關於齒輪機構分析

2021-01-15 正脈科工 CAE

引言

齒輪機構的類型與功能:齒輪機構是現代機械中應用最廣泛的一種傳動機構,與其它傳動機構相比,齒輪機構的優點是:結構緊湊,工作可靠,效率高,壽命長,能保證恆定的傳動比,而且其傳遞的功率與適用的速度範圍大。但是其製造安裝費用較高,低精度齒輪傳動的振動噪聲較大。

典型的齒輪傳動:齒輪機構是通過一對對齒面的依次嚙合來傳遞兩軸之間的運動和動力的,根據一對齒輪實現傳動比的情況,它可以分為定傳動比和變傳動比齒輪機構。

齒輪機構是依靠輪齒直接接觸構成高副來傳遞兩軸之間的運動和動力的。

 

1、齒輪機構的類型與功能:

齒輪機構有以下類型:1、平行軸之間傳遞運動

(1)直齒圓柱齒輪機構:輪齒分布在圓柱體外部且與其軸線平行,嚙合的兩外齒輪轉向相反。應用廣泛。

(2)斜齒圓柱齒輪機構:輪齒與其軸線傾斜,兩輪轉向相反,傳動平穩,適合於高速傳動,但有軸向力。

(3)人字齒圓柱齒輪機構:由兩排旋向相反的斜齒輪對稱組成,其軸向力被相互抵消。適合高速和重載傳動,但製造成本較高。

(4)直齒內嚙合圓柱齒輪機構:輪齒與其軸線平行且分布在空心圓柱體的內部,它與外齒輪嚙合時兩輪的轉向相同。

(5)斜齒內嚙合圓柱齒輪機構:輪齒與其軸線傾斜的內齒輪加工困難,它與斜齒外齒輪嚙合時兩輪轉向相同。有軸向力。應用較少。

(6)直齒齒輪齒條機構:齒數趨於無窮多的外齒輪演變成齒條,它與外齒輪嚙合時,齒輪轉動,齒條直線移動。

(7)斜齒齒輪齒條機構:斜齒輪斜齒條嚙合傳動應用較少。

(8)非圓齒輪機構:輪齒分布在非圓柱體上,可實現一對齒輪的變傳動比。需要專用工具機加工,加工成本較高,設計難度較大。


2、齒廓嚙合基本定律:任意齒廓的兩齒輪嚙合時,其瞬時角速度的比值等於齒廓接觸點公法線將其中心距分成兩段長度的反比。


3、共軛齒廓的形成:凡能滿足齒廓嚙合基本定律的一對齒廓稱為共軛齒廓。

共軛齒廓嚙合時,兩齒廓在嚙合點相切,其嚙合點的公法線通過節點P。理論上,只要給定一齒輪的齒廓曲線,並給定中心距和傳動比i12,就可以求出與之共軛的另一齒輪的齒廓曲線。

共軛齒廓可以用包絡線法、齒廓法線法或動瞬心線法等方法求得。

 

4、漸開線的性質

1)  發生線在基圓上滾過的線段長度等於基圓上被滾過的圓弧長度,即

2)  漸開線上任一點的法線切於基圓。

3)  基圓以內沒有漸開線。


5、齒輪的各部分名稱:

外齒輪:齒頂圓:過各輪齒頂端的圓,其直徑用da、半徑用ra表示。

齒根圓:與齒輪各輪齒齒槽底部相切的圓,直徑用df、半徑用rf 表示。

齒厚:任意圓周上一個輪齒的兩側齒廓間的弧線長度稱為該圓上的齒厚,用si表示。

齒槽寬:相鄰兩齒間的空間稱為齒槽,任意圓周上齒槽兩側齒廓間的弧線長度稱為該圓上的齒槽寬,用ei表示。

齒距(周節):任意圓周上相鄰兩齒同側齒廓間的弧線長度稱為齒距(或稱周節),用pi表示。

分度圓:為設計和製造的方便而規定的一個基準圓,其直徑用d、半徑用r表示。規定標準齒輪分度圓上的齒厚s與齒槽寬e相等。

齒頂高:位於齒頂圓與分度圓之間的輪齒部分稱為齒頂。齒頂部分的徑向高度稱為齒頂高,用ha表示。

齒根高:位於齒根圓與分度圓之間的輪齒部分稱為齒根。齒根部分的徑向高度稱為齒根高,用hf  表示。

全齒高:齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離,用 h表示。顯然

 

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