渐开线圆柱齿轮
角速不变的齿轮
渐开线圆柱齿轮是齿轮中的一种。齿轮的齿形由渐开线和过渡线组成时,便被称为渐开线齿轮。具有角速不变的优点。
基本介绍
图示为直齿外齿轮的一部分。齿轮上每个突出的部分称为齿,相邻两齿之间的空间称为齿槽。齿轮各部分的名称及符号规定如下:
(1)齿顶圆过齿轮各齿顶所作的圆,其直径和半径分别用da和ra表示。
(2)齿根圆过齿轮各齿槽底部的圆,其直径和半径分别用df和rf表示。
(3)分度圆齿顶圆和齿根圆之间的圆,是计算齿轮几何尺寸的基准圆其直径和半径分别用d和r表示。
(4)基圆形成渐开线的圆,其直径和半径分别用db和rb表示。
(5)齿顶高、齿根高及齿全高齿顶高为分度圆与齿顶圆之间的径向间隔,用ha表示;齿根高为分度圆与齿根圆之间的径向间隔,用hf表示;齿全高为齿顶圆与齿根圆之间的径向间隔,用h表示,显然h=ha+hf。
(6)齿厚、齿槽宽及齿距在半径为rk的圆周上,一个轮齿两侧齿廓之间的弧长称为该圆上的齿厚,用sk表示;在此圆周上,一个齿槽两侧齿廓之间的弧长称为该圆上的齿槽宽,用ek表示;此圆周上相邻两齿同侧齿廓之间的弧长称为该圆上的齿距,用pk表示,显然pk=sk+ek。分度圆上的齿厚、齿槽宽及齿距依次用s、e及p表示,p=s+e。基圆上的齿距又称为基节,用pb表示。
标准齿轮及其几何尺寸计算公式
由齿轮各部分名称的定义可以得到标准齿轮的几何尺寸计算公式,如(外齿轮):
分度圆直径 d=mz
基圆直径 db=dcosα
齿顶圆直径
齿根圆直径 标准齿轮的几何尺寸计算公式详见付表2.基本参数
(1)齿数z 在齿轮整个圆周上轮齿的总数。
(2)模数m 分度圆的周长=πd=zp,则有:由于π是无理数,给齿轮的设计、制造及检测带来不便。为此,人为地将比值p/π取为一些简单的有理数,并称该比值为模数,用m表示,单位是mm。我国已制定了模数的国家标准,因此,分度圆直径d=mz,分度圆齿距p=πm。模数m是决定齿轮尺寸的一个基本参数。齿数相同的齿轮,模数愈大,其尺寸也愈大如上图所示。
(3)分度圆压力角α
齿轮轮齿齿廓在齿轮各圆上具有不同的压力角,我国规定分度圆压力角α的标准值一般为20°。此外,在某些场合也采用α=14.5°、15°、22.5°及25°等的齿轮。
至此,我们可以给分度圆下一个完整的定义:分度圆就是齿轮上具有标准摸数和标准压力角的圆。
(4)顶高系数ha和顶隙系数c
齿轮齿顶高和齿根高的计算式分别是:其中ha和c分别称为齿顶高系数和顶隙系数。
GB1356-88规定了ha和c的标准值:
1)正常齿制当m≥1mm时,ha=1,c=0.25;当m\u003c1mm时,h*a=1,c*=0.35
2)短齿制ha=0.8,c=0.3
3标准齿轮的几何尺寸
标准齿轮:基本参数取标准值,具有标准的齿顶高和齿根高,分度圆齿厚即是齿槽宽的直齿圆柱齿轮称为标准齿轮,不能同时具备上述特征的直齿轮都是非标准齿轮。标准齿轮的几何尺寸公式见上表。
4内齿轮和齿条
内齿轮图为一直齿内齿轮的一部分,它与外齿轮的不同点是:
(1)内齿轮的齿廓是内凹的,其齿厚和齿槽宽分别对应于外齿轮的齿槽宽和齿厚。
(2)内齿轮的齿顶圆小于分度圆,齿根圆大于分度圆。
(3)为了使内齿轮与外齿轮组成的内啮合齿轮传动能正确啮合,内齿轮的齿顶圆必须大于基圆。
齿条
图为一标准齿条。当标准外齿轮的齿数增加到无穷多时,齿轮的基圆及其他圆都变成互相平行的直线,同侧渐开线齿廓也变成互相平行的斜直线齿廓,这样就形成标准齿条。齿条的主要特点:
(1)由于齿条齿廓为直线,所以齿廓上各点具有相同的压力角,且即是齿廓的倾斜角,此角称为齿形角,标准值为20°。
(2)与齿顶线平行的任一条直线上具有相同的齿距和模数。
(3)与齿顶线平行且齿厚即是齿槽宽的直线称为分度线(中线),它是计算齿条尺寸的基准线。
参考资料

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