齿轮导图笔记

齿轮导图笔记，讲述了齿轮特点和类型、齿轮的轮廓曲线、渐开线齿廓及啮合特点、渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动、渐开线变位齿轮等。

齿轮⚙️

• 齿轮特点和类型
  • 基本机构
    • 主动轮
    • 从动轮
    • 机架
  • 功能
    • 传动动力
    • 计量
    • 齿轮泵
  • 特点
    • 优点
      • 1、传动功率范围大
      • 2、传动比准确
      • 3、传动效率高
      • 4、使用寿命长
      • 5、工作可靠
    • 缺点
      • 制造，安装困难
  • 类型
    • 传动比是否恒定
      • 恒定 圆柱齿轮 圆锥齿轮
        • 平行轴齿轮
          • 外啮合
          • 内啮合
          • 齿轮齿条
        • 交错轴齿轮
          • 直齿
          • 斜齿
          • 曲线齿
        • 相交轴齿轮
          • 交错轴斜齿轮传动
          • 锥蜗轮蜗杆
        • 补充：人字齿
      • 不恒定
        • 椭圆齿轮
• 齿轮的轮廓曲线
  • 啮合
    • 齿轮啮合基本定律
      • 两齿轮相互啮合时，传动比都与两机架间线段被齿廓啮合处公法线所分的线段比例成反比
    • 节点
      • 两机架间线段与齿轮啮合公法线的交点（瞬心点）
    • 节圆
      • 瞬心点的轨迹
  • 共轭齿廓
    • 定义
      • 满足预订传动规律相互啮合传动的一对齿廓
    • 如何得到
      • 累罗法
      • 包络线法
    • 如何选择
      • 满足传动比要求
      • 设计、制造、使用一系列问题
• 渐开线齿廓及啮合特点
  • 渐开线的形成
    • 发生线和基圆纯滚动
  • 渐开线的特性
    • 1、发生线所滚过的长度等于圆弧的长度
    • 2、发生线与基圆交点B为K点处的速度瞬心
    • 3、发生线到K点的距离为K点的曲率半径
    • 4、渐开线大小取决于基圆大小，基圆无穷大时变成齿条
    • 5、同一基圆上任意两条渐开线法向距离相同
    • 6、基圆内无渐开线，而是过渡曲线
  • 渐开线方程
    • θk=tanαk-αk
      • 补充
        • 1、渐开线共轭曲线还是渐开线
        • 2、渐开线齿轮啮合点走过的轨迹是一条直线（定义为啮合线），也是啮合点处的公法线、基圆的公切线
  • 渐开线的啮合特点
    • 1、传动比稳定，不受中心距影响
    • 2、正压力不变，传动平稳
    • 3、互换性好
    • 4、便于制造、安装、测量
• 渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸
  • 齿轮零件结构常见类型
    • 整体式
    • 腹板式
    • 轮辐式
  • 齿轮基本概念（任意圆特定参数要加下标i）
    • 齿
      • 材料的实体部分，齿数Z
    • 齿顶圆
      • ra
    • 分度圆
      • r
    • 齿根圆
      • r f
    • 基圆
      • r b
    • 齿厚
      • s
    • 齿槽宽
      • e
    • 齿距
      • p=s+e
    • 齿顶高
      • ha=ha* ×m
        • ha* 取1.0或0.8
    • 齿根高
      • hf=ha+c
    • 齿间隙系数
      • c=c* ×m
    • 齿全高
      • h=ha+hf
    • 法向齿距
      • pn=pb(基圆齿距)
  • 齿轮的基本参数
    • 齿轮的模数m
      • 定义m=p/π m为一个有理数
      • d=mz 则该圆为分度圆
      • 补充：英制为径节制
    • 分度圆压力角α
      • 发生线和啮合点处法线夹角
      • 通常取20°
      • α提高的影响
        • 提高轮齿强度
        • 提高轮齿刚度
        • 降低动载荷
        • 降低噪声
        • 径向力增大
  • 标准齿轮的含义
    • 含义
      • 使用标准参数 ha*、c*、m、α
      • s=e=mπ/2
    • 演化
      • 齿条 rb→∞
        • 对应齿轮各个圆转化为平行线
        • 渐开线变为直线
        • 压力角大小为齿形角大小
        • 齿根到齿顶齿距都是相同的
      • 内齿轮
        • 齿（内）→齿槽（外）
        • 齿槽（内）→齿（外）
• 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
  • 正确的啮合条件
    • 模数相同、压力角相同且都为标准值
  • 安装中心距和啮合角
    • 标准顶隙要求
