齒輪基礎(chǔ)

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齒輪基礎(chǔ)
　　
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1) 什么是「模數(shù)」？
- ?; ?! H* p; f) \, c　　★模數(shù)表示輪齒的大小。
　　模數(shù)是分度圓齒距與圓周率（π）之比,單位為毫米(mm)。
8 N! P4 Y8 m5 ~3 M: ]5 H! t　　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）。
& c- Y( }- R+ M　　齒距是相鄰兩齒上相當(dāng)點(diǎn)間的分度圓弧長(zhǎng)。
# y0 Q, ^& }) M* `  N+ @- u7 r　　2) 什么是「分度圓直徑」？
; D! W& A  k0 |9 S" F& i# i$ M0 F% A　　★分度圓直徑是齒輪的基準(zhǔn)直徑。
/ z/ Z* \9 M. m. q1 l# b6 V　　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。
& E$ E+ w+ q" M5 |　　3) 什么是「壓力角」？
　　★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。
; L' D7 d! r5 t6 {9 A/ M* u　　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。
5 f' B0 v; _6 o4 g- _; J　　4) 單頭與雙頭蝸桿的不同是什么？
　　★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)。
' b  B$ I5 j/ r$ v4 r. ^. E+ ]& W' k　　頭數(shù)越多,導(dǎo)程角越大。
　　5) 如何區(qū)分Ｒ（右旋）?Ｌ（左旋）？
& ~: k7 \, m- O　　★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(shù)）與ＣＰ（周節(jié)）的不同是什么？
　　★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）
4 ~  Q  o  v% Q. c3 N# |　　兩者都是表示輪齒大小的單位。
　　7)什么是「齒隙」？
' p$ d' x& a5 Q" K* X: X' r6 P　　★一對(duì)齒輪嚙合時(shí),齒面間的間隙 。
# J3 I5 m- a& u2 N* B/ O8 ?) D　　齒隙是齒輪嚙合圓滑運(yùn)轉(zhuǎn)所必須的參數(shù)。
4 s! F0 H/ ?' U4 A) m　　8) 彎曲強(qiáng)度與齒面強(qiáng)度的不同是什么？
9 W) g5 a! a: G2 ]　　★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。
# c7 Y9 r: j/ \- e2 {; a5 p- u　　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。
. R$ m$ Z( _+ ]* i5 K　　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。
! P' W) H% j2 T  V* g% Z* J) {( v- s　　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 」？
( T/ p% ]% _  ^6 [　　★中心距是指一對(duì)齒輪的軸間距離 。
3 }9 l% w0 d, ~4 N1 E+ ~　　中心距的大小對(duì)齒隙產(chǎn)生影響。
1 h8 E( `7 |; w- e# r/ K; f　　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(yīng)該取多少？
6 J3 V- p  V3 K; h9 g+ C! {& U' m8 m　　★一般取基準(zhǔn)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(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。
　　13) 什么是「組裝距離 」？
) h( z' o: a, G0 {: Z　　★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。
　　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 )。
" Z7 L2 L! p* J　　14) 「組裝距離 」的尺寸容許差應(yīng)該取多少？
6 m9 f5 J" w( J6 t, G  s5 l' W　　★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。
　　基準(zhǔn)尺寸（容許差近似于0）的公差,推薦使用js7～js9。
' ?2 S0 [9 [: b　　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(yōu)點(diǎn)為:
; u& G/ z) A" K, C! \0 i　　?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(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。
, ?+ Z* B' T3 L. s# o1 D/ f6 C　　☆小知識(shí)：　弧齒傘形齒輪的螺旋角一般為３５°
" W. U  U$ i; G- w* K　　16) 怎樣求出ＤＰ（徑節(jié)）正齒輪的分度圓直徑（DP8-15ｚ）？
　　★將ＤＰ（徑節(jié)）換算為模數(shù)。
: |, P' y- ?! m  @  p　　Ｍ（模數(shù)） ＝ ２５．４／ＤＰ（徑節(jié)） ＝ ２５．４／８ ＝ ３．１７５ mm
　　近似分度圓直徑。
3 H& J. Q" ^5 J; y% ?$ n& G　　ｄａ ＝ ３．１７５ ×１５ ＝ ４７．６２５ mm １英寸＝２５．４ｍｍ
. v1 O# S1 [0 p, n6 _* y　　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?。
0 {3 E: L; y6 o　　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。
. i% h9 Q$ G0 a) Q$ q　　鼓形越大,齒接觸面積越小。
　　18) 什么是「齒形修形 」？
' L/ b. h3 Z7 e% X3 t1 N. B9 v+ x$ V  W　　★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。
+ o) b( J7 e+ h* B6 j7 ?　　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:
　　1.防止切齒加工時(shí)產(chǎn)生的毛刺等。
: A% x0 O1 Y0 Q) k% o0 H6 m& V　　2.防止使用及搬運(yùn)時(shí)容易發(fā)生的撞痕。
% }8 X. h0 Y0 w% |# f; R　　【注】齒頂＝齒面與齒頂面的交線。
