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精密齿轮齿条基础知识和计算方式

时间:2019-10-08     【原创】   阅读

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。

图片1.png 

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)

图片2.png 

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

图片3.png 

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

图片4.png 

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。

想了解更多精密齿轮齿条可以联系小编

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