第4章 传动零件.doc

该【第4章 传动零件 】是由【541807096】上传分享，文档一共【44】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【第4章 传动零件 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。1/47
4传动零件
1。齿轮
如图4-1所示,将2个圆筒挤压,来传递运动的构造称为磨擦轮。磨擦轮的两个圆筒之间绝无滑动,通过滚动接触来传递运动,这时,两个轮子的旋转速度之比与其直径(圆周)成正比。
图4-1磨擦轮
但,利用磨擦轮来传递运动有以下不足:
①为了得到较大的传递力,必须用较大的力去挤压。这时,作用于轴的力会过大,而且还会导致磨擦轮变形,不再保持圆形。
②。所以,运动传递比不能全部生效。
③传递力有一定限度,不能传递较大的力.
为了弥补以上不足,使其能按照正确的转速比来传递运动,就在磨擦轮的表面加工有凹凸,使该凹凸依次啮合,这样的装置就是齿轮。
图4-2 齿条&齿轮
1—1齿轮的齿开曲线
磨擦轮的外周呈凹凸,相互啮合的部分称为齿轮。为了保证齿能够按正确的转速比传递旋转运动,正确加工齿轮的凹凸(齿)线就显得非常关键。
1—2齿形
①内旋齿形(渐开线齿形)
如图2—3所示、一边拉着缠在基圆上的线的一端P一边松开时、P所绘制的曲线就是内旋形曲线。内旋形齿形、是把这个曲线的一部分应用于齿形。
内旋形齿形的特征、如下。
●由于齿面是同一曲线,即使稍有安装误差(轴间距离)、只要进行正确地咬合、对速度比没有影响
●齿形易作工作简单制作成本低、并拥有良好的互换性
●齿根粗、结实
2/47
②摆线齿形
如图7・4所示、把在节圆上所绘制的外转摆线为齿尖、内转摆线为齿根的齿形.
内滚圆
外滚圆
节圆
节圆
内转摆线
外转摆线
摆线齿形的特征、如下.
●同内旋齿形相比齿的干渉少,因摩耗的误差的发生也少
●由于齿尖和齿根的曲线不同,要求咬合精度,制作困难
●因为轴间距离不正确的话,不能进行正确的传动、所以只限使用于精密机械・手表・计器等等
1—3 齿轮各部的名称
①齿顶圆直径—包括齿轮的顶端、齿顶面的圆筒的直径。表示齿轮的外径。
② 齿根圆直径-含齿轮的齿根的面的圆筒的直径。
③ 齿顶高-从齿轮的节圆到齿顶圆的距离。标准平齿轮时,与齿轮的模数相等。
④ 齿根高—从齿轮的节圆到齿根圆的距离.
⑤全部齿高-。
⑥圆弧齿厚-节圆周上的齿的厚度。
⑦ 齿槽宽-节圆周上的齿的间隙的长度。
⑧齿顶间隙-1组啮合的齿轮的齿顶圆和齿根圆之间的间隙。
⑨中心距离-1组啮合的齿轮的2轴之间的距离。
图4-9 齿轮各部的名称
标准平齿轮如果中心距离取CD的话,那么:
CD=1/2m(Z1+Z2)
m :齿轮直径与齿轮数比
Z1、Z2 :1组咬合齿轮的齿数
3/47
1—4基准齿条和标准齿轮
(1)基准齿条
把内旋齿形的平齿轮的节圆半径变成无限大的话节圆变成直线、成为直线齿形的齿条。
由于只有此齿形是带有倾斜压力角的直线齿形可以正确地制作尺寸、为此、JIS把这个齿条的基准尺寸定为内旋齿形的基准齿条、图4-9表示基准齿条。
基准齿条应用于滚铣刀齿条形工具等、齿轮的切削工具上。
使用齿条形和滚铣刀制作的齿轮、即使齿数不同也可以进行组合、很方便。
图4-10 标准平齿轮
基准节距线
基准齿条
