齒輪用于通過(guò)齒輪嚙合傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。它們也是機(jī)械設(shè)計(jì)和螺紋中的必要部件。此外，齒輪也分為不同類(lèi)型的 螺紋，在設(shè)計(jì)高速重載齒輪時(shí)必須進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。
齒輪的大小表示為頂圓直徑、根圓直徑、齒厚和齒寬（圖1）。齒輪和齒輪相互嚙合的點(diǎn)稱(chēng)為嚙合點(diǎn)，該點(diǎn)的 軌跡稱(chēng)為嚙合圓。其次，在分度圓的圓周上，齒輪齒廓兩側(cè)之間的弧長(zhǎng)稱(chēng)為齒輪齒的齒厚，齒輪槽中齒線兩側(cè)的弧長(zhǎng)稱(chēng) 為齒輪齒的槽寬。另外，齒厚與齒槽寬度之間的間隙，即倒齒時(shí)的間隙稱(chēng)為齒隙，為了使齒輪嚙合平穩(wěn)，必須有一個(gè)中 等的齒隙。
圖1 齒輪的各部分名稱(chēng)
盡管齒輪和齒輪的分度圓的尺寸不同，但只要齒形相同，就可以進(jìn)行嚙合傳動(dòng)。表示齒形相同與否用的是將分 度圓直徑d（mm）除以齒數(shù)z（枚）所得到的值，就是模數(shù)（圖2）。模數(shù)（m）與分度圓直徑和齒數(shù)有m=d/z的關(guān)系。例 如，分度圓的直徑為50mm，齒數(shù)為25 的齒輪模數(shù)為m=50/25=2。
圖2 模數(shù)
齒輪是正齒輪，斜齒輪，齒條和錐齒輪（圖3）。在各種齒輪類(lèi)型中，常用平行齒和車(chē)軸的直圓柱形齒輪。作 為動(dòng)力傳遞，直圓柱齒輪的應(yīng)用最為廣泛。
圖3各類(lèi)齒輪傳動(dòng)
為了抑制直齒圓柱齒輪嚙合時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲，斜齒圓柱齒輪相對(duì)于齒輪軸線傾斜一個(gè)角度，存在產(chǎn)生軸向 力的缺點(diǎn)。此外，它被稱(chēng)為齒條，以擴(kuò)大直圓柱齒輪在平面上。通過(guò)齒條與較小直圓柱齒輪之間的嚙合傳動(dòng)，通過(guò)齒條 的嚙合傳動(dòng)和較小的直圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換。在兩個(gè)相交軸之間的傳動(dòng)中使用的齒輪 稱(chēng)為錐齒輪。錐齒輪有直齒錐齒輪和斜齒錐齒輪。
為了使齒輪嚙合穩(wěn)定，有必要對(duì)齒輪齒的形狀進(jìn)行更深入的研究。目前，在jis標(biāo)準(zhǔn)中，采用一種加工方法簡(jiǎn) 單、生產(chǎn)效率高的漸開(kāi)線（圖4）來(lái)研究標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒的嚙合傳動(dòng)。
圖4 漸開(kāi)線
對(duì)不同直徑、不同尺寸的齒輪組合進(jìn)行嚙合，以改變傳動(dòng)轉(zhuǎn)速。設(shè)傳遞運(yùn)動(dòng)的主動(dòng)齒輪與被傳遞運(yùn)動(dòng)的被動(dòng)齒 輪的旋轉(zhuǎn)速度分別為n1和n2、齒數(shù)分別為z1和z2、分度圓直徑分別為d1和d2，使用模數(shù)就能推導(dǎo)出下式所示的傳遞速度 比i的計(jì)算式（圖5）。
圖5 齒輪的傳遞速度比
即使嚙合齒輪數(shù)目增加，這種關(guān)系的公式也是正確的（n3是第三個(gè)被動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速，z3是第三個(gè)被動(dòng)齒輪的齒 數(shù)）。
也就是說(shuō)，無(wú)論中間存在的齒輪的數(shù)量如何，齒輪傳動(dòng)的速比由驅(qū)動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的齒輪比確定。
另外，兩齒輪軸的中心距離a 可用下式表示。
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