齒輪基礎

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發表于 2011-2-22 04:40:39 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

齒輪基礎
　　

1) 什么是「模數」？
　　★模數表示輪齒的大小。
　　模數是分度圓齒距與圓周率（π）之比,單位為毫米(mm)。
　　除模數外,表示輪齒大小的還有ＣＰ（周節：Circular pitch）與ＤＰ（徑節：Diametral pitch）。
　　齒距是相鄰兩齒上相當點間的分度圓弧長。
　　2) 什么是「分度圓直徑」？
　　★分度圓直徑是齒輪的基準直徑。
　　決定齒輪大小的兩大要素是模數和齒數、
　　分度圓直徑等于齒數與模數(端面)的乘積。
　　過去,分度圓直徑被稱為基準節徑。最近,按ISO標準,統一稱為分度圓直徑。
　　3) 什么是「壓力角」？
　　★齒形與分度圓交點的徑向線與該點的齒形切線所夾的銳角被稱為分度圓壓力角。一般所說的壓力角,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。
　　4) 單頭與雙頭蝸桿的不同是什么？
　　★蝸桿的螺旋齒數被稱為「頭數」,相當于齒輪的輪齒數。
　　頭數越多,導程角越大。
　　5) 如何區分Ｒ（右旋）?Ｌ（左旋）？
　　★齒輪軸垂直地面平放,
　　輪齒向右上傾斜的是右旋齒輪、向左上傾斜的是左旋齒輪。
　　6) Ｍ（模數）與ＣＰ（周節）的不同是什么？
　　★ＣＰ（周節：Circular pitch）是在分度圓上的圓周齒距。單位與模數相同為毫米。　
　　ＣＰ除以圓周率（π）得Ｍ（模數)。
　　Ｍ（模數）與ＣＰ得關系式如下所示。
　　Ｍ（模數)＝ＣＰ／π（圓周率）
　　兩者都是表示輪齒大小的單位。
　　7)什么是「齒隙」？
　　★一對齒輪嚙合時,齒面間的間隙。
　　齒隙是齒輪嚙合圓滑運轉所必須的參數。
　　8) 彎曲強度與齒面強度的不同是什么？
　　★齒輪的強度一般應從彎曲和齒面強度的兩方面考慮。
　　彎曲強度是傳遞動力的輪齒抵抗由于彎曲力的作用,輪齒在齒根部折斷的強度。
　　齒面強度是嚙合的輪齒在反復接觸中,齒面的抗摩擦強度。
　　9) 彎曲強度和齒面強度中,以什么強度為基準選定齒輪為好？
　　★一般情況下,需要同時討論彎曲和齒面的強度。
　　但是,在選定使用頻度少的齒輪、手搖齒輪、低速嚙合齒輪時,有僅以彎曲強度選定的情況。最終,應該由設計者自己決定。
　　10) 什么是「中心距」？
　　★中心距是指一對齒輪的軸間距離。
　　中心距的大小對齒隙產生影響。
　　中心距越大,齒隙也越大。
　　11) 正齒輪的中心距容許差,一般情況下應該取多少？
　　★一般取基準值的近似于0的±公差。
　　12) 什么是「軸交角」？
　　★相交軸齒輪（傘形齒輪）及交錯軸齒輪（交錯軸斜齒輪和蝸桿蝸輪）的二軸間所成之角度。一般為９０°。
　　軸交角的大小是對輪齒接觸及齒隙產生重要影響的要素。
　　13) 什么是「組裝距離」？
　　★傘形齒輪的圓錐頂點到定位面（安裝基準面）的軸向距離。
　　組裝距離是影響輪齒接觸與齒隙等的重要尺寸。
　　☆小知識：在英語中,組裝距離被稱為 Locating distance ( Mounting distance )。
　　14) 「組裝距離」的尺寸容許差應該取多少？
　　★為得到適當的齒隙及輪齒接觸,應盡量使容許差接近于0。
　　基準尺寸（容許差近似于0）的公差,推薦使用js7～js9。
　　15) 什么是「零度傘形齒輪」？