基准节圆
图4-9 基准齿条图
(JIS标准)
t:基准节距
m:标准齿数比
a:压力角_=20。
h:全齿高度≧
表4-2 标准平齿轮的尺寸
节圆直径
中心距离
齿未高度
齿根高度
顶隙
全齿高度
齿根圆直径
圆节距
要切掉的齿轮齿数
压力角:=20。
(2)标准齿轮
基准齿条的基准节圆线是把和齿轮的基准节圆相接的齿轮称为标准齿轮(参照图4-10).标准齿轮的各个关系尺寸如表4—2所示。
、小形齿轮要留大一点。
ﻬ(2)压力角(pressureangle)
压力角
压力角
压力角
节圆
基础圆
基础圆
共同接线
图4-11齿轮的压力角
压力角是表示咬合齿轮齿的接触部的二个齿的挤压力的方向、(参照图4-11)。
压力角的大小是表示齿的倾斜程度、°和20°,JIS B1701—1963把20°规定为使用标准(美国ASA规格采用14。5°和20°)。
压力角越大、
①往齿轮中心的分力就越大、会增加对轴承的分力。
② 齿轮的咬合率就越小、同时会减少齿轮的咬合齿数容易发生振动噪音。
③即使节圆上齿的厚度相同因基础圆变小齿根会变粗.
④齿轮的下旋现象会减少。
(4) 咬合率
齿轮为了圆滑地进行咬合在咬合完一个齿之前必须要开始咬合下一个齿。
把齿和齿从开始接触到离开的节圆上的圆弧叫接触弧。
4/47
把其接触弧的长度用节圆除得的数値叫咬合率。
~。最圆滑的咬合、~.
(5) 齿的干渉和下旋
内旋齿轮,在比齿轮的齿数的界限少和、咬合齿轮的齿数比非常大等情况下、有时会造成一方的齿轮齿尖碰到对方的齿轮的齿根不能回转的现象。把这个现象叫齿的干渉。
用齿条工具和滚铣刀切齿时齿数少的话、会因齿的干渉产生铲除齿根的现象、把这个现象叫下旋(参照图4-12)。
被下旋的齿会让使用齿面和、咬合长度变短、也会减少齿的强度。
在理论上和实用上表示除了齿条和小齿轮咬合的特殊情况下的实用上的界限
表4-3 下旋界限齿数
压力角
理论上
实用上
17张
32张
14张
26张


图4-12 下旋
基础圆
齿形
剪断
ﻬ图4-13 转位齿轮
基准齿条形工具
基准节距线
基准节圆
转位量
(6)移位齿轮
把一组齿轮、大齿轮的齿根削长、齿末削短、往相反切削
把小齿轮的齿根削短、齿末削长的话可以避免下旋。
把用这种切法所制作的齿轮、叫移位齿轮。
切削移位齿轮、象图4—13一样切削齿形时、
从齿条工具的基准节距线搓开齿轮的基准节圆
齿数比χ倍即可。把χm(m是齿数比)叫转位量、
把χ叫转位系数.
其特征如下
① 可以防止在齿数少的时候所引起的下旋。
②标准齿数比、即使在没有得到轴间距离时、转位的话可得到所希望的轴间距离。
③齿数比大的不同一组齿轮、摩耗快,把小齿轮往正转位增加齿的厚度、把大齿轮往反转位把齿的厚度变薄的话、可以使相互的使用寿命同等化。
④作为缺点没有互换性、因咬合压力角的増加会增大对轴承的压力。
另外、转位有正转位和反转位、正转位是把齿条的基准节距线从基准节圆的外侧取出、齿的厚度厚齿尖锐利。
反转位是把基准节距线从基准节圆的内侧取出(参照图4-14)。
图4-14
节圆
正转位
反转位
齿的厚度变厚
转位齿轮
转位齿轮
标准齿轮
标准齿轮
齿高相同
节圆
齿的厚度变薄
齿高相同
齿隙
图4-15 齿隙
(7)齿隙
齿轮为了正常咬合、2个咬合的齿轮多少要有一定的间隙。把这个间隙叫背隙(齿隙)(参照图4-
5/47
15).
