齒輪基礎(chǔ)

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齒輪基礎(chǔ)
　　

1) 什么是「模數(shù)」？
　　★模數(shù)表示輪齒的大小。
6 E! H' M- d9 B( p; N2 Y- F　　模數(shù)是分度圓齒距與圓周率（π）之比,單位為毫米(mm)。
　　除模數(shù)外,表示輪齒大小的還有ＣＰ（周節(jié)：Circular pitch）與ＤＰ（徑節(jié)：Diametral pitch）。
, q* F% m0 p3 p　　齒距是相鄰兩齒上相當(dāng)點(diǎn)間的分度圓弧長(zhǎng)。
　　2) 什么是「分度圓直徑」？
　　★分度圓直徑是齒輪的基準(zhǔn)直徑。
　　決定齒輪大小的兩大要素是模數(shù)和齒數(shù)、
　　分度圓直徑等于齒數(shù)與模數(shù)(端面)的乘積。
　　過(guò)去,分度圓直徑被稱為基準(zhǔn)節(jié)徑。最近,按ISO標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)一稱為分度圓直徑。
　　3) 什么是「壓力角」？
/ F9 W& ]  l+ O7 B# ^　　★齒形與分度圓交點(diǎn)的徑向線與該點(diǎn)的齒形切線所夾的銳角被稱為分度圓壓力角 。一般所說(shuō)的壓力角,都是指分度圓壓力角。
　　最為普遍地使用的壓力角為２０°,但是,也有使用１４．５°、１５°、１７．５°、２２．５°壓力角的齒輪。
1 b. ?, g" P# @$ M" {) k' R: O+ \5 N　　4) 單頭與雙頭蝸桿的不同是什么？
  E8 s" h( ^6 y　　★蝸桿的螺旋齒數(shù)被稱為「頭數(shù)」,相當(dāng)于齒輪的輪齒數(shù)。
　　頭數(shù)越多,導(dǎo)程角越大。
2 q/ x+ T- q) X　　5) 如何區(qū)分Ｒ（右旋）?Ｌ（左旋）？
　　★齒輪軸垂直地面平放,
% I) v; _- d% y5 I　　輪齒向右上傾斜的是右旋齒輪、 向左上傾斜的是左旋齒輪。
) F! }1 y' T$ t1 O* ~% a, S. |, }　　6) Ｍ（模數(shù)）與ＣＰ（周節(jié)）的不同是什么？
+ B3 I3 B3 U# i/ m* X  X　　★ＣＰ（周節(jié)：Circular pitch）是在分度圓上的圓周齒距。單位與模數(shù)相同為毫米。　
　　ＣＰ除以圓周率（π）得Ｍ（模數(shù))。
　　Ｍ（模數(shù)）與ＣＰ得關(guān)系式如下所示。
　　Ｍ（模數(shù))＝ＣＰ／π（圓周率）
/ I9 U  h/ Z1 P# {% w% `* z* t　　兩者都是表示輪齒大小的單位。
　　7)什么是「齒隙」？
" [8 Y% L2 g2 Y* ?　　★一對(duì)齒輪嚙合時(shí),齒面間的間隙 。
　　齒隙是齒輪嚙合圓滑運(yùn)轉(zhuǎn)所必須的參數(shù)。
2 O1 l' u* B! R) Z$ N　　8) 彎曲強(qiáng)度與齒面強(qiáng)度的不同是什么？
　　★齒輪的強(qiáng)度一般應(yīng)從彎曲和齒面強(qiáng)度的兩方面考慮。
. d/ W6 t" n8 q2 `2 i　　彎曲強(qiáng)度是傳遞動(dòng)力的輪齒抵抗由于彎曲力的作用,輪齒在齒根部折斷的強(qiáng)度。
8 J. G" Q& S8 c  ?4 e　　齒面強(qiáng)度是嚙合的輪齒在反復(fù)接觸中,齒面的抗摩擦強(qiáng)度。
　　9) 彎曲強(qiáng)度和齒面強(qiáng)度中,以什么強(qiáng)度為基準(zhǔn)選定齒輪為好？
　　★一般情況下,需要同時(shí)討論彎曲和齒面的強(qiáng)度。