　　齒輪基礎(chǔ)知識(shí)問答
　　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？
　　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。
8 _) @+ X5 b( t  O' j+ w& P　　作用；用傳動(dòng)比是否恒定對(duì)齒廓曲線提出要求。
4 W8 c# H2 a. p  g　　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。
# Q2 x4 l- E. I6 l) F　　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。
　　4.漸開線是如何形成的？有什么性質(zhì)？
　　答：發(fā)生線在基圓上純滾動(dòng)，發(fā)生線上任一點(diǎn)的軌跡稱為漸開線。
0 F' ?4 p2 z0 u; D! F9 E　　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)。
　?。?）漸開線上任一點(diǎn)的法線必切于基圓。
　?。?）漸開線上愈接近基圓的點(diǎn)曲率半徑愈小，反之則大，漸開線愈平直。
7 Z4 L. f$ |' G/ z6 m9 d9 U　?。?）同一基圓上的兩條漸開線的法線方向的距離相等。
# I" H$ W0 S6 C( P4 `# w' n- ~　?。?）漸開線的形狀取決于基圓的大小，在展角相同時(shí)基圓愈小，漸開線曲率愈大，基圓愈大，曲率愈小，基圓無(wú)窮大，漸開線變成直線。
　　（6）基圓內(nèi)無(wú)漸開線。
　　5.請(qǐng)寫出漸開線極坐標(biāo)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？
( u4 Y- L( h. x0 }1 F  c　　答；（1）由漸開線性質(zhì)中，漸開線任一點(diǎn)的法線必切于基圓
　?。?）兩圓的同側(cè)內(nèi)公切線只有一條，并且兩輪齒廓漸開線接觸點(diǎn)公法線必切于兩基圓，因此節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)，即
  c6 Y9 Q! E1 N! o　　i12 ＝ ω1 / ω2 ＝ O2P / O1P ＝ r2′/ r1′= rb2 / rb1 = 常數(shù)
　　7．什么是嚙合線？
# A! x7 N6 Y* o( c0 ?* G" j　　答：兩輪齒廓接觸點(diǎn)的軌跡。
. \- G/ Y, {4 M　　8．漸開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。
　?。?）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)。
* R6 ]& ~+ k$ T* |3 j7 }# m0 W; Y　　（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。
　?。?）嚙合角α隨中心距而變化，因?yàn)?a COSα = a′COSα′。
　?。?）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。
　　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。
3 }" e: H* x+ d3 w2 Q+ I　　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。
1 U( _7 p8 O# n　　12.齒條的特點(diǎn)是什么？
- k( g+ d7 Y) s- K& |4 w　　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。
　?。?）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。
. I* X& m8 _3 ]* h　　13.什么是理論嚙合線、實(shí)際嚙合線和齒廓工作段？
2 @) j0 P/ J; p$ l. k　　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)
# f3 X# a* G1 I8 _- e　　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。
( z' ^! J' W/ }: |) j* C" z　　齒廓工作段：在齒輪傳動(dòng)中齒廓參與嚙合的部分。
1 {# a# G- i$ {  t2 f5 B　　14.什么是漸開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？
% _" O) S7 g7 d  `) |+ n; Y" J" ^　　答：正確嚙合條件： m1 = m2 = m α1 = α2 = α
" F: m; h! |) s% O! j, y- f$ `2 s9 M　　連續(xù)嚙臺(tái)條件： εα= B1B2 / Pb ≥ 1
　　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。
' q% C: M; c* e1 ]9 }( T　　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)？
6 ^3 e$ H) M# G! Y5 \6 ?　　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。
; \/ |$ ]9 G. _: e0 B　　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)？
1 w& h7 G' a& q+ E$ [　　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
6 m. F) W" `1 C' b　　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？
. t# J: y' @; k  Z2 C　　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。
+ f+ n( R7 i4 a$ I+ \　　（2）r = r′ α′= α = 齒條齒形角
　　19.標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪的特點(diǎn)是什么？
3 [4 J/ t) G% A' D　　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。
) S) o/ |' t( |' T8 P" O0 j

5 h. d9 ]7 n0 u9 x4 d/ ]5 A
4 `8 b5 F* s0 M5 Z9 W; S, t% e4 T
' H, c3 L' H0 W4 ~- e5 q

! K2 c7 h2 s! q0 v* N　
  J( }! {+ F& p: }+ g) ~2 w

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)??！
! f, B1 ^; `* @# B: G受教了~

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！