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第三节 圆柱齿轮/ ^* V' S9 l5 @" f" T
齿轮是传动零件,在机器中它的作用是把一根轴上的旋转运动传到另一轴上,以传递动力、改变转速或运动方向。常用的齿轮有3种(图13-28)。
6 B: X, F; Q- K" e4 N 圆柱齿轮,用于平行轴之间的传动; + N4 a- N; |4 ^. P
圆锥齿轮,用于相交二轴之间的传动;
4 U9 C! m1 f; d/ c 蜗轮与蜗杆,用于交叉二轴之间的传动;
3 v, c+ p4 H+ [7 e e" M/ T 常用的圆柱齿轮有直齿轮和斜齿轮2种(图13-29)。1 e5 G# g! b! }3 K, {
n" \! x! a7 Y3 j. c图13-28 常见的传动齿轮
! y9 D5 |: f3 f" ya)圆柱齿轮 b)锥齿轮 c)涡轮蜗杆1 t6 Q9 Z; g9 n; M3 \! f
1.直齿圆柱齿轮各部分的名称和尺寸关系
. y6 g" H: ^: L0 k/ b& }$ Y 图13-30为相互啮合的一对标准直齿圆柱齿轮的示意图。图中给出了齿轮各部分名称和代号。
/ \& H( e9 _' s2 {0 r3 P 5 b: G! [1 m4 [1 c* a4 D8 i' \: h
图13-29 圆柱齿轮 图13-30 圆柱齿轮各部分名称和代号
3 R0 V( ^8 }. v- ~) Ya)圆柱直齿轮 b)圆柱斜齿轮 d2 }% T( Z' S9 w+ u, u
(1)齿顶圆。通过齿顶端的圆称为齿顶圆,其直径以da表示。 8 {8 B! }' u) R0 t0 Y3 q
(2)齿根圆。通过齿根部分的圆称为齿根圆,其直径以df表示。
" ^( @% B0 T0 V (3)分度圆。当齿轮的齿厚弧长(s)与齿间弧长(c)相等时所在的位置的圆称为分度圆,其直径以d表示。
0 Q6 ]! x% A& |+ E2 M4 N) V5 x 当一对啮合齿轮安装后,两个分度圆是相切的,此时的分度圆也称为节圆,切点P叫做节点。
; Z- j; X6 e8 G. t0 k (4)齿高。齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高,以h表示。其中,分度圆与齿顶圆之间径向距离称为齿顶高,以ha表示,分度圆与齿根圆之间的径向距离称为齿根高,以hf表示。可见,齿高是齿顶高与齿根高之和,即 : a4 R- l) ^( J' P- S
h=ha+hf ! ^& n& A( I+ d# C! K# P
(5)齿距。分度圆上相邻两齿的对应点之间弧长称为齿距,以P表示。 ; t* G, y* b3 J$ w
(6)模数。若齿轮的齿数用Z表示,则齿轮分度圆周长为πd=ZP,即
- r+ d$ E; k. x d=P/π
/ q6 ]( _$ H% U8 B 令P/π=m,则d=mz,称m为模数。 0 Y5 }! i- }9 h, W* I2 G
模数m是设计和制造齿轮的一个重要参数。从m=p/π可看出模数大小与齿距成正比,若齿轮的模数大,齿轮的轮齿就大,齿轮能承受的力量就大。 ( h8 i5 F, Z* U" ~: r6 h" F& }! F
根据模数选 用相应的齿轮刀具去加工齿轮。国家标准对模数规定了标准(表13-10)。
6 j) \# U0 M+ H! F5 q! [# t2 L表13-10 渐开线圆柱齿轮模数的标准系列
% W0 f4 L! K: F. s * g% ?& h: t# S1 z y% F, G; t
(7)齿形角(压力角):2个相啮合的轮齿齿廓在节点P处的公法线与分度圆的公切线的夹角称为齿形角,以α表示。我国常用的齿形角为20°。 , I0 `% V; i: Q2 L/ ]' l6 E
只有模数和齿形角都相同的一对齿轮才能相互啮合。
0 `( ]0 }! |$ r# `: w- q 标准直齿轮的各基本尺寸均使其与模数和齿数成一定的比例关系,见表13-11。) t( O+ r6 u5 o
表13-11 渐开线直齿圆柱齿轮计算公式
2 {1 ~; M7 y3 f5 @) x 1 ` O& B: j% Z* L7 t/ W
2.圆柱齿轮的规定画法(GB4459.2-84)
; Y8 I% M! i& O; u& S0 N% Q, W$ p 齿轮的轮齿部分按图13-31的规定绘制。0 S/ p1 p0 ]/ o6 ?6 X; q
5 I1 n3 K x6 p/ h. \图13-31 圆柱直齿轮的规定画法
, M B' q8 y5 k4 r/ X5 E (1)齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制。 ( Q8 U. d. @+ _6 E0 D' n8 `2 a: M
(2)分度圆和分度线用细点画线绘制。
* T2 b ~2 b* h( w0 q (3)齿根圆和齿根线用细实线绘制,也可以省略不画。在剖视图中齿根线用粗实线绘制。 3 i5 Y4 M/ [& B. ]/ K9 s
(4)在剖视图中,当剖切平面通过齿轮的轴线时,轮齿一律按不剖处理,即轮齿部分不画剖面线。
, E2 u* M, s- ?5 O0 ~" G. B (5)在需要表示齿轮齿线的形状时,可用与齿线方向一致的3条细实线表示(图13-32)。直齿则不需表示。
4 `. z" |- X ~+ o+ d2 Z
0 Y% @$ H4 }( @2 w8 c }( S图13-32 圆柱斜齿轮的表示法
/ h2 P' O" s" l, O/ W 图11-33是圆柱齿轮的零件图,图中除标注尺寸和技术要求外,还在图样的右上角列出一个参数表,注明模数、齿数、齿形角、精度等级等。; Q, r% |3 J* ^/ B8 f
0 D3 X# m& s8 B' @9 `图13-33 圆柱直齿轮的零件图; I# o, @/ z# P9 j; n
绘制一对啮合齿轮时,应注意其啮合部分画法(图13-34):
) G: p# D2 d& M) {; @9 M" O (1)在垂直于齿轮轴线的投影面的视图,2个齿轮的分度圆是相切的,啮合区的齿顶圆均用粗实线绘制(图13-34.b),也可以省略不画(图13-34.d)。
8 z# |% S8 }( @* j; Q% J5 p4 S (2)在平行于齿轮轴线的投影面的视图上,当剖切平面通过两啮合齿轮的轴线时,在啮合区内将一个齿轮的轮齿用粗实线画出,而另一个齿轮的轮齿被遮住的部分用虚线绘制(图13-34.a),或省略不画。 8 w, v, f; f& x# D2 ]; X# O
(3)图13-34.e是不剖画法,啮合区的齿顶线不需画出,节线用粗实线绘制。 4 r4 y+ z) k+ y3 z, ~
(4)在剖视图中,当剖切平面通过啮合齿轮的轴线时,则轮齿一律按不剖绘制。, C0 r, J C" V1 }3 r$ e; T
$ A' ~4 T1 P) J: f( \2 l6 t图13-34 圆柱齿轮的啮合画法 |
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