　　但是,在選定使用頻度少的齒輪、手搖齒輪、低速嚙合齒輪時(shí),有僅以彎曲強(qiáng)度選定的情況。最終,應(yīng)該由設(shè)計(jì)者自己決定。
　　10) 什么是「中心距 」？
　　★中心距是指一對(duì)齒輪的軸間距離 。
* S  R4 y  t- |　　中心距的大小對(duì)齒隙產(chǎn)生影響。
　　中心距越大,齒隙也越大。
* w: K( h% u; ?6 v　　11) 正齒輪的中心距容許差,一般情況下應(yīng)該取多少？
1 ]+ D# R0 r& z1 w5 }1 @. Z4 |　　★一般取基準(zhǔn)值的近似于0的±公差 。
& t4 F! w) x4 I) ]& r8 b( S3 u　　12) 什么是「軸交角 」？
9 G1 V3 w; v0 |; l6 f　　★相交軸齒輪（傘形齒輪）及交錯(cuò)軸齒輪（交錯(cuò)軸斜齒輪和蝸桿蝸輪）的二軸間所成之角度。一般為９０°。
　　軸交角的大小是對(duì)輪齒接觸及齒隙產(chǎn)生重要影響的要素。
" K$ ]- `+ Z7 h0 u　　13) 什么是「組裝距離 」？
5 N( V- e/ U' Q" P　　★傘形齒輪的圓錐頂點(diǎn)到定位面（安裝基準(zhǔn)面）的軸向距離。
. I! T; l, N4 b( U　　組裝距離是影響輪齒接觸與齒隙等的重要尺寸。
　　☆小知識(shí)：在英語(yǔ)中,組裝距離被稱為 Locating distance ( Mounting distance )。
　　14) 「組裝距離 」的尺寸容許差應(yīng)該取多少？
　　★為得到適當(dāng)?shù)凝X隙及輪齒接觸,應(yīng)盡量使容許差接近于0。
8 J6 Y/ p) q* X. y9 `" g　　基準(zhǔn)尺寸（容許差近似于0）的公差,推薦使用js7～js9。
& g  W  m% ~  D) [　　15) 什么是「零度傘形齒輪」？
9 K* t# Y/ a) K　　★螺旋角為０°的弧齒傘形齒輪。　
1 {9 A$ M$ w) o3 u. c! e2 r' d　　外形近似于直齒傘形齒輪的弧齒傘形齒輪。
　　其優(yōu)點(diǎn)為:
　　?作用在齒輪上的力與直齒傘形齒輪相同。
2 o: F# |7 h# c2 D1 i6 g　　?比直齒傘形齒輪強(qiáng)度高、噪音低（就一般而言）。
　　?因?yàn)榭梢赃M(jìn)行磨齒加工＝可以生產(chǎn)出高精度齒輪。
( S3 i! n& j: w! V9 G　　☆小知識(shí)：　弧齒傘形齒輪的螺旋角一般為３５°
　　16) 怎樣求出ＤＰ（徑節(jié)）正齒輪的分度圓直徑（DP8-15ｚ）？
, d, M1 ?/ {7 Y2 _* k　　★將ＤＰ（徑節(jié)）換算為模數(shù)。
4 c7 T2 ]: Q/ O8 P+ z) m　　Ｍ（模數(shù)） ＝ ２５．４／ＤＰ（徑節(jié)） ＝ ２５．４／８ ＝ ３．１７５ mm
　　近似分度圓直徑。
" P5 y: a0 i/ _! \. b7 Y3 P　　ｄａ ＝ ３．１７５ ×１５ ＝ ４７．６２５ mm １英寸＝２５．４ｍｍ
　　17) 什么是「修鼓形加工」？
　　★沿齒寬方向修整齒形,使齒寬中央部的齒形呈適當(dāng)?shù)墓男?。
& Z  v  g, @6 t+ ^# _7 c5 q　　通過(guò)修鼓形加工,防止齒端部片面接觸的發(fā)生,使齒輪的齒接觸集中在輪齒的中央附近。
2 V4 Q: I' \; d! _　　鼓形越大,齒接觸面積越小。
　　18) 什么是「齒形修形 」？
　　★為避免齒輪嚙合時(shí)發(fā)生齒頂干涉,在齒頂附近有意識(shí)的修削齒形 。
　　齒形修形的目的是輪齒的圓滑嚙合,近似于齒形方向的修鼓加工。
