齒輪的一些基本知識介紹

齒輪的一些基本知識介紹關于齒輪：齒輪(Gear)是依靠齒的嚙合傳遞扭矩的輪狀機械零件。齒輪通過與其它齒狀機械零件（如另一齒輪、齒條、蝸桿）傳動，可實現(xiàn)改變轉速與扭矩、改變運動方向和改變運動形式等功能。由于傳動效率高、傳動比準確、功率范圍大等優(yōu)點，齒輪機構在工業(yè)產品中廣泛應用，其設計與制造水平直接影響到工業(yè)產品的品質。“齒輪輪齒相互扣住齒輪會帶動另一個齒輪轉動來傳送動力。將兩個齒輪分開，也可以應用鏈條、履帶、皮帶來帶動兩邊的齒輪而傳送動力?！饼X輪發(fā)展史：人類對齒輪的使用源遠流長，有史料記載中國是世界上第一個使用齒輪的國家，公元前400年至前200年間的中國古代就開始使用齒輪，中國山西省出土的青銅齒輪是迄今發(fā)現(xiàn)的最古老齒輪。張衡的候風地動儀、古印度的棉核剔除機構（現(xiàn)收藏于柏林博物館）都含有齒輪機構。齒輪的具體發(fā)明人無史可考，而亞里士多德可認為是第一個系統(tǒng)論述這一機構的人。而阿基米德不僅對齒輪和蝸輪有詳盡的論述，Pappus更記載了阿基米德通過一個蝸輪和九個齒輪的機構，使少數(shù)幾個奴隸就將大船Syrakusia推下海中。早期齒輪并沒有齒形和齒距的規(guī)格要求，因此連續(xù)轉動的主動輪往往不能使被動輪連續(xù)轉動。為了解決這一問題，齒形發(fā)展為弧形，并通過減小齒距使被動輪獲得連續(xù)轉動，這使得齒輪機構的汲水裝置十分普及。由于鐘表的出現(xiàn)和普及，人們產生了對齒輪定速傳動的需求。由齒廓嚙合基本定律:一對齒廓的瞬時速比，等于該瞬時接觸點的公法線截連心線為兩段線段的反比。和傳動比恒定的條件：過接觸點所作兩齒廓的公法線均須與連心線交于一固定的點。所決定的齒形理論上是無窮多的，OlafRoemer在1674年曾論述外擺線齒形，而1694年PhilippdelaHire提出了漸開線齒形。在1733年，Camus提出了著名的Camus定理：輪齒接觸點的公法線必須通過中心連繞上的節(jié)點。一條輔助瞬心線分別沿大輪和小輪的瞬心線(節(jié)圓)純滾動時，與輔助瞬心線固聯(lián)的輔助齒形在大輪和小輪上所包絡形成的兩齒廓曲線是彼此共軛的。1765年，Euler闡明了相嚙合的齒輪，其齒形曲線的曲率半徑和曲率中心位置的關系。其后Savary完善了這一關系，形成了現(xiàn)在使用的Euler-Savary方程。1873年，Hoppe指出了不同齒數(shù)的齒輪在壓力角改變時的漸開線齒形，從而奠定了變位齒輪的基礎。19世紀末，范成切齒法原理的提出使?jié)u開線齒形最終戰(zhàn)勝擺線齒形走上了大規(guī)模生產的道路。1907年，F(xiàn)rankHumphris提出了圓弧齒形。圓弧齒形在使用壽命和減小尺寸方面有一定優(yōu)勢，因此在現(xiàn)代工業(yè)中也逐漸發(fā)揮作用。中國齒輪發(fā)展史：中國齒輪工業(yè)在“十五”期間得到了快速發(fā)展：2005年齒輪行業(yè)的年產值由2000年的240億元增加到683億元，年復合增長率23.27%，已成為中國機械基礎件中規(guī)模最大的行業(yè)。就市場需求與生產規(guī)模而言，中國齒輪行業(yè)在全球排名已超過意大利，居世界第四位。2006年，中國全部齒輪、傳動和驅動部件制造企業(yè)實現(xiàn)累計工業(yè)總產值102628183千元，比上年同期增長24.15％；實現(xiàn)累計產品銷售收入98238240千元，比上年同期增長24.37％；實現(xiàn)累計利潤總額5665210千元，比上年同期增長26.85％。2007年1-12月，中國全部齒輪、傳動和驅動部件制造企業(yè)實現(xiàn)累計工業(yè)總產值136542841千元，比上年同期增長30.96％；2008年1-10月，中國全部齒輪、傳動和驅動部件制造企業(yè)實現(xiàn)累計工業(yè)總產值144529138千元，比上年同期增長32.92％。中國齒輪制造業(yè)與發(fā)達國家相比還存在自主創(chuàng)新能力不足、新品開發(fā)慢、市場競爭無序、企業(yè)管理薄弱、信息化程度低、從業(yè)人員綜合素質有待提高等問題。