正确地说、是把节圆圆周上的齿槽幅度和齿的厚度的差叫齿隙。
齿轮没有齿隙的话,齿会挤在对方的齿槽内不能进行圆滑的运动。还有不允许因在加工中微小的误差碰到齿面、造成使用中的加热和、因荷重产生的膨胀、变形。
6/47
图4-16齿隙测定时被挤压的铅丝线
基于以上理由齿隙是有必要的、齿轮在反复进行正反转时、因有齿隙会有撞击和相撞现象产生厚度的测量处
噪音,也会成为加快齿面摩耗的原因。为此有必要选择适当的齿隙量、JIS按各个等级规定了齿隙
齿隙量。
检测齿隙量是在咬合齿轮齿之间塞进柔软的铅制的保险线进行挤压、把被挤压的保险线从中间切断,用千分表测试其厚度是最简便的测试方法.
图4-16是把铅制的保险线进行挤压的图,、确认中央付近和、两端的厚度。用这种检查确认齿轮咬合齿数、调整不论在哪个位置要用同样的数値进行组合。齿面的调整用油性磨刀石或者油性锉刀除去表面细小的凹凸。从齿面的中央部分、把两端部分稍微磨削()中央的咬合会变强。
1-5齿轮系
改变主动轴和从动轴的回转数、分开主动轴和从动轴的距离、或倾斜其角度时、:1,如果还要得到更大的速度比,就会出现齿的干涉及传动、传递能力的下降,在这种情况下可以用几组齿轮的组合进行减速(或者増速)。
图4—18中间轮(介轮)
图4-17啮合齿轮
速度化
图4-19 多级齿轮的速度比
ﻬ齿轮的速度比有时也称齿轮比或者齿数比。1组啮合的齿轮的转速数之比与两齿轮的齿数成反比。齿数与齿轮的节圆直径成正比,所以,,在图4-17中,设齿轮A的转速数为NA,齿数为ZA,节圆直径为DA,齿轮B分别为NB、ZB、DB的话,那么速度比i:
i=NB/NA=ZA/ZB=DA/DB。
但,旋转方向刚好相反。为了使其朝同一方向旋转,可如图4-18那样在中间加入中间轮(介轮)即可。
图4—19,将多级齿轮连接在一起进行变速,这时的速度比,首先求取齿轮A和齿轮B的速度比IAB,然后,因为齿轮C与齿轮B的旋转数相同,再求取齿轮C和齿轮D的速度比ICD,再求取齿轮E和齿轮F的速度比IEF,将这些速度比加起来的和即为齿轮A和齿轮F的速度比.
7/47
图4-20蜗轮蜗轮
蜗轮蜗轮
总结如下:齿轮A、C、E相当于主动齿轮,齿轮B、D、F相当于从动齿轮。综合速度比(齿轮A和齿轮F的速度比)设为I的话,
i=主动齿轮的齿数和/从动齿轮的齿数的和注:i=(ZA×ZC×ZE)/(ZB×ZD×ZF)
(2)蜗杆和蜗轮的速度比
奥母杆(蜗杆)
蜗杆为将蜗条沿螺旋线弄成螺纹状,形成的螺纹齿轮的一种。
奥母轮(蜗轮)
与螺纹相同,蜗杆上也有条数,分为一条蜗杆和多条蜗杆。
一条蜗杆的情况时,蜗杆旋转1圈,轮子旋转蜗轮的1个齿大小。所以,蜗杆和蜗轮的转速比为蜗轮的齿数分之一(参考图4-20)。
二条蜗杆的情况,蜗杆旋转1圈,蜗轮移动2个齿,所以,轮的旋转数为一条蜗杆情况时的2倍。
用公式表示:
i=速度比
i=N2/N1=Z1/Z2
其中 N1、N2:蜗杆及轮的旋转数
ﻩZ1、Z2:蜗杆及轮的齿数
蜗杆的情况时,条数相当于齿数。
