齿轮机构

齿轮机构的特点和类型

• 优缺点
  • 优点
    • 可用的圆周速率和功率范围广
    • 传动效率高
    • 寿命长
    • 精度高
    • 稳定可靠
    • 可实现平行轴,任意角相交轴,任意角交错轴的传动
  • 缺点
    • 需要较高的制造和安装精度,成本高
    • 传动距离短
• 齿轮机构的类型
  • 平面齿轮机构
    • 圆柱齿轮机构
      • 直齿
        • 外啮合
        • 内啮合
        • 齿轮齿条
      • 斜齿
      • 人字齿
  • 空间齿轮机构
    • 两轴相交的齿轮机构
      • 锥齿轮
    • 两轴交错的齿轮机构
      • 交错锥齿轮
      • 涡轮蜗杆
  • 

实现定角速比传动条件

• 条件:不论齿阔在哪一点接触,齿阔的公法线必须与齿轮的连心线相交于定点
• 节圆的定义:节点固定时,在轮运动平面上形成的圆

渐开线齿阔

• 渐开线的形成和特性
  • 形成:直线在基圆上做纯滚动,直线上一点的轨迹称为渐开线
  • 特性
    • 直线运动的距离等于圆滚动的距离($BK = \overset{\frown}{AB}$)
    • 渐开线法线必与基圆相切
    • 渐开线法线与速度方向的夹角为压力角
    • 渐开线取决于基圆的大小
    • 可分性:渐开线制成后,基圆半径不会改变,中心距改变传动的角速比仍然不变

齿轮的各比分名称以及渐开线的基本尺寸

• 齿轮
  • 切向
    • 齿顶
      • 齿顶圆直径($d_a$)
        • $d_a = d + 2 h_a$
      • 齿顶高($h_a$)
        • 计算公式:$h_a = ha^* * m$
    • 齿根
      • 齿根圆直径($d_f$)
      • $d_f = d - 2h_f$
      • 齿根高($h_f$)
        • 计算公式:$h_f = (ha^* + c*) * m$
    • 节圆
    • 基圆
    • 分度圆
      • 定义:$\frac{p_k}{\pi}$和压力角为定值
      • 分度圆直径($d$)
      • 分度圆上的齿距($p$)
        • $p = m*\pi = s + e = \frac{d}{z * \pi}$
      • 分度圆上的齿厚($s$)
      • 分度圆上的齿槽宽($e$)
      • 齿隙($c$)
        • $c = c^* * m$
  • 圆周向
    • 齿距($p_k$)
    • 齿厚($s_k$)
    • 齿槽宽($e_k$)
  • 轴向
    • 齿厚($b$)
  • 其他
    • 压力角($\alpha_k$)
      • 标准压力角为$20\degree$
    • 模数($m$)
      • 计算公式
        • $m=\frac{p}{\pi}$
        • $m=\frac{2r}{z}$
    • 齿顶高系数($ha*$)
    • 齿隙系数(c*)

渐开线标准齿轮的啮合

• 啮合条件
  • $m_1 = m_2 = m$
  • $\alpha_1 = \alpha_2 = \alpha$
• 标准中心距
  • 特点
    • 标准顶隙
    • 无侧隙
    • 分度圆与节圆重合
• 重合度
  • $\epsilon = \frac{啮合弧}{齿距}$

切齿原理

• 成形法
• 展成法
  • 齿轮插刀
  • 齿条插刀
  • 齿轮滚刀

根切,最小齿数及变位系数

• 根切定义:刀具超过基元,将已加工渐开线根部切去一部分的现象
• 最少齿数
  • 不运行根切17
  • 允许根切12
• 变位2
• 齿轮
  • 等移距变位
    • 中心距仍然是标准中心距
    • $x_1 = - x_2$
  • 不等移距变位
    • 增大啮合角,加强齿根,提高接触强度和弯曲强度

斜齿轮

• 几何尺寸
• 重合度
• 当量齿数
• 优缺点
  • 优点
    • 运转平稳,噪声小
    • 重合度大
    • 最小齿数小于直齿轮
  • 缺点
    • 存在轴向分力
    • 制造困难成本高

锥齿轮

• 几何计算以大端作为标准,模数去大端