精密齿轮齿条传动计算及基础知识
  
  为了传递动力,我们需要用到 齿轮齿条 ,齿轮齿条的基本术语有齿轮的大小、压力角、齿数等,在这里,我将简单介绍一下理解齿轮所必要的术语、尺寸、换算关系等齿轮齿条的基本知识
  
  齿轮的大小
  
  ISO(国际标准化机构)规定,表示齿轮大小的单位使用模数。但是,实际上还使用其他方式来表示齿轮的大小。
  
  模数
  
  模数M=1(P=3.1416)
  
  模数M=2(P=6.2832)
  
  模数M=4(P=12.566)
  
  模数乘以圆周率即可得到齿距(P)。齿距是相邻两齿之间的长度。P=圆周率X模数(πm)
  
  CP(周节)
  
  周节即圆周齿距。也就是齿距(P)。
  
  例如,使用周节CP可以制作齿距为CP5\CP10\CP15\CP20这样齿距为整数的齿轮。
  
  与模数的换算关系 m=cp/π
  
  DP(径节)
  
  英文为Diametral pitch。
  
  按ISO标准规定,长度单位使用毫米(mm)。但在美国、英国等国家,一直使用英寸作为长度单位。在这些国家中使用DP来表示齿轮的大小。
  
  与模数的换算关系 m=25.4/DP
  
  压力角
  
  决定齿轮齿形的参数。即齿轮齿面的倾斜度。
  
  压力机(a)一般采用20°。但有时客户的图纸也有14.5°,15°、17.5°,所以这些都要注意。
  
  齿数
  
  以上所叙述的模数,压力角,齿数是齿轮的三大基本参数。以此参数为基础计数齿轮各部尺寸。
  
  齿高和齿厚
  
  齿轮的高度由模数(m)来决定。在这里我简单介绍一下齿高(h)/齿顶高(ha)/齿根高(hf)
  
  齿高(h)是从齿顶到齿根的高度。
  
  h=2.25m(=齿顶高+齿根高)
  
  齿顶高(ha)是从齿顶到分度线(中线)的高度。(分度线是计算齿条尺寸的基准线)
  
  ha=1.00m
  
  齿根高(hf)是从齿根到分度线(中线)的高度。
  
  hf=1.25m
  
  齿厚(s)的基准是齿距(P)的一半。
  
  S=πm/2 P=πm
  
  直齿轮
  
  到此为之,我已经向各位介绍了有关齿轮的基本参数,接下来,我们将介绍有关直齿齿轮齿条的各部分的名称和尺寸计算
  
  决定齿轮大小的参数是齿轮的分度圆直径(d)。
  
  分度圆直径(d)d=zm
  
  齿顶圆直径(da)da=d+2m
  
  齿根圆直径(df)df=d-2.5m
  
  在这里我所介绍的齿顶圆和齿根圆,可以直接看到,而分度圆在实际的齿轮上无法直接看到。因为分度圆是为了决定齿轮的大小而假设的圆。
  
  斜齿轮
  
  特点:比直齿的强度要高,噪音以及振动小
  
  缺点是轴方向产生推力
  
  端面模数(mt)和法向模数(mn)的关系式
  
  Mt=mn/cosb
  
  分度圆直径d=zmn/cosb
  
  材料:
  
  S45C(机械构造用碳素钢)
  
  S45C是含碳量为45%的中碳钢(Steel)的代表,因为进货非常容易,正齿轮,斜齿齿轮,齿条,伞形齿轮,蜗杆等各种齿轮多使用这种材料。
  
  SCM440(铬钼合金钢)
  
  含碳量C=40%,成分中含有铬/钼等成分的中碳合金钢。比S45C的强度高,通过调质或高频淬火处理可提高硬度,用来制造各种不同的齿轮。
  
  什么是调质处理?
  
  调质处理是将淬火及高温回火相结合,调整钢材(钢件)硬度/强度/韧性的热处理。
  
  因为调质后的材料及制品要进行机械加工,所以硬度达不到淬火后那么高
  
  什么是高频淬火
  
  像S45C或SCM440这样含碳量在35%以上的碳素钢,对其表面进行硬化处理的方法。
  
  要注意的是,对齿轮进行高频处理后,会发生齿面及齿顶的硬度达到使用要求,但齿根部分达不到淬火硬度的情况。硬度低于渗碳淬火处理的硬度。齿轮经过高频淬火后精度下降。作为高精度齿轮使用时需要对齿轮做磨削加工。
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