如此,它的特征是用一组蜗轮齿轮的组合可以得到大的减速比(可以得到1/100左右),
齿面的摩擦大,摩耗快和几乎不能用轮做为主动轮回转蜗轮是最大的难点
ﻬ(3)齿条和小齿轮的组合
图4-21所示,小齿轮的旋转导致齿条呈直线运动,齿条的直线运动带动小齿轮旋转运动。
齿条
图4-21齿条和小齿轮的啮合
齿轮
齿条的齿的间隔与小齿轮的圆节相等,所以,小齿轮的旋转数决定了齿条的速度,相反,齿条的速度也决定了小齿轮的转速。但,由于不可能生产出无限长的齿条,所以,齿条用于进行往复运动的情况。
1-6 齿轮的表示方法
(1) 节圆
齿轮是靠齿面和齿面的滑动接触来传达回转运动、将滚动接触的接触面设想为相当的假想面、把这个叫节面。将节面在轴上用直角断面切断的话成为圆、把这个叫节圆,可以认为齿轮是用节圆滚动接触的摩擦齿轮、虽然节圆在实际的齿轮上、不能明确地表显示其位置,但它是齿轮设计、制作、和运动分析的基础。
(2) 齿轮的节距
齿轮在形成圆筒形或圆锥形上将齿按等间隔设计、表示这个齿和齿的间隔的是节距、和表示齿的大小。
节距的表示方法如下。
9/47
① 圆节距…把节距圆的圆周用齿数除得出。
把节距圆的直径为d、齿数为Z的话、
圆节距
② 齿数比‥用所使用的米式齿轮节距、。
将齿数比为m的话、 m=D/Z 。
在JIS齿的大小规定要用齿数比表示。
③直径节距( 来表示)‥使用英寸式齿轮的表示法将齿数用直径(英寸)除得出。直径节距为P的话、
英寸
齿数比的数字越大齿就越大、直径节距()数字越大的话齿就越小。

图4-1 齿轮的种类

2—1 两轴平行的齿轮
① 两轴平行的齿轮
①直齿轮-最常使用的齿轮,齿线与轴平行。作为一般的动力传递用于平行轴间的运动传递。
特征是:制作最简单;不会在轴上产生斜力;高速转动时,不易产生噪音.
②内齿轮—齿形及构成相同,,1组啮合下可得到较高的减速比。
特征是:外齿为直齿轮时,为了得到相同方向的旋转,需要在中间安装中间齿轮。内齿齿轮的情况下无此必要,不需场所;大齿轮和小齿轮的齿数的差有限制;原则上是小齿轮带动大齿轮的旋转。
用途:主要用于减速率较高的中间齿轮装置及一般的动力传递。
3斜齿轮(螺旋齿轮)
齿向与轴相斜的齿轮,与直齿轮相比,,推力朝扭转的方向移动.
9/47
特征:比直齿轮强度大;即使高速旋转,运动仍很圆滑,少冲击;由于齿向为斜,啮合率较大,振动及噪音较小;在啮合部,不易产生局部磨损;制作较困难;一对齿轮的倾斜角相同,但倾斜方向相反。
用途:一般的传动装置、汽车、减速机等。
ﻬ图4—2 齿的种类
③人字齿轮(双螺旋齿轮)
,-23所示的各种类型。
特征:速度比较大时,能高速、顺畅地进行旋转;强度大;传递安静,效果非常好;由于轴推力相互抵消,轴向没有应力;制作较困难.
用于一般的动力传递、涡轮减速机、制铁轧钢机、大型泵等,用于传递较大动力的装置.
④齿条
将直齿轮的节圆半径无际放大形成后的一部分。啮合在齿条的齿轮称为小齿轮。相对小齿轮的旋转,齿条做直线运动.
