齒輪是廣泛用于機器或部件中的傳動零件屬于常用件。齒輪不僅可以用來傳遞動力并且還能改變轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向。?三種常見的齒輪圓柱齒輪用于兩平行軸之間的傳動圓錐齒輪用于兩相交軸之間的傳動蝸輪蝸桿用于兩交叉軸之間的傳動?齒輪的結(jié)構(gòu)特征齒型輪廓曲線有漸開線、擺線、圓弧等一般采用漸開線齒廓。1、圓柱齒輪圓柱齒輪按輪齒方向的不同一般有直齒、斜齒和人字齒等齒輪的結(jié)構(gòu)1直齒圓柱齒輪各部分名稱和尺寸關(guān)系齒頂圓直徑da齒根圓直徑df分度圓直徑d齒頂高ha齒根高hf齒高h齒距p齒厚s槽寬e節(jié)圓當(dāng)兩齒輪傳動時其齒廓在兩齒輪中心的連心線上的接觸點N處兩齒輪的圓周速度相等分別以兩齒輪中心到N的距離為半徑的兩個圓稱為相應(yīng)齒輪的節(jié)圓。節(jié)圓直徑只有在裝配后才能確定。一對標(biāo)準(zhǔn)安裝的標(biāo)準(zhǔn)齒輪其節(jié)圓和分度圓重合。兩個節(jié)圓相切點N點稱為節(jié)點。2直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)1齒數(shù)z齒輪的總齒數(shù)。2壓力角α在點N處齒廓的受力方向與齒輪的瞬時運動方向的夾角稱為壓力角用α表示。分度圓上的壓力角又叫齒形角。我國規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)齒輪的壓力角為20°。3模數(shù)m若齒輪的齒數(shù)為z,則分度圓周長為π?dz?p從而dz?p/π為計算方便比值 p/π稱為齒輪的模數(shù)用m表示即m p/π單位mm。dmz模數(shù)是設(shè)計和制造齒輪的一個重要參數(shù)。模數(shù)越大輪齒就越大模數(shù)越小輪齒就越小。加工齒輪的刀具選擇以模數(shù)為準(zhǔn)。模數(shù)已標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計齒輪時應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)見表。一對正確嚙合的齒輪模數(shù)壓力角必須分別相等。標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)(GB/T 1357-1987) mm在選用模數(shù)時應(yīng)優(yōu)先采用第一系列括號內(nèi)的模數(shù)盡可能不用。圓錐齒輪模數(shù)見GB/T 12368―1990。標(biāo)準(zhǔn)直齒輪各基本尺寸的計算公式及舉例3標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的輪齒各部分尺寸與模數(shù)的關(guān)系4圓柱齒輪的規(guī)定畫法根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB4459.22003齒輪的輪齒部分按規(guī)定畫輪齒以外的部分按實際投影繪制。單個齒輪的畫法齒輪一般用兩個視圖表示主視圖上的齒輪軸線水平放置左視圖是反映圓的視圖。▌主視圖采用視圖?齒頂圓和齒頂線用粗實線繪制?分度圓和分度線用點畫線繪制?齒根圓和齒根線用細實線繪制也可省略。▌主視圖采用剖視圖?齒頂圓和齒頂線用粗實線繪制?分度圓和分度線用點畫線繪制?齒根線用粗實線繪制,齒根圓可省略。當(dāng)剖切平面通過齒輪的軸線時輪齒一律按不剖處理。需表明輪齒的齒形時齒形的近似畫法用圓弧代替漸開線的齒廓形狀1、單個齒輪的畫法輪體部分按實際投影繪制輪齒部分計算d、da、df按規(guī)定畫法繪制。直齒圓柱齒輪的嚙合畫法▌1在非嚙合區(qū)按單個齒輪的畫法繪制。▌2在嚙合區(qū)在垂直于圓柱齒輪軸線的視圖反映圓的視圖中嚙合區(qū)內(nèi)兩輪的齒頂圓用粗實線繪制兩節(jié)圓相切。