現(xiàn)階段齒輪行業(yè)應通過市場競爭與整合，提高行業(yè)集中度，形成一批擁有幾十億元、5億元、1億元資產的大、中、小規(guī)模企業(yè)；通過自主知識產權產品設計開發(fā)，形成一批車輛傳動系（變速箱、驅動橋總成）牽頭企業(yè)，用牽頭企業(yè)的配套能力整合齒輪行業(yè)的能力與資源；實現(xiàn)專業(yè)化、網(wǎng)絡化配套，形成大批有特色的工藝、有特色的產品和有快速反應能力的名牌企業(yè)；通過技改，實現(xiàn)現(xiàn)代化齒輪制造企業(yè)轉型?！笆晃濉蹦┢?，中國齒輪制造業(yè)年銷售額可達到1300億元，人均銷售額上升到65萬元/年，在世界行業(yè)排名中達到世界第二。2006-2010年將新增設備10萬臺，即每年用于新增設備投資約60億元，新購機床2萬臺，每臺平均單價30萬元。到2010年，中國齒輪制造業(yè)應有各類機床總數(shù)約40萬臺，其中數(shù)控機床10萬臺，數(shù)控化率25％（高于機械制造全行業(yè)平均值17%）。齒輪機構的類型：以傳動比分類定傳動比——圓形齒輪機構(圓柱、圓錐）變傳動比——非圓齒輪機構（橢圓齒輪）以輪軸相對位置分類1.平面齒輪機構l直齒圓柱齒輪傳動外嚙合齒輪傳動內嚙合齒輪傳動齒輪齒條傳動l斜齒圓柱齒輪傳動l人字齒輪傳動2.空間齒輪機構l圓錐齒輪傳動l交錯軸斜齒輪傳動l蝸輪蝸桿傳動斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)：螺旋角：β>0為左旋，反之為右旋齒距：pn=ptcosβ，下標n和t分別表示法向和端面模數(shù)：mn=mtcosβ齒寬：分度圓直徑：d=mtz中心距：a=1/2*m(z1+z2)正確嚙合條件：m1=m2,α1=α2,β1=?β2齒輪的主要術語：輪齒（齒）——齒輪上的每一個用于嚙合的凸起部分。一般說來，這些凸起部分呈輻射狀排列。配對齒輪上輪齒互相接觸，導致齒輪的持續(xù)嚙合運轉。齒槽——齒輪上兩相鄰輪齒之間的空間。端面——在圓柱齒輪或圓柱蝸桿上垂直于齒輪或蝸桿軸線的平面。法面——在齒輪上，法面指的是垂直于輪齒齒線的平面。齒頂圓——齒頂端所在的圓。齒根圓——槽底所在的圓?；鶊A——形成漸開線的發(fā)生線在其上作純滾動的圓。分度圓——在端面內計算齒輪幾何尺寸的基準圓，對于直齒輪，在分度圓上模數(shù)和壓力角均為標準值。齒面——輪齒上位于齒頂圓柱面和齒根圓柱面之間的側表面。齒廓——齒面被一指定曲面（對圓柱齒輪是平面）所截的截線。齒線——齒面與分度圓柱面的交線。端面齒距——相鄰兩同側端面齒廓之間的分度圓弧長。模數(shù)m——齒距除以圓周率π所得到的商,以毫米計。徑節(jié)p——模數(shù)的倒數(shù)，以英寸計。齒厚s——在端面上一個輪齒兩側齒廓之間的分度圓弧長。槽寬e——在端面上一個齒槽的兩側齒廓之間的分度圓弧長。齒頂高hɑ──齒頂圓與分度圓之間的徑向距離。齒根高hf──分度圓與齒根圓之間的徑向距離。全齒高h──齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離。齒寬b──輪齒沿軸向的尺寸。端面壓力角ɑt──過端面齒廓與分度圓的交點的徑向線與過該點的齒廓切線所夾的銳角?；鶞数X條(StandardRack)——只基圓之尺寸,齒形,全齒高,齒冠高及齒厚等尺寸均合乎標準正齒輪規(guī)格之齒條,依其標準齒輪規(guī)格所切削出來之齒條稱為基準齒條.基準節(jié)圓(StandardPitchCircle)——用來決定齒輪各部尺寸基準圓.為齒數(shù)x模數(shù)基準節(jié)線(StandardPitchLine)——齒條上一條特定節(jié)線或沿此線測定之齒厚,為節(jié)距二分之一.作用節(jié)圓(ActionPitchCircle)——一對正齒輪咬合作用時,各有一相切做滾動圓.基準節(jié)距(StandardPitch)——以選定標準節(jié)距做基準者,與基準齒條節(jié)距相等.節(jié)圓(PitchCircle)——兩齒輪連心線上咬合接觸點各齒輪上留下軌跡稱為節(jié)圓.節(jié)徑(PitchDiameter)——節(jié)圓直徑.有效齒高(WorkingDepth)——一對正齒輪齒冠高和.又稱工作齒高.齒冠高(Addendum)——齒頂圓與節(jié)