　　★螺旋角為０°的弧齒傘形齒輪。　
　　外形近似于直齒傘形齒輪的弧齒傘形齒輪。
　　其優點為:
　　?作用在齒輪上的力與直齒傘形齒輪相同。
　　?比直齒傘形齒輪強度高、噪音低（就一般而言）。
　　?因為可以進行磨齒加工＝可以生產出高精度齒輪。
　　☆小知識：　弧齒傘形齒輪的螺旋角一般為３５°
　　16) 怎樣求出ＤＰ（徑節）正齒輪的分度圓直徑（DP8-15ｚ）？
　　★將ＤＰ（徑節）換算為模數。
　　Ｍ（模數）＝２５．４／ＤＰ（徑節）＝２５．４／８＝３．１７５ mm
　　近似分度圓直徑。
　　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的鼓形。
　　通過修鼓形加工,防止齒端部片面接觸的發生,使齒輪的齒接觸集中在輪齒的中央附近。
　　鼓形越大,齒接觸面積越小。
　　18) 什么是「齒形修形」？
　　★為避免齒輪嚙合時發生齒頂干涉,在齒頂附近有意識的修削齒形。
　　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。
　　19) 什么是「齒頂倒角加工」？
　　★在加工輪齒的同時進行齒頂倒角加工。
　　其優點為:
　　1.防止切齒加工時產生的毛刺等。
　　2.防止使用及搬運時容易發生的撞痕。
　　【注】齒頂＝齒面與齒頂面的交線。
　　齒輪基礎知識問答
　　1.什么是齒廓嚙合基本定律，什么是定傳動比的齒廓嚙合基本定律？齒廓嚙合基本定律的作用是什么？
　　答：一對齒輪嚙合傳動，齒廓在任意一點接觸，傳動比等于兩輪連心線被接觸點的公法線所分兩線段的反比，這一規律稱為齒廓嚙合基本定律。若所有齒廓接觸點的公法線交連心線于固定點，則為定傳動比齒廓嚙合基本定律。
　　作用；用傳動比是否恒定對齒廓曲線提出要求。
　　2.什么是節點、節線、節圓？節點在齒輪上的軌跡是圓形的稱為什么齒輪？
　　答：齒廓接觸點的公法線與連心線的交點稱為節點，一對齒廓嚙合過程中節點在齒輪上的軌跡稱為節線，節線是圓形的稱為節圓。具有節圓的齒輪為圓形齒輪，否則為非圓形齒輪。
　　3.什么是共軛齒廊？
　　答：滿足齒廓嚙合基本定律的一對齒廓稱為共軛齒廓。
　　4.漸開線是如何形成的？有什么性質？
　　答：發生線在基圓上純滾動，發生線上任一點的軌跡稱為漸開線。
　　性質：（1）發生線滾過的直線長度等于基圓上被滾過的弧長。
　　（2）漸開線上任一點的法線必切于基圓。
　　（3）漸開線上愈接近基圓的點曲率半徑愈小，反之則大，漸開線愈平直。
　　（4）同一基圓上的兩條漸開線的法線方向的距離相等。
　　（5）漸開線的形狀取決于基圓的大小，在展角相同時基圓愈小，漸開線曲率愈大，基圓愈大，曲率愈小，基圓無窮大，漸開線變成直線。
　　（6）基圓內無漸開線。
　　5.請寫出漸開線極坐標方程。
　　答： rk = rb / cos αk θk= inv αk = tgαk一αk
　　6.漸開線齒廓滿足齒廓嚙合基本定律的原因是什么？
　　答；（1）由漸開線性質中，漸開線任一點的法線必切于基圓
　　（2）兩圓的同側內公切線只有一條，并且兩輪齒廓漸開線接觸點公法線必切于兩基圓，因此節點只有一個，即
　　i12 ＝ ω1 / ω2 ＝ O2P / O1P ＝ r2′/ r1′= rb2 / rb1 = 常數
　　7．什么是嚙合線？
　　答：兩輪齒廓接觸點的軌跡。
　　8．漸開線齒廓嚙合有哪些特點，為什么？
　　答：（1）傳動比恒定，因為 i12 ＝ω1 /ω2＝ r2′/r1′ ，因為兩基圓的同側內公切線只有一條，并且是兩齒廓接觸點的公法線和嚙合線，因此與連心線交點只有一個。故傳動比恒定。
