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決定齒輪幾何尺寸的參數有

科技 更新时间:2024-10-04 01:41:01

了解各種技術術語對于設計齒輪至關重要。今天,我們将解釋齒輪參數的術語及其含義,當然也可以看看之前出的視頻《齒輪的基本術語你了解嗎?》

1.齒輪形狀

通常,具有漸開線曲線的齒廓用于插齒。(圖 1)“漸開線曲線”是由一根繞圓柱體旋轉的直線末端的點所繪制的曲線。漸開線的特點是:

  • 即使軸之間的距離有輕微誤差也能正确齧合
  • 易于形成正确的齒形
  • 由于齒輪在漸開線上滾動時齧合,因此旋轉平穩

決定齒輪幾何尺寸的參數有(了解決定齒輪形狀的參數)1

圖1 :漸開線

2.齒輪設計所需的設計參數類型

齒輪設計所需的參數如下所示。(圖2)

決定齒輪幾何尺寸的參數有(了解決定齒輪形狀的參數)2

圖 2 齒輪設計所需的參數

1.齒頂圓 2. 分度圓 3. 基圓 4.齒根圓 5. 齒頂圓直徑 6. 分度圓直徑7. 基圓直徑 8. 根圓直徑 9.上齒高 10. 齒根高 11. 全齒深 12.齒寬 13. 中心線14. 中心距 15. 分圓節距 16. 節距點 17. 幹涉點 18. 側隙 19. 接觸線長度(作用線)

3、齒輪設計所需的基本參數1. 模數

模數是以毫米為單位的齒的大小。由于模塊不能直接用卡尺或刻度尺測量,新手設計者在設計齒輪時可能會對模塊感到困惑。模數是中徑除以齒數得到的數值,用下式表示:

m = d / z

m:模數,d:節圓直徑,z:齒數

模塊有國家标準。标準号是制造工業産品時常用的數值。優先使用 I 系列上的模塊。咱們國家标準(GB1357-78)

模數标準系列(優先選用)1、1.25、1.5、2、2.5、3、4、5、6、8、10、12、14、16、20、25、32、40、50

模數标準系列(可以選用)1.75,2.25,2.75,3.5,4.5,5.5,7,9,14,18,22,28,36,45

以下是 日标JIS B 1701:2017,

I系列

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50

II 系列

0.15 0.25 0.35 0.45 0.55 0.7 0.75 0.9 1.125 1.375 1.75 2.25 2.75 3.5 4.5 5.5 (6.5) 7 9 11 14 18 22 28 36 45

第一次設計齒輪時,模塊的尺寸選擇一定是非常困難的。設計人員必須通過調整包括模塊在内的各種參數值以及檢查尺寸和強度來進行設計工作。

有兩種方法可以初步确定模塊值。

1.憑經驗初步确定模數值

了解各種産品中使用的齒輪模塊有助于确定模塊值。EX)手表...大約。0.05 - 0.2辦公室中的打印機和複印機 ... 大約 0.6 - 1.0用于汽車轉向的齒條和小齒輪 ... 大約 1.75 - 2.5汽車變速箱 ... 大約 1.5 - 3.0

2. 從商業标準齒輪目錄中确定模數

按材料或模數列出了允許的扭矩值。可以參考相應的數值來臨時确定模數。當然現在都是通過齒輪設計軟件來設計,常見的有這些:kisssoft(瑞士)、MDESIGN(德國)、FVAworkbench(德國)、Romax(英國)、MASAT(英國)、AMTEC(日本)、ZGCAD(中國)、GSHgears(中國)等等。

2、壓力角

壓力角是齒相對于節線的法線傾斜的角度。(圖 3)一般采用 20° 的壓力角。然而,有時也使用 14.5° 或 17.5° 的壓力角。壓力角越大,齒根越寬,強度提高。

決定齒輪幾何尺寸的參數有(了解決定齒輪形狀的參數)3

圖 3 壓力角(标準基本齒條齒形)

1.齒頂 2. 齒面 3.齒根 4. 節線法線 5. 壓力角 6. 節距 7. 節線

3.齒數

您需要确定一對齧合齒輪的齒數來計算速比,如第二篇文章中所述。注意最小齒數(蝸杆除外)。

需要盡可能減少小齒輪的齒數,以擴大減速或增加比。然而,齒條式工具的尖端可能與齒根重疊,并且如果齒數低于某個值,則尖端可能會出現根切。(圖 4)

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圖 4 由于根切,齒根逐漸變細

“齒根看起來很脆弱,當齒數達到 10 顆時可能會斷裂……”

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這稱為“齒的幹涉”,向根逐漸變細的齒稱為“根切”。(圖 5)

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圖 5 根切

在無變位的前提下,防止根切的齒數限制由下式給出。當壓力角α=20°時,極限數為17。

z = 2 / sin 2 α

但是,這并不意味着帶根切的齒輪沒有用。一般來說,實用的最小齒數是14。為了防止根切,你可以使用“變位”(改變齒輪刀具和齒輪之間的距離)。

由于最小齒數的限制,小齒輪的直徑不能太小。因此,如果要提高減速比,齧合齒輪變大,設計時需要考慮到所需空間。

4.旋向

當您将軸保持直立時,右齒齒輪的齒相對于齒輪軸向右傾斜,而左齒齒輪的齒向左傾斜。至于齒條和蝸杆,當你把軸直立時,右齒齒輪的齒向右升,而左齒的齒輪向左升。一對斜齒輪或螺旋錐齒輪需要具有相同的模數和壓力角,但另外需要注意齒的扭轉方向。對于斜齒輪、螺旋錐齒輪和齒條的齒,齒輪的旋向應相反才能齧合。(圖 6)旋向相同的兩個斜齒輪無法齧合,因此需要準備兩個旋向方向相反的斜齒輪。

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右旋 / 左旋

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小齒輪:左旋 齒條:右旋

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小齒輪:右旋 齒條:左旋

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右旋 / 左旋

圖 6 扭轉方向相反的齒輪

另一方面,用于交錯軸的螺旋齒輪或蝸輪的輪齒的扭轉方向需要相同才能齧合。(圖 7)

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a) 螺旋齒輪

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b) 蝸輪

“齧合扭轉方向因齒輪類型而異!”

5、螺旋角

齒相對于圓柱體的軸線傾斜。該傾斜量稱為“螺旋角”。(圖 8)圖 7 所示的螺旋齒輪的扭轉角為 45°。您可以自由決定兩個齒輪齧合的螺旋角,但請注意,推力方向(軸向)分量會随着螺旋角的增加而變大,從而導緻機器效率下降。一般斜齒輪希望低于 25°,以避免推力過大。

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