关于齿轮基本知识[高级教资]

• 分度圆：在齿顶圆和齿根圆之间，规定一定直径为d的圆，作为计算 齿轮各部分尺寸的基准，并把这个圆称为分度圆。其直径和半径分别 用d和r表示，值只和模数和齿数的乘积有关，模数为端面模数。与变 位系数无关。
• 齿隙：一对齿轮啮合时,齿面间的间隙。（公法线长度最好走下限)
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齿轮精度等级
• 齿轮分为13个等级，用数字0~12由底到高的顺序排列，0级为最 高,12级最低。
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退火
将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却(通 常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。目的是使经 过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性， 使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。
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表面淬火
• 表面淬火的目的在于获得高硬度，高耐磨性的表面，而心部仍然保持 原有的良好韧性，常用于机床主轴，齿轮，发动机的曲轴等。表面淬 火是将钢件的表面层淬透到一定的深度，而心部分仍保持未淬火状态 的一种局部淬火的方法。表面淬火时通过快速加热，使钢件表面很快 到淬火的温度，在热量来不及穿到工件心部就立即冷却，实现局部淬 火。
线平均长度偏差反映齿轮齿厚误差，对齿轮侧隙有影响。
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齿形（齿廓）
• 齿形误差是指在齿轮端截面上，齿轮工作部分（齿顶倒棱部分除外）， 包容实际齿形且距离为最小的两条设计齿形之间法向距离
• 切削刀具是影响齿形的主要原因之一。
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齿向
• 齿向公差是指在分度圆柱面上，齿宽有效范围内，包容实际齿形最小 两条设计齿线之间的端面距离，主要影响载荷的分布的均匀性。
关于齿轮基本知识
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齿轮传动种类
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齿圈径向跳动
• 齿圈径向跳动（齿圈径向跳动Fr是齿轮一转范围内，测头在齿槽内轮 齿上与齿高中部与齿的双面接触，测头相对齿轮轴心线的最大变动量， 它主要反映齿轮运动误差中因基圆的几何偏心所因起的径向误差分量） 它主要是由齿轮加工中毛坯安装的几何偏心 和齿轮机床工作台的跳动 或插齿刀的偏心等引起的。
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齿轮参数解释
• 蜗杆头数：蜗杆有左旋右旋之分，也有单头和多头之分，一般来说， 蜗杆头数越多，传动效率越高，但加工会更加困难。蜗杆的头数又可 以叫做蜗杆的条数。
• 蜗杆导程角：.蜗杆导程角是蜗杆分度圆柱上螺旋线的切线与蜗杆端面 之间的夹角,与螺杆螺旋角的关系为，蜗轮的螺旋角，大则传动效率高， 当小于啮合齿间当量摩擦角时，机构自锁。
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齿形误差，包括：齿形总误差：Fa ，齿形形状误差：ffa ，齿形斜率误 差：fHa
齿向误差，包括：齿向总误差：Fβ，齿向形状误差：ffβ，齿向斜率误 差：fHβ
齿距误差，包括：齿距累积误差：Fp，K个齿距误差：Fpk，齿距误差： fpt
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齿轮传动的特点
• 齿轮传动是利齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确，工作 可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大用两齿轮的 轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。
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齿轮齿形加工原理
• 圆柱齿轮加工机床主要有滚齿机，插齿机，剃齿机，衍齿机和磨齿机 等。加工原理主要分为成形法（仿形法）和展成法，目前展成法应用 最为广泛。齿轮加工的关键是齿面的加工。目前，齿面加工的主要方 法是刀具切削加工和砂轮磨削加工。前者因为加工效率高，加工精度 较高因而是目前广泛采用的齿面加工方法。后者主要用于齿面精加工， 效率一般较低，按照加工原理也可分为成形法和展成法两大类
• 齿形角：两齿轮圆心连线的节点Ｐ处，齿廓曲线的公法线（齿廓的受 力方向）与两节圆的内公切线（节点P处的瞬时运动方向）所夹的锐 角，称为分度圆齿形角，以α表示，我国采用的齿形角一般为20°
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齿轮参数解释
• 轮齿：齿轮上的每个用于啮合的凸起部分。 • 齿槽：齿轮上两个相邻的轮齿之间的空间。 • 端面：在圆柱齿轮或圆柱蜗杆垂直于齿轮齿线的平面。 • 齿面：轮齿上位于齿顶圆柱面和齿根圆圆柱面之间的侧表面。 • 变位系数 的选择不仅仅是为了凑中心距，而主要是为了提高强度和
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公法线长度变动
• 公法线长度变动（齿轮上跨过一定的齿数K（跨测齿数）所量的渐开 线间的法线距离称为公法线长度WK）
• 公法线长度变动指齿轮一周范围内，实际公法线长度的最大值与最小 值之差。
• 测量公法线平均长度偏差目的是控制齿厚。 • 公法线长度变动反映齿轮切向误差，对齿轮传动平稳性有影响。公法
改善传动质量。 • 齿轮螺旋角，一般是指斜齿轮螺旋角βi ，它是导程 L 和圆柱的分度圆
直径 di 决定，导程相同，而分度圆直径不同，或者说不同分度圆直 径的齿轮，其螺旋角也不相同。 • “跨测齿数” 是在齿轮的互换性与测量技术中的一个概念，也叫跨齿 数。它是衡量齿轮的公法线长度变动量的重要参数，用K表示。
• 齿顶圆：通过圆柱齿轮轮齿顶部的圆称为齿顶圆，其直径用 da表示。
• 齿根圆：通过圆柱齿轮齿根部的圆称为齿根圆，直径用 df 表示。
• 齿顶高：齿顶圆 da与分度圆d之间的径向距离称为齿顶高，用 ha来 表示。
• 齿根高：齿根圆 df与分度圆 d之间的径向距离称为齿根高，用 hf表 示。
• 齿顶高与齿根高之和称为齿高，以h表示，即齿顶圆与齿根圆之间的 径向距离。以上所述的几何要素均与模数 m、齿数z有关。
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齿轮材料要求
• 齿轮材料要满足齿轮表面层有足够的硬度和耐磨性，对于承受交变载 荷和冲击载荷的齿轮，基体要有足够的抗弯强度和韧性，要有良好的 工艺性，即要易于切削加工和热处理性能好
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齿轮参数解释
• 模数：表示齿轮的大小，单位为毫米，啮合两齿轮的模数须相等模数 大，齿距、齿厚、齿高、也随之增大，因而齿轮的承载能力越大。
• 加工机床的稳定性是影响齿向的主要原因之一。
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齿距
• 齿距偏差是指分度圆上，实际齿距与公称齿距之差，公称齿距是指所 有实际齿距的平均值。
• 齿距累积误差是分度圆上任意两个同侧齿面间的实际弧长与公称弧长 之差的最大绝对值。
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螺旋线
齿轮测量中心所测的蜗杆螺旋线可理解为蜗杆的齿向。