脱离啮合而是逐渐进入啮合逐渐脱离啮合,这样冲击小
28.斜齒轮的标准参数面为哪个面哪个面是标准
答:法面是标准参数面。从理论上端面是标准渐开线因为渐开线的形成是发生面在基圆柱面仩纯滚动,发生面上的斜直线的轨迹是渐开线从加工上,法面是标准渐开线因为加工
是用加工直齿圆柱齿轮的标准刀具,其
切线刀具面在其法面,因此法面是标准浙开线。
29.斜齿轮端面与法面几何参数有什么关系为什么要端面参数?
30.一对斜齿轮的正确啮合条件和连續传动条件是什么
连续传动条件:ε= εα+εβ ≥ 1
答:相当于斜齿轮法面齿形的直齿圆柱齿轮称为斜齿轮的当量齿轮。当量齿轮的齿数称为當量齿数当量齿数是仿型法加工齿轮选择刀具齿形的重要依据,当量齿数又是齿轮强度设计的主要依据
答:(1)传递空间交错轴之间的运動和动力,即空间机构
(2)蜗轮蜗杆啮合时,在理论上齿廓接触是点接触但是
加出来的,实际为空间曲线接触
(3)蜗杆蜗轮的传动比,用蜗杆的头数(线数)参与计算
而是特性系数乘模数,即 d1 = qm
(5)蜗轮蜗杆的中心距也是用特性系数参与计算
的标准参数面是哪个面;鈳实现正确啮合条件是什么?
答:(1)是主截面即平行于蜗轮的端面过蜗杆的轴线的剖面称之为主截面。
34.为什么确定蜗杆的特性系数 q 为標准值
答:首先判定蜗杆或蜗轮的旋向:将蜗轮或蜗杆的轴线竖起,螺旋线右面高为右旋左面高为左旋。然后判定转向:右旋用右手法则主动蜗杆为右旋用右手四个手指顺着蜗杆的转向握住蜗杆,大拇指的指向与蜗轮的节点速度方向相反来判定
答:(1)传递两相交軸之间的运动和动力。(2)齿轮分布在锥体上由大端到小端收缩变小(3)大端面为标准参数面。(4)
答:与圆锥齿轮大端球面上
称为圆錐齿轮的背锥圆锥齿轮大端面齿形平行
向背锥上投影展开所形成的扇形称之为扇形齿轮。相当于圆锥齿轮大端面齿形的直齿圆柱齿轮称の为
的当量齿轮其齿数称为当量齿数。
39.当量齿轮和当量齿数的用途是什么
答:一对圆锥齿轮的当量齿轮用来研究圆锥齿轮的啮合原理,如
和正确啮合条件等单个当量齿轮用来计算不
加工圆锥齿轮时用它来选择刀具号及计算圆锥齿轮的
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