变位齿轮
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齿轮变位类型
齿轮变位是指在机械结构设计中,齿轮之间的啮合间隙会随着使用时间逐渐增大。
当这一间隙达到一定程度时,就会导致齿轮工作不稳定、噪声增大,甚至引起齿轮裂纹、松动、磨损等故障。
为了避免这种情况的发生,设计者可以通过采用不同的齿轮变位类型来解决。
齿轮变位类型主要有以下几种:
1. 固定轴距齿轮变位
固定轴距齿轮变位是指在两个相邻齿轮之间加入一个调整空隙的薄垫片,在安装时将垫片压缩达到适当的间隙,从而使齿轮的啮合间隙得以调整。
这种变位方式适用于高精度的齿轮传动系统。
可调轴距齿轮变位是通过调整齿轮轴之间的间隔来实现精密的齿轮啮合。
这种变位方式通过调整轴距,可以使齿轮的啮合角度和啮合行程保持一致,从而保证齿轮传动系统的精度和稳定性。
3. 骨架齿轮变位
骨架齿轮变位是在齿轮的齿宽处采用一个可变形的齿形结构,通过调整该结构的变形程度来实现齿轮的变位。
这种变位方式可以有效地降低齿轮传动系统的噪声和振动,提高齿轮的工作效率和寿命。
前置齿轮变位是指在齿轮设计时将啮合面的齿向前推进一定程度,从而使其在工作时呈现一定的弦向变形。
这种变位方式可以有效地降低啮合面的接触压力,减少齿轮磨损和损坏,提高齿轮传动系统的寿命和可靠性。
总之,不同的齿轮变位类型适用于不同的机械结构设计需求,设计者需要根据实际情况选择合适的齿轮变位类型,以确保齿轮传动系统的工作稳定性和可靠性。
齿轮的变位齿轮的变位使用齿轮时会有希望改变中心距或者对强度感到不安的时候。
在这里,我们将向您介绍改变齿形及齿厚的变位。
齿轮有标准齿轮和变位齿轮。
标准齿轮如图 4.1 所示, 是拥有标准齿形的齿轮。
齿轮的变位简单的说就是制作与标准齿轮齿厚不同的齿轮。
增加或减少渐开线齿轮的齿厚,以达到改变齿轮强度或改变中心距离的目的。
图 4.1 模数为1的齿条齿形齿轮的齿数和齿形齿条的齿形为直线,而渐开线齿轮的齿形为曲线。
渐开线齿形曲线随齿数多少而不同。
齿数越多,齿形曲线越趋近于直线。
图 4.2 齿数不同时的齿形变化随齿数增加,齿根的齿形变厚,轮齿强度增加。
由上图可以看到,齿数为 10 的齿轮,其轮齿的齿根处部分渐开线齿形被挖去,发生根切现象。
图 4.3 z10 × z200 的齿形比较但是如果对齿数 z = 10 的齿轮采用正变位,增大齿顶圆直径,增加轮齿的齿厚的话,可以得到与齿数 z = 200 的齿轮同等程度的齿轮强度。
变位齿轮图 4.4 是齿数 z =10 的齿轮正变位切齿示意图。
切齿时,刀具沿半径方向的移动量 xm(mm) 称为径向变位量 ( 简称变位量 )。
xm =变位量(mm)x =变位系数m =模数(mm)通过图 4.5 可以清楚的看到,通过变位(变位系数x=+0.5)齿形变化,轮齿的齿厚增加。
外径(齿顶圆直径)也变大。
齿轮通过采取正变位,可以避免根切 (Undercut) 的发生。
对齿轮实行变位还可以达到其他的目的。
图 4.4 正变位直齿轮的展成( α = 20°, z = 10, x = + 0.5 )图 4.5 与正变位齿形的比较改变中心距标准齿轮(无变位)的标准中心距为分度圆直径和的一半。
齿轮通过变位可以改变中心距离。
正变位→中心距离变大负变位→中心距离变小图 4.6 正变位齿轮的中心距变位齿轮的特长及注意事项不论是正变位或是负变位, 都对变位量有限制。
