齿轮是机器、仪器中使用最多的传动零件,齿轮是一个较复杂的几何体,对单个齿轮的齿廓加工误差国家标准规定了17种控制参数,根据齿轮使用要求的不同,对以上17个参数控制的要求也不同。如何确定齿轮的精度等级以及依据其精度等级确定相关控制参数的公差值,是齿轮设计的关键所在。
齿轮的基本参数:
齿轮的组成结构一般有轮齿、齿槽、端面、法面、齿顶圆、齿根圆、基圆和分度圆。
(1)齿数:一个齿轮的轮齿总数叫齿数,用Z表示。小齿轮的齿数可取为z1=20~40。开式(半开式)齿轮传动,由于轮齿主要为磨损失效,为使齿轮不致过小,故小齿轮不亦选用过多的齿数,一般可取z1=17~20。
(2)模数 由于齿轮的分度圆直径 d 可由其周长 zp 确定,即d = zp/π。为便于设计、计算、制造和检验,0p/π= m ,m 称为齿轮的模数,并已标准化。它是决定齿轮大小的主要参数。分度圆直径d=mZ,所以m=d/z。
(3)压力角α 即分度圆压力角,并规定其标准值为α=20°。它是决定齿轮齿廓形状的主0参数。
分度圆直径d=mZ/cosβ
压力角 rb=rcosα=1/2mzcosα
在两齿轮节圆相切点P处,两齿廓曲线的公法线(即齿廓的受力方向)与两节圆的公切线(即P点处的瞬时运动方向)所夹的锐角称为压力角,也称啮合角。对单个齿轮即为齿形角。标准齿轮的压力角一般为20”。在某些场合也有采用α=14.5° 、15° 、22.50°及25°等情况。
(4)齿顶高系数和顶隙系数:h*a 、C*
两齿轮啮合时,总是一个齿轮的齿顶进入另一个齿轮的齿根,为了防止热膨胀顶死和具有储成润滑油的空间,要求齿2高大于齿顶高。为次引入了齿顶高系数和顶隙系数。
正常齿:h*a =1; C*=0.25 短齿:h*a =0.8; C*=0.3
一对相互啮2的齿轮,模数、压力角必须相等。