+ J: U  Z6 N! p" F+ K　　19) 什么是「齒頂?shù)菇羌庸ぁ梗?
　　★在加工輪齒的同時(shí)進(jìn)行齒頂?shù)菇羌庸ぁ?
　　其優(yōu)點(diǎn)為:
+ F2 u. t- Q. K$ A　　1.防止切齒加工時(shí)產(chǎn)生的毛刺等。
　　2.防止使用及搬運(yùn)時(shí)容易發(fā)生的撞痕。
7 k* N2 Y( T& |: L2 ^2 n5 K　　【注】齒頂＝齒面與齒頂面的交線。
　　齒輪基礎(chǔ)知識(shí)問(wèn)答
5 t7 r+ V1 g- {　　1.什么是齒廓嚙合基本定律，什么是定傳動(dòng)比的齒廓嚙合基本定律？齒廓嚙合基本定律的作用是什么？
1 j7 K6 @4 q! ?3 r9 Z& \　　答：一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)，齒廓在任意一點(diǎn)接觸，傳動(dòng)比等于兩輪連心線被接觸點(diǎn)的公法線所分兩線段的反比，這一規(guī)律稱為齒廓嚙合基本定律。若所有齒廓接觸點(diǎn)的公法線交連心線于固定點(diǎn)，則為定傳動(dòng)比齒廓嚙合基本定律。
/ E4 x9 [1 ?5 y/ O　　作用；用傳動(dòng)比是否恒定對(duì)齒廓曲線提出要求。
8 D) d( p  g# i　　2.什么是節(jié)點(diǎn)、節(jié)線、節(jié)圓？節(jié)點(diǎn)在齒輪上的軌跡是圓形的稱為什么齒輪？
　　答：齒廓接觸點(diǎn)的公法線與連心線的交點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)，一對(duì)齒廓嚙合過(guò)程中節(jié)點(diǎn)在齒輪上的軌跡稱為節(jié)線，節(jié)線是圓形的稱為節(jié)圓。具有節(jié)圓的齒輪為圓形齒輪，否則為非圓形齒輪。
3 w2 X/ T+ y3 `  F3 M' O1 i　　3.什么是共軛齒廊？
　　答：滿足齒廓嚙合基本定律的一對(duì)齒廓稱為共軛齒廓。
# _8 W+ g% T: v% T+ M9 z. K　　4.漸開(kāi)線是如何形成的？有什么性質(zhì)？
8 M6 M( m  s: L　　答：發(fā)生線在基圓上純滾動(dòng)，發(fā)生線上任一點(diǎn)的軌跡稱為漸開(kāi)線。
　　性質(zhì)：（1）發(fā)生線滾過(guò)的直線長(zhǎng)度等于基圓上被滾過(guò)的弧長(zhǎng)。
8 }6 F, D# g3 s3 y　　（2）漸開(kāi)線上任一點(diǎn)的法線必切于基圓。
　　（3）漸開(kāi)線上愈接近基圓的點(diǎn)曲率半徑愈小，反之則大，漸開(kāi)線愈平直。
　　（4）同一基圓上的兩條漸開(kāi)線的法線方向的距離相等。
　　（5）漸開(kāi)線的形狀取決于基圓的大小，在展角相同時(shí)基圓愈小，漸開(kāi)線曲率愈大，基圓愈大，曲率愈小，基圓無(wú)窮大，漸開(kāi)線變成直線。
　　（6）基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線。
9 I$ A" k/ s( R; J1 @7 d: Z　　5.請(qǐng)寫出漸開(kāi)線極坐標(biāo)方程。
　　答： rk = rb / cos αk θk= inv αk = tgαk一αk
( A: S% H; J0 V& J　　6.漸開(kāi)線齒廓滿足齒廓嚙合基本定律的原因是什么？
0 h% [, ?' P( D' U# [　　答；（1）由漸開(kāi)線性質(zhì)中，漸開(kāi)線任一點(diǎn)的法線必切于基圓
