齿轮的设计参数(直齿圆柱齿轮)
(2009-08-09 13:46:30)
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齿轮的设计参数(直齿圆柱齿轮）
由于齿轮所采用的标准制度各不相同，有时还遇到采用短齿齿形、变位齿轮，需要测量的参数很多，所以齿轮测量是一项比较复杂的工作。但是各种齿轮标准制度，都是规定以模数（或径节）作为齿轮其他参数和尺寸的计算依据，因此首先要准确地判定模数（或径节）的大小；同时压力角是决定齿形的基本参数，所以也要准确判定。一般齿轮参数测量的步骤大体如下：
（1）数出齿数 ；
（2）测量模数模数 （或径节 ）、判定压力角 ；
（3）测定齿顶高系数 ；
（4）测量顶隙系数 ；
（5）测定变位（移距）系数 ；
（6）测定齿高变动系数 。
直齿圆柱齿轮的基本参数、各部分的名称和尺寸关系
当圆柱齿轮的轮齿方向与圆柱的素线方向一致时，称为直齿圆柱齿轮。表10.1.2-1列出了直齿圆柱齿轮各部分的名称和基本参数。
表10.1.2-1 直齿圆柱齿轮各部分的名称和基本参数
名称
符号
说 明
示意图
齿 数
z
模 数
m
πd=zp, d=p/πz, 令m=p/π
齿顶圆
da
通过轮齿顶部的圆周直径
齿根圆
df
通过轮齿根部的圆周直径
分度圆
d
齿厚等于槽宽处的圆周直径
齿 高
h
齿顶圆与齿根圆的径向距离
齿顶高
ha
分度圆到齿顶圆的径向距离
齿根高
hf
分度圆到齿根圆的径向距离
齿距
p
在分度圆上相邻两齿廓对应点的弧长
(齿厚＋槽宽)
齿厚
s
每个齿在分度圆上的弧长
节圆
d'
一对齿轮传动时，两齿轮的齿廓在连心线O1O2上接触点C处，两齿轮的圆周速度相等，以O1C和O2C为半径的两个圆称为相应齿轮的节圆。
压力角
α
齿轮传动时，一齿轮(从动轮)齿廓在分度圆上点C的受力方向与运动方向所夹的锐角称压力角。我国采用标准压力角为20°。
啮合角
α'
在点C处两齿轮受力方向与运动方向的夹角
模数m是设计和制造齿轮的重要参数。不同模数的齿轮要用不同的刀具来加工制造。为了便于设计和加工，模数数值已标准化，其数值如表10.1.2-2所示。
表10.1.2-2 齿轮模数标准系列（摘录GB/T1357-1987）
第一系列
1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50
第二系列
1.75 2.25 2.75 (3.25) 3.5 (3.75) 4.5 5.5 (6.5) 7 9 (11) 14 18 22 28 36 45
注：选用模数时，应优先选用第一系列；其次选用第二系列；括号内的模数尽可能不用。
标准直齿圆柱齿轮各部分的尺寸与模数有一定的关系，计算公式如表10.1.2-3。
表10.1.2-3 标准直齿圆柱齿轮轮齿各部分的尺寸计算
名 称
符 号
公 式
分度圆直径
d
d＝mz
齿顶圆直径
da
da ＝d+2 ha ＝m(z+2)
齿根圆直径
df
df ＝d+2 hf ＝m(z-2.5)
齿顶高
ha
ha ＝m
齿根高
hf
hf ＝1.25m
全齿高
h
h ＝ha + hf = 2.25m
中心距
a
a ＝m∕2 (z1+z2)
齿 距
p
P = πm
一对相互啮合的齿轮，模数、压力角必须相等。标准齿轮的压力角（对单个齿轮而言即为齿形角）为20°