嚙合區(qū)內(nèi)兩輪的齒頂圓也可省略不畫兩節(jié)圓相切。▌3在平行于圓柱齒輪軸線的視圖中若不剖齒頂線不畫節(jié)線用粗實線繪制。▌4當(dāng)剖切平面通過兩嚙合齒輪的軸線時在嚙合區(qū)內(nèi)兩輪的節(jié)線標(biāo)準(zhǔn)齒輪為分度線重合為一條點畫線齒根線都畫成粗實線一個齒輪的齒頂線畫成粗實線另一個齒輪的齒頂線畫成虛線或省略不畫。齒頂和齒根的間隙為0.25mm為模數(shù)。▌5當(dāng)剖切平面不通過嚙合齒輪的軸線時齒輪一律按不剖繪制。嚙合處的畫法齒輪嚙合區(qū)五條線的對應(yīng)關(guān)系直齒圓柱齒輪嚙合的畫圖步驟先畫反映圓的視圖畫兩輪的軸線畫相切的分度圓畫齒頂圓畫其他再畫與軸線平行的視圖兩直齒圓柱齒輪內(nèi)嚙合畫法注意嚙合區(qū)的畫法與直齒圓柱齒輪的畫法類似4齒輪內(nèi)嚙合及齒輪齒條嚙合畫法齒輪與齒條嚙合當(dāng)齒輪的直徑無限大時齒輪就成為齒條。齒輪齒條傳動可實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動與直線運動方式的轉(zhuǎn)換。注意嚙合區(qū)的畫法與直齒圓柱齒輪的畫法類似6斜齒圓柱齒輪的畫法斜齒圓柱齒輪的輪齒與軸線有一傾角β稱為螺旋角。因此它的端面齒形與法向垂直于齒向齒形不同。由此而出現(xiàn)端面模數(shù)mt、端面齒距pt與法向模數(shù)mn、法向齒距pn。如圖8-31所示它們的尺寸關(guān)系如下4斜齒圓柱齒輪各部分尺寸計算公式斜齒圓柱齒輪的畫法斜齒圓柱齒輪與直齒圓柱齒輪畫法相似其反映圓的視圖不論單個齒輪或兩齒輪嚙合與直齒圓柱齒輪的畫法一樣在其平行于齒輪軸線的視圖中用三條與齒線方向一致的細實線表示其齒線特征如果要剖視采用局部剖視單個斜齒圓柱齒輪的畫法斜齒圓柱齒輪的嚙合畫法7人字齒圓柱齒輪的畫法人字齒圓柱齒輪的畫法就是將斜齒圓柱齒輪畫法中表示其齒線特征的三條直的細實線改為三條人字形細實線單個人字齒圓柱齒輪的畫法人字齒圓柱齒輪的嚙合畫法2、標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪測繪根據(jù)齒輪實物通過測量和計算以確定主要參數(shù)并畫出齒輪工作圖的過程稱為齒輪測繪。主要是確定與輪齒相關(guān)的三個基本參數(shù)嚙合角α、齒數(shù)和模數(shù)而標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合角是20°無需測量。所以只需確定齒數(shù)和模數(shù)。1直齒輪測繪步驟1數(shù)出被測齒輪的齒數(shù)z。2測量出齒頂圓直徑da。當(dāng)齒輪的齒數(shù)是偶數(shù)時da可以直接量出若齒數(shù)為奇數(shù)時如右圖da2eD其中e是齒頂?shù)捷S孔的距離D為齒輪的軸孔直徑。為了減少測量誤差可在齒輪上選擇三個不同的位置分別進行測量然后取平均值。2斜齒輪的測繪測繪斜齒輪時主要是確定出基本參數(shù)齒數(shù)z、法向模數(shù)mn、螺旋角β然后根據(jù)斜齒圓柱齒輪各部分尺寸計算公式算出各基本尺寸。測繪步驟1數(shù)出被測量齒輪的齒數(shù)z。2測量出齒頂圓直徑da和齒根圓直徑df方法與測繪直齒輪時相同。3由dad2mn 和 dfd-2.5mn則 mn(da–df)/4.5?算出法向模數(shù)mn。算出的模數(shù)應(yīng)按照模數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)系列GB/T1357-2008選取與其相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。4由dad2mn算出分度圓直徑dda-2mn。 由dmnz /cosβ算出螺旋角β并記下螺旋線的旋向。