% n3 H1 P; B3 \5 A% n　　（2）兩圓的同側(cè)內(nèi)公切線只有一條，并且兩輪齒廓漸開(kāi)線接觸點(diǎn)公法線必切于兩基圓，因此節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)，即
　　i12 ＝ ω1 / ω2 ＝ O2P / O1P ＝ r2′/ r1′= rb2 / rb1 = 常數(shù)
　　7．什么是嚙合線？
　　答：兩輪齒廓接觸點(diǎn)的軌跡。
% ]4 b, T- U! g9 d; e/ r& ]; h　　8．漸開(kāi)線齒廓嚙合有哪些特點(diǎn)，為什么？
　　答：（1）傳動(dòng)比恒定，因?yàn)?i12 ＝ω1 /ω2＝ r2′/r1′ ，因?yàn)閮苫鶊A的同側(cè)內(nèi)公切線只有一條，并且是兩齒廓接觸點(diǎn)的公法線和嚙合線，因此與連心線交點(diǎn)只有一個(gè)。故傳動(dòng)比恒定。
' }) O* B( N. Y　　（2）中心距具有可分性，轉(zhuǎn)動(dòng)比不變，因?yàn)?i12 ＝ω1 /ω2＝ rb2 / rb1 ，所以一對(duì)齒輪加工完后傳動(dòng)比就已經(jīng)確定，與中心距無(wú)關(guān)。
　　（3）齒廓間正壓力方向不變，因?yàn)辇X廓間正壓力方向是沿接觸點(diǎn)的公法線方向，這公法線又是兩基圓同側(cè)內(nèi)公切線，并且只有一條所以齒廓間正壓力方向不變。
# \# E# S( O  C/ B& ~3 R, _　　（4）嚙合角α隨中心距而變化，因?yàn)?a COSα = a′COSα′。
7 |) r: ]" k2 \; [& X5 X. n. A6 p　　（5）四線合一，1.嚙合線是兩基圓同側(cè)內(nèi)公切線，2. 是齒廓接觸點(diǎn)的公法線，3.接觸點(diǎn)的軌跡是嚙合線，4.是齒廓間正壓力作用線又是接觸點(diǎn)曲率半徑之和。
: m6 N/ _$ H5 X- W3 T, \) s　　9.什么是模數(shù)和分度圓？
　　答：m = p / π為模數(shù)，m 和α為標(biāo)準(zhǔn)值的那個(gè)圓稱為分度圓。
( ]9 L: q4 e% F$ L2 W& [　　10.什么是周節(jié)，齒厚和齒槽寬？
　　答：在一個(gè)圓周上相鄰兩齒同側(cè)齒廓之間的弧長(zhǎng)稱為周節(jié)。齒厚所占的弧長(zhǎng)稱為齒
　　厚，齒槽占據(jù)的弧長(zhǎng)稱為齒槽寬。
　　11.什么是標(biāo)準(zhǔn)齒輪？
　　答：m 、α、h*a、c* 為標(biāo)準(zhǔn)值，并且 s = e = p / 2 的齒輪。
& F6 W4 Q/ k2 _. ?9 Q' o　　12.齒條的特點(diǎn)是什么？
) e) T* [4 ~% B　　答：（1）與齒頂線平行的各直線周節(jié)相等，其模數(shù)，壓力角均為標(biāo)準(zhǔn)值。
　　（2）平行齒頂線齒槽寬等于齒厚的直線稱中線，是確定齒條尺寸的基準(zhǔn)線。
　　13.什么是理論嚙合線、實(shí)際嚙合線和齒廓工作段？
　　答：理論嚙合線：兩基圓同側(cè)內(nèi)公切線，在理論上是齒廓嚙合點(diǎn)的軌跡，兩個(gè)切點(diǎn)
　　為嚙合極限點(diǎn)。
　　實(shí)際嚙合線：兩齒頂圓與理論嚙合線交點(diǎn)之間的線段。
　　齒廓工作段：在齒輪傳動(dòng)中齒廓參與嚙合的部分。
　　14.什么是漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件和連續(xù)嚙合傳動(dòng)條件？
) K3 l. o6 x$ G　　答：正確嚙合條件： m1 = m2 = m α1 = α2 = α
