齿轮是广泛用于机器或部件中的传动零件,除了用来传递动力外,还可以改变机件的回转方向和转动速度。例如在图8-1所示的齿轮油泵中,就是依靠一对齿轮的啮合传动来加压输油的。
图8-11表示三种常见的齿轮传动形式。圆柱齿轮通常用于平行两轴之间的传动,如图8-11(a)所示;锥齿轮用于相交两轴之间的传动,如图8-11(b)所示;蜗杆与蜗轮则用于交错两轴之间的传动,如图8-11(c)所示。
图8-11 常见的齿轮传动
本节主要介绍直齿圆柱齿轮(圆柱齿轮的轮齿有直齿、斜齿、人字齿等)的基本参数及画法规定。
一、直齿圆柱齿轮的各几何要素的名称及代号(图8-12)
1.齿顶圆直径(da) 通过轮齿顶部的圆的直径。
图8-12 齿轮各部分的名称及代号
2.齿根圆直径(df) 通过轮齿根部的圆的直径。
3.分度圆直径(d) 分度圆是一个约定的假想圆,齿轮的轮齿尺寸均以此圆直径为基准确定,该圆上的齿厚s与槽宽e相等。
4.齿顶高(ha) 齿顶圆与分度圆之间的径向距离。
5.齿根高(hf) 齿根圆与分度圆之间的径向距离。
6.齿高(h) 齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。
7.齿厚(s) 一个齿的两侧齿廓之间的分度圆弧长。
8.槽宽(e) 一个齿槽的两侧齿廓之间的分度圆弧长。
9.齿距(p) 相邻两齿的同侧齿廓之间的分度圆弧长。
10.齿宽(b) 齿轮轮齿的轴向宽度。
二、直齿圆柱齿轮的基本参数
1.齿数(z) 一个齿轮的轮齿总数。
2.模数(m) 齿轮的齿数z、齿距p和分度圆直径d之间有如下关系:
m称为齿轮的模数。因为两啮合齿轮的齿距p必须相等,所以啮合两齿轮的模数也必须相等。
模数m是设计、制造齿轮的重要参数。模数大,齿距p也大,齿厚s、齿高h也随之增大,因而齿轮的承载能力增大。
为了便于齿轮的设计和制造,模数已经标准化,我国规定的标准模数值见表8-4。(www.xing528.com)
表8-4 齿轮模数系列(GB/T 1357—1987) 单位:mm
注:选用模数时,应优先选用第一系列,括号内的模数尽可能不用。
3.齿形角(α) 齿廓曲线与分度圆的交点处的径向与齿廓在该点处的切线所夹的锐角。
4.传动比(i) 传动比为主动齿轮的转速n1(r/min)与从动齿轮的转速n2(r/min)之比,即n1/n2。由n1z1=n2z2可得:i=n1/n2=z2/z1。
5.中心距(a) 两圆柱齿轮轴线之间的最短距离称为中心距,即
三、直齿圆柱齿轮几何要素的尺寸计算
标准直齿圆柱齿轮各几何要素尺寸的计算公式见表8-5。
表8-5 直齿圆柱齿轮各几何要素的尺寸计算
从表中可知,已知齿轮的模数m和齿数z,按表所列公式可以计算出各几何要素的尺寸,即可画出齿轮的图形。
四、圆柱齿轮的规定画法
1.单个圆柱齿轮
根据GB/T 4459.2—1984规定的齿轮画法,齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制,分度圆和分度线用细点画线绘制,齿根圆和齿根线用细实线绘制(也可省略不画),如图8-13(a)所示;在剖视图中,当剖切平面通过齿轮的轴线时,齿轮一律按不剖处理,齿根线画成粗实线,如图8-13(b)所示。当需要表示斜齿或人字齿的齿线形状时,可用三条与齿线方向一致的细实线表示,如图8-13(c)所示。
图8-13 圆柱齿轮的画法
2.啮合的圆柱齿轮
在垂直于圆柱齿轮轴线的投影面上的视图中,啮合区内齿顶圆均用粗实线绘制,如图8-14(a)所示的左视图,或按省略画法,如图8-14(b)所示。在剖视图中,当剖切平面通过两啮合齿轮轴线时,在啮合区内,将一个齿轮的轮齿用粗实线绘制,另一个齿轮的轮齿被遮挡的部分用虚线绘制,如图8-14(a)主视图,被遮挡的部分也可以省略不画。在平行于圆柱齿轮轴线的投影面的外形视图中,啮合区不画齿顶线,只用粗实线画出节线(节线是一对圆柱齿轮保持标准中心距啮合时两分度圆柱面的切线),如图8-14(c)所示。
图8-14 圆柱齿轮啮合的画法
如图8-15所示,在齿轮啮合的剖视图中,由于齿根高与齿顶高相差0.25 m,因此,一个齿轮的齿顶线和另一个齿轮的齿根线之间应有0.25 m的间隙。
图8-15 啮合齿轮的间隙
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