　　（2）中心距具有可分性，轉動比不變，因為 i12 ＝ω1 /ω2＝ rb2 / rb1 ，所以一對齒輪加工完后傳動比就已經確定，與中心距無關。
　　（3）齒廓間正壓力方向不變，因為齒廓間正壓力方向是沿接觸點的公法線方向，這公法線又是兩基圓同側內公切線，并且只有一條所以齒廓間正壓力方向不變。
　　（4）嚙合角α隨中心距而變化，因為 a COSα = a′COSα′。
　　（5）四線合一，1.嚙合線是兩基圓同側內公切線，2. 是齒廓接觸點的公法線，3.接觸點的軌跡是嚙合線，4.是齒廓間正壓力作用線又是接觸點曲率半徑之和。
　　9.什么是模數和分度圓？
　　答：m = p / π為模數，m 和α為標準值的那個圓稱為分度圓。
　　10.什么是周節，齒厚和齒槽寬？
　　答：在一個圓周上相鄰兩齒同側齒廓之間的弧長稱為周節。齒厚所占的弧長稱為齒
　　厚，齒槽占據的弧長稱為齒槽寬。
　　11.什么是標準齒輪？
　　答：m 、α、h*a、c* 為標準值，并且 s = e = p / 2 的齒輪。
　　12.齒條的特點是什么？
　　答：（1）與齒頂線平行的各直線周節相等，其模數，壓力角均為標準值。
　　（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線。
　　13.什么是理論嚙合線、實際嚙合線和齒廓工作段？
　　答：理論嚙合線：兩基圓同側內公切線，在理論上是齒廓嚙合點的軌跡，兩個切點
　　為嚙合極限點。
　　實際嚙合線：兩齒頂圓與理論嚙合線交點之間的線段。
　　齒廓工作段：在齒輪傳動中齒廓參與嚙合的部分。
　　14.什么是漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件和連續嚙合傳動條件？
　　答：正確嚙合條件： m1 = m2 = m α1 = α2 = α
　　連續嚙臺條件： εα= B1B2 / Pb ≥ 1
　　15.重合度的實質意義是什么？重合度與什么有關？
　　答：重合度的大小表示一對齒輪傳動過程中同時在嚙合線上嚙合的對數。重合度的大小是齒輪承載能力高低和平穩性好壞的一個重要指標，重合度的大小與m無關，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。
　　16.什么是標準齒輪的標準安裝中心距。標準安裝有什么特點？
　　答：標準齒輪按無齒側間隙安裝的中心距稱為標準齒輪的標準安裝中心距，標準齒輪按標準頂隙安裝的中心距也稱標準安裝中心距。
　　標準安裝時，a ＝ a′，r = r′，a = r1 ＋ r2
　　17.什么是非標準安裝中心距？非標準安裝有什么特點？
　　答：一對嚙合傳動的齒輪，節圓與分度圓不重合的安裝稱為非標準安裝，其中心距稱為非標準安裝中心距。
　　特點 r ≠ r′，a ≠ a′，a′ = r1′ ＋ r′2 = （r1 + r2）cosα/ cosα′ 即 a ′≠ a α′≠ α r1′≠ r1 r2′≠ r2 c′≠ c
　　有齒側間隙，產生沖擊，重合度下降，平穩性差。
　　18.齒輪與齒條嚙合傳動的特點是什么？
　　答：（1）嚙合線位置不因齒輪和齒條間的相對位置變化而變化，永遠是切于基圓又垂直于齒條直線齒廓的一條固定直線。
　　（2）r = r′ α′= α = 齒條齒形角
　　19.標準齒條刀具加工標準齒輪的特點是什么？
　　答：輪坯的分度圓與齒條刀具中線相切純滾動，被加工齒輪的齒數是由刀具的移動速度與輪坯轉動的角速度來保證V刀＝ rω坯。

　