7 q2 N6 _1 P% ?) I, G" r9 D- T　　連續(xù)嚙臺(tái)條件： εα= B1B2 / Pb ≥ 1
/ L5 w  L+ T) A0 |* x　　15.重合度的實(shí)質(zhì)意義是什么？重合度與什么有關(guān)？
　　答：重合度的大小表示一對(duì)齒輪傳動(dòng)過(guò)程中同時(shí)在嚙合線上嚙合的對(duì)數(shù)。重合度的大小是齒輪承載能力高低和平穩(wěn)性好壞的一個(gè)重要指標(biāo)，重合度的大小與m無(wú)關(guān)，隨 Z1，Z2 增加而增加，α′愈大，εα愈小，α′隨中心距變化，a 愈大，α′愈大，εα愈小。
　　16.什么是標(biāo)準(zhǔn)齒輪的標(biāo)準(zhǔn)安裝中心距。標(biāo)準(zhǔn)安裝有什么特點(diǎn)？
5 ?" V3 s, Y+ W. e) _. C　　答：標(biāo)準(zhǔn)齒輪按無(wú)齒側(cè)間隙安裝的中心距稱為標(biāo)準(zhǔn)齒輪的標(biāo)準(zhǔn)安裝中心距，標(biāo)準(zhǔn)齒輪按標(biāo)準(zhǔn)頂隙安裝的中心距也稱標(biāo)準(zhǔn)安裝中心距。
　　標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，a ＝ a′，r = r′，a = r1 ＋ r2
　　17.什么是非標(biāo)準(zhǔn)安裝中心距？非標(biāo)準(zhǔn)安裝有什么特點(diǎn)？
　　答：一對(duì)嚙合傳動(dòng)的齒輪，節(jié)圓與分度圓不重合的安裝稱為非標(biāo)準(zhǔn)安裝，其中心距稱為非標(biāo)準(zhǔn)安裝中心距。
　　特點(diǎn) r ≠ r′，a ≠ a′，a′ = r1′ ＋ r′2 = （r1 + r2）cosα/ cosα′ 即 a ′≠ a α′≠ α r1′≠ r1 r2′≠ r2 c′≠ c
. ~0 G/ c! n" D. ^9 Q　　有齒側(cè)間隙，產(chǎn)生沖擊，重合度下降，平穩(wěn)性差。
　　18.齒輪與齒條嚙合傳動(dòng)的特點(diǎn)是什么？
　　答：（1）嚙合線位置不因齒輪和齒條間的相對(duì)位置變化而變化，永遠(yuǎn)是切于基圓又垂直于齒條直線齒廓的一條固定直線。
( b0 H3 `) P  K! d8 V　　（2）r = r′ α′= α = 齒條齒形角
: D6 }' ?6 z. d9 d. o& l　　19.標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪的特點(diǎn)是什么？
　　答：輪坯的分度圓與齒條刀具中線相切純滾動(dòng)，被加工齒輪的齒數(shù)是由刀具的移動(dòng)速度與輪坯轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度來(lái)保證V刀 ＝ rω坯。


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小蝦1111

不錯(cuò)。相當(dāng)詳細(xì)。

rzy_zh

謝謝樓主！

yeyang916

很詳細(xì)，謝謝樓主，學(xué)習(xí)了！

wxxf03

如果有圖解就更好了

SSSLLLBBB

好好哇，LZ辛苦了

豆豆QQ

學(xué)習(xí)一下，謝謝樓主:)

機(jī)械壇友

不錯(cuò)！！
$ p1 v1 @# P' f6 ^受教了~
; x9 e5 H0 k+ q4 R( f9 ^) ?

wxd123

很好，非常基礎(chǔ)的齒輪知識(shí) ,

飛翔的燕子

樓主好辛苦，內(nèi)容好給力！