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螺旋伞齿轮

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齿轮是什么,齿轮的由来(二)
发布日期:2022/6/5 发布人:升源齿轮 点击量:

  继续为大家介绍齿轮,什么是齿轮,关于齿轮的知识,超全的齿轮资料在这里,升源螺旋伞齿轮厂家为你介绍!


5. 最常用的齿轮齿形是渐开线齿形

仅仅在摩擦轮的外周上分割出等分的齿距,装上突起,然后相互啮合转动的话,会出现如下问题:

轮齿的切点产生滑动

切点的移动速度时快时慢

产生振动及噪音

轮齿传动时既要安静又要圆滑,由此,诞生了渐开曲线。

1)什么是渐开线

将一端系有铅笔的线缠在圆筒的外周上,然后在线绷紧的状态下将线渐渐放开。此时,铅笔所画出的曲线即为渐开曲线。圆筒的外周被称为基圆。


2)8齿渐开线齿轮示例

将圆筒8等分后,系上8根铅笔,画出8条渐开曲线。然后,将线向相反方向缠绕,按同样方法画出8条曲线,这就是以渐开曲线作为齿形,齿数为8的齿轮。


3)渐开线齿轮的优点

即使中心距多少有些误差,也可以正确的啮合;

比较容易得到正确的齿形,加工也比较容易;

因为在曲线上滚动啮合,所以,可以圆滑地传递旋转运动;

只要轮齿的大小相同,一个刀具可以加工齿数不同的齿轮;

齿根粗壮,强度高。

4)基圆和分度圆

基圆是形成渐开线齿形的基础圆。分度圆是决定齿轮大小的基准圆。基圆与分度圆是齿轮的重要几何尺寸。渐开线齿形是在基圆的外侧形成的曲线。在基圆上压力角为零度。

5)渐开线齿轮的啮合

两个标准的渐开线齿轮的分度圆在标准的中心距下相切啮合。

两轮啮合时的模样,看上去就像是分度圆直径大小为d1、d2两个摩擦轮(Friction wheels)在传动。但是,实际上渐开线齿轮的啮合取决于基圆而不是分度圆。


两个齿轮齿形的啮合接触点按P1—P2—P3的顺序在啮合线上移动。请注意驱动齿轮中黄色的轮齿。这个齿开始啮合后的一段时间内,齿轮为两齿啮合(P1、P3)。啮合继续,当啮合点移动到分度圆上的点P2时,啮合轮齿只剩下了一个。啮合继续进行,啮合点移动到点P3时,下一个轮齿开始在P1点啮合,再次形成两齿啮合的状态。就像这样,齿轮的两齿啮合与单齿啮合交互重复传递旋转运动。

基圆的公切线A一B被称为啮合线。齿轮的啮合点都在这条啮合线上。


用一个形象的图来表示,就好像皮带交叉地套在两个基圆的外周上做旋转运动传递动力一样。


6. 齿轮的变位分为正变位和负变位

我们通常使用的齿轮的齿廓一般都是标准的渐开线,然而也存在一些情况需要对轮齿进行变位,如调整中心距、防止小齿轮的根切等。

1)齿轮的齿数与形状

渐开线齿形曲线随齿数多少而不同。齿数越多,齿形曲线越趋于直线。随齿数增加,齿根的齿形变厚,轮齿强度增加。


由上图可以看到,齿数为10的齿轮,其轮齿的齿根处部分渐开线齿形被挖去,发生根切现象。但是如果对齿数z=10的齿轮采用正变位,增大齿顶圆直径、增加轮齿的齿厚的话,可以得到与齿数200的齿轮同等程度的齿轮强度。

2)变位齿轮

下图是齿数z=10的齿轮正变位切齿示意图。切齿时,刀具沿半径方向的移动量xm(mm)称为径向变位量〔简称变位量)。

xm=变位量(mm)

x=变位系数

m=模数(mm)


通过正变位的齿形变化。轮齿的齿厚增加,外径(齿顶圆直径〉也变大。齿轮通过采取正变位,可以避免根切(Undercut)的发生。对齿轮实行变位还可以达到其它的目的,如改变中心距,正变位可增加中心距,负变位可减少中心距。

不论是正变位还是负变位齿轮,都对变位量有限制。

3)正变位和负变位

变位有正变位和负变位。虽然齿高相同,但齿厚不同。齿厚变厚的为正变位齿轮,齿厚变薄的为负变位齿轮。


无法改变两个齿轮的中心距时,对小齿轮进行正变位(避免根切),对大齿轮进行负变位,以使中心距相同。这种情况下,变位量的绝对值相等。


4)变位齿轮的啮合

标准齿轮是在各个齿轮的分度圆相切状态下啮合。而经过变位的齿轮的啮合,如图所示,是在啮合节圆上相切啮合。啮合节圆上的压力角称为啮合角。啮合角与分度圆上的压力角(分度圆压力角)不同。啮合角是设计变位齿轮时的重要要素。


6)齿轮变位的作用

可以防止在加工时因为齿数少而产生的根切现象;通过变位可以得到所希望的中心距;在一对齿轮齿数比很大的情况下,对容易产生磨耗的小齿轮进行正变位,使齿厚加厚。相反,对大齿轮进行负变位,使齿厚变薄,以使得两个齿轮的寿命接近。

7. 齿轮的精度

齿轮是传递动力和旋转的机械要素。对于齿轮的性能要求主要有:

更大的动力传递能力

尽可能使用体积小的齿轮

低噪音

正确性

要想满足如上所述的要求,提高齿轮的精度将成为必须解决的课题。

1)齿轮精度的分类

齿轮的精度大致可以分为三类:

a)渐开线齿形的正确度—齿形精度

b)齿面上齿线的正确度—齿线精度

c)齿/齿槽位置的正确度

轮齿的分度精度—单齿距精度

齿距的正确度—累积齿距精度

夹在两齿轮的测球在半径方向位置的偏差—径向跳动精度


2)齿形误差


3)齿线误差


4)齿距误差


在以齿轮轴为中心的测定圆周上测量齿距值。

单齿距偏差(fpt)实际齿距与理论齿距的差。

齿距累积总偏差(Fp)测定全轮齿齿距偏差做出评价。齿距累积偏差曲线的总振幅值为齿距总偏差。

5)径向跳动(Fr)

将测头(球形、圆柱形)相继置于齿槽内,测定测头到齿轮轴线的最大和最小径向距离之差。齿轮轴的偏心量是径向跳动的一部分。


6)径向综合总偏差(Fi”)

到此为止,我们所叙述的齿形、齿距、齿线精度等,都是评价齿轮单体精度的方法。与此不同的是,还有将齿轮与测量齿轮啮合后评价齿轮精度的两齿面啮合试验的方法。被测齿轮的左右两齿面与测量齿轮接触啮合,并旋转一整周。记录中心距离的变化。下图是齿数为30的齿轮的试验结果。单齿径向综合偏差的波浪线共有30个。径向综合总偏差值大约为径向跳动偏差与单齿径向综合偏差的和。


7)齿轮各种精度之间的关联

齿轮的各部分精度之间是有关联的,一般来说,径向跳动与其它误差的相关性强,各种齿距误差间的相关性也很强。


8)高精度齿轮的条件


8. 齿轮计算公式


标准正齿轮的计算(小齿轮①,大齿轮②)


移位正齿轮计算公式(小齿轮①,大齿轮②)


标准螺旋齿的计算公式(齿直角方式)(小齿轮①,大齿轮②)


移位螺旋齿的计算公式(齿直角方式)(小齿轮①,大齿轮②)

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