缠人主修:渐开线直齿圆柱齿轮详解
一、渐开线标准直齿圆柱齿轮要素概述
如图所示,为渐开线直齿圆柱齿轮的部分构造,其主要几何特征详见表中数据。
二、基本参数详解
关于渐开线标准直齿圆柱齿轮,有以下基本参数需要了解。
1. 齿形角a
单个齿轮的端平面上,径向直线与齿廓意一点的切线所夹的锐角,即为该点的齿形角。此角在K点表现为αk。需注意,随着K点离基圆的距离增加,齿形角也会相应增大,当位于基圆上时,齿形角α为0°。
2. 齿数
这是指一个齿轮轮齿的总数量。
3. 模数m
模数是齿轮设计中重要的基本参数。它通过齿距力除以圆周率π来获得,单位为mm。我国已对模数进行了标准化,具体数值参见相关表格。
模数的大小关系到齿轮的尺寸和承载能力。模数越大,齿轮的尺寸和轮齿都会相应增大,从而提高承载能力。而在分度圆直径相等的情况下,模数越大,齿轮的承载能力也越强。
4. 齿顶高系数ha
为使齿轮齿形匀称,齿顶高和齿根高与模数之间存在正比关系。ha即齿顶高系数,我国标准规定正常齿的ha值为1。对于标准齿轮,其ha值等于ha乘以模数。
5. 顶隙系数c
当一对齿轮啮合时,为防止一个齿轮的齿顶面与另一个齿轮的齿槽底面相抵触,需要留有一定的径向间隙,即顶隙。顶隙用c表示,如图所示。对于标准齿轮,其顶隙为c乘以模数,c即顶隙系数。我国标准规定正常齿的c值为0.25。
三、直齿圆柱齿轮的尺寸计算
标准直齿圆柱齿轮各部分的尺寸与模数有着密切的关系,详细的计算方法和结果参见相关表格。
例
有一对相啮合的标准直齿圆柱齿轮,其中齿数分别为21=20和22=32,模数为m=10。试计算其分度圆直径d、齿顶圆直径da、齿根圆直径df、齿厚s、基圆直径db和中心距a。
计算结果如下:
四、内啮合直齿圆柱齿轮简介
内啮合直齿圆柱齿轮与外啮合相比有以下不同之处。
(1)内齿轮的齿顶圆小于分度圆,而齿根圆则大于分度圆。
(2)内齿轮的齿廓为内凹状,其齿厚和齿槽宽分别对应于外齿轮的齿槽宽和齿厚。
(3)为确保内齿轮整个齿顶的齿廓均为渐开线,其齿顶圆必须大于基圆。
在要求传动轴平行、回转方向一致且需紧凑传动的场合,可考虑采用内啮合齿轮传动。