      • 分度圆半径之和等于节圆半径之和
        • 节圆大小随齿距大小改变而改变，一个齿轮无节圆
    • 无侧隙条件
      • 一个齿距大小等于另一个齿槽宽
  • 连续传动条件与重合度要求
    • 条件
      • 重合度ε≥1
    • 重合度公式 P207 10-3
      • 与齿数、压力角有关（齿条还与齿顶系数有关）
        • 外啮合
        • 内啮合
        • 齿条
    • 重合度增大的意义
      • 齿轮强度载荷增加
• 渐开线齿廓的切制原理与根切现象
  • 加工方法
    • 铸造法
    • 热轧法
    • 模锻法
    • 粉末冶金法
    • 冲压法
    • 切制法
      • 精度高，大批大量生产
  • 切制法基本原理
    • 仿形法
      • 加工刀具
        • 普通卧式铣床，盘铣刀
      • 缺点
        • 不连续，生产效率低
        • 刀具需求多
        • 加工精度不高
    • 范成法（展成法、包络法）
      • 范成法-根切-变位齿轮传动
        • 原理
          • 齿廓之间互为包络线
        • 刀具
          • 1、插齿
            • 刀具
              • 齿轮型
              • 齿条型
            • 机床
              • 插齿机
            • 安装
              • 刀具与毛坯啮合
            • 运动
              • 1、切削运动（主）
              • 2、进给运动
              • 3、展成运动
              • 4、让刀运动
            • 特点
              • 1、直齿轮、斜齿轮
              • 2、内齿轮、外齿轮
              • 3、同一把刀具可以加工相同模数m，相同压力角α，不同齿数Z的齿轮
              • 4、生产效率较低
          • 2、滚齿
            • 刀具
              • 滚刀（理论上为一个渐近线蜗轮蜗杆）
            • 机床
              • 滚齿机
            • 安装
            • 运动
              • 1、进给运动
              • 2、切削运动
              • 3、展成运动
            • 特点
              • 1、直齿轮、斜齿轮
              • 2、外齿轮（花键）
              • 3、用同一把刀具可以加工不同齿数Z的齿轮
              • 4、生产效率高
  • 根切现象
    • 产生原理
      • 刀具过度上移 切入点高于渐开线发生点
    • 定义
      • 范成法 刀具顶部过多切入轮齿根部，造成轮齿根部渐开线切去一部分
    • 影响
      • 根部材料变少，强度降低
      • 浅开线变短，重合度降低
      • （在根切不严重时）曲率半径增大，弹性增大，减少应力集中，柔性增大，减少冲击带来的影响
    • 原因
      • 刀具上移，使渐开线是从基圆内发出
    • 不发生根切最小齿数
      • Zmin=2ha*/sin²a 啮合点在基圆之下即可
      • 证明
• 渐开线变位齿轮
  • 1、概述
    • 1、标准齿轮的不足
      • Z＜Zmin(17)，会有根切现象
      • 中心距a'≠a＝1/2m(z1+z2) a'＞a 无侧隙要求、标准顶隙要求不能满足， 重合度减小
      • 大小齿轮承载能力有差异
    • 2、齿轮的变位修正
      • 刀具轮柸不再是标准安装，相对标准安装，刀具位置发生变化，叫做变位
      • 最小齿数公式
        • 减小ha*
          • 非标准刀具
        • 增大a
          • 非标准刀具
        • 变位修正 标准刀具方便
          • 正变位 远离毛坯
          • 负变位 靠近毛坯
    • 3、刀具最小变位量和最小变位系数
    • 变位齿轮几何尺寸和标准齿轮异同点
  • 2、变位齿轮的啮合传动
  • 3、变位尺寸传动类型及其特点
    • 标准齿轮
    • 等变位
    • 不等变位X1+X2≠0
      • 正传动X1+X2＞0
      • 负传动X1+X2＜0
  • 4、变位齿轮设计步骤
    • 已知中心距
      • 确定啮合角
      • 确定变位系数
      • 确定中心距变动系数
      • 确定齿顶高变动系数
    • 已知变位系数
      • 确定啮合角
      • 确定中心距
      • 确定中心距变动系数y和齿顶高降低系数Δy
      • 计算变位齿轮的几何尺寸
  • 5、变位齿轮的计算公式
• 斜齿圆柱齿轮传动
• 直齿锥齿轮传动
• 蜗轮蜗杆传动