齿轮基础知识

齿轮基础知识徐浩齿轮的概念轮缘上有齿，能连续啮合传递运动和动力的机械原件。神奇的齿轮家族齿轮的分类依照分类标准的不同，齿轮的分类方式有很多种◆按齿轮的齿廓曲线◆按齿轮的外形◆按轮齿所在的表面位置◆按齿线的形状◆按齿轮传动时轴的相对位置◆按轮齿的齿面硬度齿轮的分类按齿轮的齿廓曲线•渐开线齿轮•摆线齿轮•圆弧齿轮返回按齿轮的外形•圆柱齿轮•锥齿轮：用于传递相交轴或交错轴之间的运动和动力圆柱直齿轮圆柱斜齿轮直齿锥齿轮斜齿锥齿轮弧齿锥齿轮返回圆柱人字齿轮按齿轮的外形•非圆齿轮•蜗轮—蜗杆•齿条返回按轮齿所在的表面位置•内齿轮•外齿轮返回按齿线的形状•斜齿轮•人字齿轮•曲线齿轮•直齿轮返回按齿轮传动时轴的相对位置直齿圆柱齿轮斜齿平行轴齿轮传动人字齿非圆柱齿轮直锥相交轴齿轮传动斜锥弧锥准双曲面齿轮弧齿（不相交）交错轴齿轮传动蜗轮蜗杆副交错轴斜齿轮单轴齿轮传动平行轴、相交轴、交错轴组图返回按齿轮传动时轴的相对位置◆平行轴齿轮传动直齿•圆柱齿轮斜齿人字齿•非圆柱齿轮返回按齿轮传动时轴的相对位置直锥◆相交轴齿轮传动斜锥弧锥返回按齿轮传动时轴的相对位置◆交错轴齿轮传动•准双曲面齿轮传动•弧齿（不相交）•蜗轮蜗杆副•交错轴斜齿轮返回按齿轮传动时轴的相对位置平行轴相交轴交错轴交错轴交错轴交错轴返回按轮齿的齿面硬度•软齿面齿轮（≤350HB）•硬齿面齿轮（＞350HB）HB:布氏硬度（多用于淬火前的硬度表示）HR:洛氏硬度（多用于淬火后的硬度表示）返回圆弧齿轮小齿轮为凸圆弧齿廓，大齿轮为凹圆弧齿廓，称单圆弧齿轮传动，常用于高速重载的汽轮机、压缩机和低速重载的轧钢机等设备上；大、小齿轮在各自的节圆以外部分都做成凸圆弧齿廓，在节圆以内的部分都做成凹圆弧齿廓，称双圆弧齿轮传动，常用于大型轧钢机的主传动返回齿轮传动的主要用途1.传递运动和转矩：传递任意两轴之间的运动和转矩。2.变换运动方式：将转动变为移动或将移动变为转动。3.变速：将高转速变为低转速或将低转速变为高转速。标准渐开线圆柱直齿外齿轮介绍一种最常见的齿轮什么叫渐开线？•发生线在圆上做无滑动的纯滚动，所走过的曲线即为渐开线。渐开线的展成原理变位齿轮当齿轮的齿数少于一定数量时，切齿时齿根会被挖出凹痕，使齿根部位变细，这种现象被称为根切。为了防止根切现象的发生，产生了变位的想法。变位除了可以避免根切，还可以起到调节齿轮啮合中的中心距作用。变位齿轮传动可分为高度变位齿轮传动和角度变位齿轮传动。通过改变标准刀具对齿轮毛坯的径向位置或改变标准刀具的齿槽宽切制出的齿形为非标准渐开线齿形的齿轮。切制轮齿时，改变标准刀具对齿轮毛坯的径向位置称为高度变位。改变标准刀具的齿槽宽称为角度变位。最常用的是高度变位，角度变位一般用于圆锥齿轮的变位。用展成法加工齿轮时,若齿条形刀具的中线NN与齿轮毛坯的分度圆相切并作纯滚动，加工出来的齿轮称为标准齿轮。若齿条形刀具的中线不与齿轮毛坯的分度圆相切，而是与刀具中线平行的另一条分度线（机床节线）与齿轮毛坯的分度圆相切并作纯滚动，则加工出来的齿轮称为高度变位齿轮。加工高度变位齿轮时，齿条形刀具的中线相对被加工齿轮分度圆移动的距离称为变位量,用xm表示,x称为变位系数，m为模数。通常规定，刀具中线相对轮心移远时，x取正值,称为正变位；刀具中线相对轮心移近时，x取负值，称为负变位。变位齿轮变位齿轮变位齿轮与标准齿轮相比，其模数、齿数、压力角均无变化；但是正变位时，齿廓曲线段离基圆较远，齿顶圆和齿根圆也相应增大，齿根高减小，齿顶高增大，分度圆齿厚与齿根圆齿厚都增大，但齿顶容易变尖；负变位时，齿廓曲线段离基圆较近，齿顶圆和齿根圆也相应减小，齿根高增大，齿顶高减小，分度圆齿厚和齿根圆齿厚都减小。变位齿轮高度变位齿轮传动又称变位零传动，其特点是两轮的变位系数x1+x2=0。因此，高度变位齿轮传动的啮合角α′等于压力角α，即α′=α；节圆与分度圆重合，即r′=r；中心距a′等于标准齿轮传动的中心距a，即a′=a。但由于变位齿轮齿顶高和齿根高发生了变化，高度变位齿轮传动可用于中心距等于标准中心距，而又需要提高小齿轮齿根弯曲强度和减小磨损的场合。变位齿轮角度变位齿轮传动的特点是x1+x2≠0，故α′≠α，r′≠r，a′≠a。与标准齿轮传动相比，其啮合角发生了变化。当x1+x20时，称为正传动，此时α′α，r′r,a′a。采用正传动可以提高轮齿的接触强度和弯曲强度，改善轮齿的磨损，凑配中心距，但重合度有所减小。当x1+x20时，称为负传动，此时α′α，r′r，a′a。采用负传动除重合度有所增大外，轮齿弯曲强度降低，磨损加剧。因此，除凑配中心距外，尽量不采用负传动。变位齿轮变位齿轮的作用1）防止根切：如前所述，若滚齿切制的标准齿轮齿数小于17，则会发生根切现象，影响实际使用。2）调节中心距：标准齿轮中心距用a表示，若实际需要的中心距（用A表示）Aa时，就根本无法安装；若Aa,可以安装，却产生大的侧隙，重合度也降低，都影响了传动的平稳性。3）增强齿轮强度：一对啮合的标准齿轮，由于小齿轮齿根厚度薄，参与啮合的次数又较多，因此强度较低，容易损坏，影响了齿轮传动的承载能力。4）减小齿轮传动的结构尺寸，减轻重量：在传动比一定的情况下，可是小齿轮齿数尽可能的少，从而使传动的结构尺寸减小，减轻机构重量。5)修复破损旧齿轮：齿轮传动中，小齿轮磨损较重，大齿轮磨损较轻，可以利用变位把大齿轮齿面磨损部位切去再使用，重配一个正变位小齿轮，这就节约了修配是需要的材料与加工费用。变位齿轮变位齿轮谢谢大家2012.06.04