特征:放置运动更改为直线运动或者相反的情况时使用;齿向分为直线和斜线两种情况,斜线的强度较大。
广泛用于机床、印刷机械的滑动装置、各种自动装置等。
图4ｰ4 锥齿轮的各部名称
2-22轴交错的齿轮
锥齿轮,是指在两个直交或者任意角度相交的轴之间传递旋转的齿轮。原理是,将以两轴相交点为顶点的圆锥为节面,沿该节圆锥加工齿。
在锥齿轮中,考虑齿大的一端的齿距、模块、齿厚、齿高等因素。参照(图4-4)
(1)直齿锥齿轮—齿向面向圆锥的顶点,笔直的伞 ,齿向与节圆锥的线线一致。
特征:作用于轴向的力较少;制作容易;传动力较大时,逐步使用与直齿锥齿轮相比有更多优点的斜齿轮或者螺旋伞齿轮.
用途:机床及印刷机械、纺织机械等及差动装置。
10/47
②(2)斜齿锥齿轮—齿向很直,不面向圆锥顶点的伞齿轮,即齿向与节圆锥的母线一致。
特征:比直齿锥齿轮相比,齿接触面积较大;有一定强度;传动较为安静;
用途:大型减速机等。
③(3)螺旋伞齿齿轮-齿线为曲线的齿轮。比直齿锥齿轮等有更多优点,,不足是轴向的推力较大.
特征:齿接触面积、强度、耐久力都比直齿锥齿轮、斜锥齿轮等大;可取得较大的减速比;静音,传动效率较好;制作稍复杂.
用途:高载荷高速运动的汽车的减速机、机床等。
(4)零度螺旋锥齿轮-扭转角为零的螺旋伞齿齿轮,轴向的推力比螺旋伞齿齿轮要小。
用途:用于轴向不能受应力的情况,减速机、差动装置等。
(5)冕状齿轮—节面不是圆锥而是平面的锥齿轮,相当于直齿轮的齿条。
(6)等径锥齿轮-在直交的2轴间传递运动。齿数相等的一对锥齿轮特别称之为等径锥齿轮。
2-32轴不平行,也不交叉的齿轮。
(1)①螺旋齿轮-交错斜齿轮的轴,,或者不交叉的情况下使用。
特征:点接触,不易产生摩擦;不适合于传递大马力;除减速外,还能进行增速,效率高;但减速比较小等。
用于汽车辅机驱动用、一般产业机械、自动机械等进行复杂旋转运动的装置。
ﻬ(2)双曲线齿轮—圆锥形齿轮,一种螺旋伞齿齿轮。由于轴交错,所以不能称为伞齿轮。多用于替代蜗轮使用。
特征:齿接触面积较大;传动安静;在一定范围内,可任意决定轴间距离;制作较难等。
用途:汽车的差速器齿轮等。
③(3)伞齿轮-与直齿轮、或者斜齿轮进行啮合的圆盘状齿轮。有的2轴交错,。不适合于传递大马力,用于替代轻载荷、小型的伞齿轮及双曲线齿轮.
用途:作为单独的运动传递用途,用于玩具、照机的变焦(ZOOM)等装置。
2-4蜗杆和蜗轮
图4-5蜗轮
蜗杆和蜗轮成对使用,统称为蜗轮。
圆筒蜗轮杆
圆筒蜗轮
用于不在同一平面内相互呈直角的2轴传递用。
齿数较少的一方为螺纹状,称之为蜗杆,啮合在该蜗杆的齿轮称为蜗轮.
蜗轮分为一般的圆筒蜗轮(图4—5)和鼓形蜗轮(图4-6)两种。
图4-6 鼓形蜗轮
鼓形蜗轮也称球面蜗轮装置,其啮合接触面在加工时应进行加大,虽然加工困难较大,但可传递较大的马力。
鼓形蜗轮杆
鼓形蜗轮
蜗杆分右旋、左旋、一条螺纹蜗杆及多条螺纹蜗杆等,多条螺纹蜗杆比一条螺纹蜗杆的效率高。蜗杆的导程角相当于螺纹的导程角。
特征如下:
①①小型,能得到较大的减速比(1:6~1:100)。
②②啮合安静,顺畅。
③③摩擦较大,使用寿命较短。