轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件。齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件,齿轮在传动中的应用很早就出现了。19世纪末,展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现,随着生产的发展,齿轮运转的平稳性受到重视。
模数是决定齿大小的因素。齿轮模数被定义为模数制轮齿的一个基本参数,是人为抽象出来用以度量轮齿规模的数。目的是标准化齿轮刀具,减少成本。直齿、斜齿和圆锥齿齿轮的模数皆可参考标准模数系列表。
随着工业发展水平不断提高,定制的大批量生产齿轮很多都使用非标的模数,使其意义被弱化。
如果齿轮的齿数一定,模数越大则轮的径向尺寸也越大。模数系列标准是根据设计、制造和检验等要求制订的。对於具有非直齿的齿轮,模数有法向模数mn、端面模数ms与轴向模数mx的区别,它们都是以各自的齿距(法向齿距、端面齿距与轴向齿距)与圆周率的比值,也都以毫米为单位。对於锥齿轮,模数有大端模数me、平均模数mm和小端模数m1之分。对于刀具,则有相应的刀具模数mo等。标准模数的应用很广。在公制的齿轮传动、蜗杆传动、同步齿形带传动和棘轮、齿轮联轴器、花键等零件中,标准模数都是一项最基本的参数。它对上述零件的设计、制造、维修等都起着基本参数的作用(见圆柱齿轮传动、蜗杆传动等)。
齿轮加工方法包括成型法和展成法。
成型法就是直接使用齿轮成型铣刀将齿谷铣出,优点是能在铣床上就能获得齿轮,在设备受限制的情况下考虑。缺点不少,为了减少刀具的数量而将齿数分段,在一段齿数内用一把刀,从而齿型会带来系统误差。
展成法是利用刀具和齿轮形成展成运动,来加工齿轮。主要有滚齿和插齿,滚齿是模拟蜗杆齿轮啮合来加工的。插齿是用模拟两个齿轮啮合来加工的。滚齿用的多,因为滚齿的滚刀的齿形是直线的,方便加工,而插齿的刀具就是一个铲背了的齿轮,齿形是渐开线,加工起来没这方便。但插齿能用在一些滚齿不能加工的位置上,如内齿和退刀距离过短的双联或多连齿轮。在齿轮的精加工有剃齿和磨齿。同样是展成法,剃齿的优点是效率高但不能用于硬齿面,磨齿就相反。
(1)滚齿机滚齿:可以加工8模数以下的斜齿
(2)铣床铣齿:可以加工直齿条
(3)插床插齿:可以加工内齿
(4)冷打机打齿:可以无屑加工
(5)刨齿机刨齿:可以加工16模数大齿轮
(6)精密铸齿:可以大批量加工廉价小齿轮
(7)磨齿机磨齿:可以加工精密母机上的齿轮
(8)压铸机铸齿:多数加工有色金属齿轮
(9)剃齿机:是一种齿轮精加工用的金属切削机床
(10)冲床冲齿:薄材料多用冲床冲齿如钟表、链轮等。
1)效率高 在常用的机械传动中,以齿轮传动效率为最高,闭式传动效率为96%~99%,这对大功率传动有很大的经济意义。
2)结构紧凑 比带、链传动所需的空间尺寸小。
4)传动比稳定 传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮传动获得广泛应用,正是由于其具有这一特点。
3)工作可靠、寿命长 设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动,工作十分可靠,寿命可长达一二十年,这也是其它机械传动所不能比拟的。这对车辆及在矿井内工作的机器尤为重要。
但是齿轮传动的制造及安装精度要求高,价格较贵,且不宜用于传动距离过大的场合。
1、齿轮轴
对于直径很小的齿轮,如果从键槽底面到齿根的距离xx≤2.5齿轮结构设计,锥齿轮x≤1.6m/uploadfile/201403/28/A1152318134.gif、m
值得注意的是,齿轮轴虽简化了装配,但整体长度大,给轮齿加工带来不便,而且,齿轮损坏后,轴也随之报废,不利于回用。故当x齿轮结构设计(圆柱齿轮)或xm(锥齿轮)时,应将齿轮与轴分开制造。>1.6>2.5为模数),则此处的强度可能不足,易发生断裂,此时应将齿轮与轴做成一体,称为齿轮轴,齿轮与轴的材料相同。
2、实心式齿轮
当轮辐的宽度与齿宽相等时得到实心式齿轮结构,它的结构简单、制造方便。
适用条件:
(a)齿顶圆直径da≤200mm;(b)对可靠性有特殊要求;(c)高速转动时降低噪声。
为便于装配和减少边缘应力集中,孔边及齿顶边缘应切制倒角。对于锥齿轮,轮毂的宽度应大于齿宽,以利于加工时装夹。
3、腹板式齿轮
当齿顶圆直径damm时,可做成腹板式结构,以节省材料、减轻重量。考虑到加工时夹紧及搬运的需要,腹板上常对称的开出4~6个孔。直径较小时,腹板式齿轮的毛坯常用可锻材料通过锻造得到,批量小时采用自由锻,批量大时采用模锻。>200~500
4、轮辐式齿轮
当齿顶圆直径da>400~1000 mm时,为减轻重量,可做成轮辐式铸造齿轮,轮辐剖面常为"+"字形。