5所得螺旋角β要與實測的中心距a核對必須符合公式ad1/2d2/2mt(z1z2)/2mn(z1z2)/2cosβ?6非輪齒部分的測繪可根據(jù)實物測量3、直齒圓錐齒輪圓錐齒輪用于兩相交軸之間的傳動最常用的是兩軸線夾角為90°。1直齒圓錐齒輪各部分名稱及尺寸計算圓錐齒輪的輪齒是在圓錐面上切制出的輪齒一端大一端小因此沿齒寬方向模數(shù)也逐漸變化。為了便于計算和制造規(guī)定以大端模數(shù)為準(zhǔn)計算大端輪齒各部分的尺寸。直齒錐齒輪標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)(GB/T12368-1990)0.10.120.150.20.250.30.350.40.50.60.70.80.911.1251.251.3751.51.7522.252.52.7533.253.53.7544.555.566.578910111214161820222528303236404550直齒圓錐齒輪一般有五個錐面齒頂圓錐面、齒根圓錐面、分度圓錐面、背錐面、前錐面。齒頂圓錐面、齒根圓錐面、分度圓錐面分別與背錐面相交交線分別為齒頂圓、齒根圓、分度圓。直齒圓錐齒輪的三個錐角分度圓錐角、頂錐角、根錐角分別是分度圓錐母線、頂錐母線、根錐母線與齒輪軸線的夾角。圓錐齒輪的錐面和錐角2單個直齒圓錐齒輪的規(guī)定畫法單個圓錐齒輪的畫法圓錐齒輪一般用兩個視圖或一個視圖和一個局部視圖表示按軸線水平放置繪制。圓錐齒輪的畫法與圓柱齒輪的畫法基本相同1主視圖常用全剖視輪齒按規(guī)定不剖頂錐線和根錐線繪粗實線分度線畫成點畫線。2在左視圖中大端、小端齒頂圓用粗實線繪制大端的分度圓用點畫線畫出大端齒根圓和小端分度圓規(guī)定不畫。3在外形圖中頂錐線用粗實線繪制根錐線省略不畫分度錐線用點畫線畫出。單個圓錐齒輪的畫圖步驟3直齒圓錐齒輪的嚙合畫法嚙合的圓錐齒輪主視圖一般取全剖視嚙合區(qū)的畫法與圓柱齒輪相同。應(yīng)注意在反映大齒輪為圓的視圖上小齒輪大端節(jié)線和大齒輪大端節(jié)圓相切。嚙合的圓錐齒輪畫圖步驟畫出兩齒輪的軸線及節(jié)錐大齒輪的大端節(jié)圓和小齒輪大端節(jié)線。畫出兩齒輪的頂錐、根錐及齒寬。畫出兩齒輪其它部分的投影。畫剖面線加深圖線完成全圖。4、蝸輪蝸桿蝸輪和蝸桿的齒向是螺旋形的。蝸輪類似于斜齒輪不同處是蝸輪的輪齒是在輪緣的環(huán)面上加工形成因而對蝸桿有一個適當(dāng)?shù)陌鞘瓜嗷Ш蠒r有較大的接觸面保證傳動的連續(xù)和平穩(wěn)。蝸桿就其結(jié)構(gòu)特征類似一個梯形牙型的螺桿它的齒數(shù)即螺旋線的線數(shù)。工作時通常蝸桿是主動件蝸輪是從動件。蝸輪蝸桿傳動能獲得較大傳動比而所占空間較小但傳動中摩擦消耗的功率大機械效率低。1蝸輪、蝸桿的主要參數(shù)及尺寸計算蝸桿蝸輪的主要參數(shù)有模數(shù)m、蝸桿分度圓直徑d1、導(dǎo)程角γ、中心距a、蝸桿頭數(shù)z1、蝸輪齒數(shù)z2等根據(jù)上述參數(shù)可決定蝸桿與蝸輪的基本尺寸其中z1、z2由傳動比i確定。公式為1模數(shù)常見的蝸輪蝸桿傳動兩軸線交叉角為90°。通過蝸桿軸線而垂直于蝸輪軸線的剖切平面稱為中心剖切平面。蝸輪蝸桿在中心剖切平面上的嚙合與直齒圓柱齒輪與齒條的嚙合相同蝸輪蝸桿的尺寸計算都以中心剖切平面上的參數(shù)為基準(zhǔn)。蝸輪的模數(shù)是指在中心剖切平面上的模數(shù)亦稱端面模數(shù)mt它應(yīng)該符合標(biāo)準(zhǔn)系列蝸桿則是以軸向模數(shù)mx為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。一對嚙合的蝸桿、蝸輪其模數(shù)相等即mmtmx2蝸桿直徑系數(shù)及分度圓直徑蝸輪的輪齒用蝸輪滾刀加工而蝸輪滾刀的幾何參數(shù)包括模數(shù)必須與蝸桿相同但同一模數(shù)可以對應(yīng)直徑不同的蝸桿即一個模數(shù)可對應(yīng)相當(dāng)數(shù)量直徑不同的滾刀。為使刀具標(biāo)準(zhǔn)化需限制蝸輪滾刀的數(shù)目國家標(biāo)準(zhǔn)將蝸桿分度圓直徑d1標(biāo)準(zhǔn)化即對每一標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m規(guī)定了一定數(shù)量的蝸桿分度圓直徑d1并把d1與m的比值稱為蝸桿的直徑系數(shù)并用q表示蝸桿標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m值與蝸桿分度圓直徑d1 值參看GB 10088-1988與模數(shù)m搭配的蝸桿分度圓直徑d1 及蝸桿直徑系數(shù)q 參看GB10085-1988。蝸桿參數(shù)匹配表摘自GB 10085-1988模數(shù)m(mm)分度圓直徑d1(mm)直徑系數(shù)q118181.25201622.417.921.62012.52817.5222.411.235.517.752.52811.245183.1535.511.275617.778440107117.755501090186.3631011217.7788801014017.53蝸桿導(dǎo)程角蝸桿分度圓上的螺旋升角稱為蝸桿導(dǎo)程角用γ表示。在蝸桿直徑系數(shù)q、蝸桿頭數(shù)z1 選定以后蝸桿分度圓導(dǎo)程角可表示為4蝸輪螺旋角一對蝸輪蝸桿嚙合其蝸輪螺旋角β與蝸桿導(dǎo)程角γ應(yīng)大小相等、方向相同即βγ。5中心距a一對嚙合的蝸輪、蝸桿的兩軸中心距a與模數(shù)m、蝸桿直徑系數(shù)q及蝸輪的齒數(shù)z2 的關(guān)系為。蝸桿各部分尺寸計算公式名 稱代號計算公式分度圓直徑d1d1mq齒頂圓直徑da1da1 d12m齒根圓直徑df1df1 d1-2.4m齒頂高ha1ha1m齒根高hf1hf11.2m齒高h1h12.2m軸向齒距pxpxmπ導(dǎo)程角γtgγz1/q蝸桿導(dǎo)程pzpzz1px蝸桿齒寬b1當(dāng)z112時b1≥(110.06 z2)m當(dāng)z134時b1≥(12.50.09 z2)m蝸輪各部分尺寸計算公式名 稱代號計 算 公 式分度圓直徑d2d2mz2喉圓直徑da2da2m(z22)頂圓直徑de2當(dāng)z11時de2≤da22m當(dāng)z123時de2≤da21.5m當(dāng)z14時de2≤da2m齒根圓直徑df2df2m(z2-2.4)蝸輪寬度b2當(dāng)z14時b2≤0.67da1當(dāng)z13時b2≤0.75da1咽喉母圓半徑rg2rg2d1/2-m齒根圓環(huán)面半徑rf2rf2d1/21.2m包角2γ2γ70°90° (一般)中心距aa(d1d2)/2m(qz2)/22蝸輪、蝸桿的畫法1蝸桿的畫法蝸桿一般用一個視圖表示軸向剖面齒形為梯形頂角一般為40o。da1、d1、df1以及齒頂高ha、齒根高hf、齒高h、軸向齒距px等參數(shù)可通過查機械設(shè)計手冊計算得出2蝸輪的畫法在垂直軸線方向的視圖中齒頂圓da2、齒根圓df2、倒角圓省略不畫其它部分按不剖處理。在與軸線平行的視圖中一般采用剖視輪齒按不剖繪制。D、da2、d2、df2以及齒頂圓弧半徑r1、齒根圓弧半徑r2、包角2γγ是蝸桿分度圓上的螺旋升角稱為蝸桿導(dǎo)程角、中心距a、蝸輪寬度b2等參數(shù)可通過查機械設(shè)計手冊計算得出。3蝸輪、蝸桿的嚙合畫法剖視畫法在非嚙合區(qū)蝸桿和蝸輪各自按規(guī)定畫法繪制。在嚙合區(qū)在蝸桿投影為圓的視圖上蝸輪部分輪齒投影與蝸桿投影重合不論是否剖視只畫完整蝸桿投影。在蝸輪投影為圓的視圖上蝸輪被蝸桿擋住的部分不畫如果剖視蝸桿齒頂線畫至與蝸輪喉圓相交為止蝸桿的分度線應(yīng)與蝸輪的分度圓相切。外形畫法在外形圖中蝸桿齒頂線與蝸輪外圓可重疊畫出無論剖與否蝸桿的分度線應(yīng)與蝸輪的分度圓相切。