正变位齿轮弯曲强度提高因为齿根的厚度增加, 所以抗弯曲能力增强啮合率降低因为中心距变大, 啮合压力角也随之增大有齿顶变尖的可能性随变位量增大, 齿顶的厚度逐渐变小当超过一定界限后,齿顶变尖图 4.7 齿顶变尖负变位齿轮弯曲强度降低因为齿根的齿厚变薄,所以抗弯曲能力降低啮合率提高因为中心距变小,啮合压力角也随之减小有可能发生根切现象随变位量减少,齿根的齿厚逐渐变薄当超过一定界限后,发生根切。
变位齿轮的名词解释变位齿轮是一种常见的机械元件,它被广泛应用于各种机械装置中。
它具有特殊的构造和运动机制,使得机械装置能够有效地传递动力和转动力矩。
在本文中,我将对变位齿轮进行详细解释,探讨其结构、工作原理以及应用领域。
一、变位齿轮的结构变位齿轮由两个或多个齿轮组成,其中至少一个齿轮是一个变位齿轮,另一个齿轮可以是常规齿轮或其他类型的齿轮。
变位齿轮与常规齿轮的不同之处在于,它的齿槽不是任意形状的凸轮曲线,而是特殊的变位曲线,通过这种曲线来实现齿轮的变位。
在变位齿轮的结构中,最常见的类型是曲面齿轮和蜗杆变位齿轮。
曲面齿轮由一个圆锥面和多个锥面小齿轮组成,这些小齿轮的倾斜角度和半径不同,使得齿轮可以进行变位运动。
而蜗杆变位齿轮则由一个蜗杆和一个蜗轮组成,通过蜗杆的旋转来推动蜗轮进行变位运动。
除此之外,还有其他一些特殊形状的变位齿轮,如螺旋斜齿轮和摆线齿轮等。
二、变位齿轮的工作原理在机械装置中,变位齿轮主要通过其特殊的齿形曲线来实现齿轮的变位运动。
当齿轮进行旋转时,齿轮齿槽上的齿距和齿高会随着齿轮的位置而发生变化,这种变化正是变位齿轮的特点。
以曲面齿轮为例,当输入齿轮进行旋转时,圆锥面上的锥面小齿轮会以不同的速度旋转。
由于不同的倾斜角度和半径,锥面小齿轮可以相互滚动,使齿轮进行变位运动。
这样一来,齿轮之间的传动比例就可以进行调整,以满足不同的机械装置要求。
对于蜗杆变位齿轮而言,蜗杆的旋转会推动蜗轮进行变位运动。
蜗杆的螺旋线状齿轮和蜗轮的特殊齿形相互嵌合,使得蜗杆旋转时能够推动蜗轮的齿轮进行变位运动。
这种机制在一些特殊的机械装置中应用广泛,如搅拌设备和输送设备等。
三、变位齿轮的应用领域变位齿轮在各种机械装置中起着重要的作用,广泛应用于不同的领域。
其中,汽车工业是变位齿轮的重要应用领域之一。
在汽车传动系统中,变位齿轮能够实现不同齿轮之间的精确传动比例,提供更高的传动效率和更好的驾驶体验。
此外,变位齿轮还被应用于工程机械、航空航天、电力设备等领域。
变位齿轮分度圆计算公式
变位齿轮分度圆计算公式
变位齿轮的分度圆是指齿轮在转动一周的过程中,设定每一个齿等分时,接触方式的变化。
在计算变位齿轮的分度圆时,一般采用变位齿轮角度计算公式:α=360°/n
其中,α是变位齿轮的角度,n代表齿轮的齿数。
另外,在计算变位齿轮的分度圆时还需要考虑到变位齿轮的基数齿形的影响,一般采用变位齿轮分度圆计算公式:
β=α + mπ/z
其中,β是变位齿轮的分度圆角度,α是变位齿轮的角度,m是变位系数,z是基数齿形的齿数。
根据上述公式,求取相关参数可以计算出变位齿轮的分度圆及对应的角度。
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变位齿轮参数及计算齿轮是一种常用的传动装置,主要用于将转速和力量传递给其他机械设备。
变位齿轮是一种特殊类型的齿轮,其主要功能是改变传动比和方向。
1. 齿轮模数(Module):齿轮模数是反映齿轮尺寸的一个重要参数。
它定义了齿轮上每毫米的齿数。
齿轮模数的选择取决于传动的要求和设计规范。
2. 公法线半径(Pitch Radius):公法线半径是从齿轮齿面中心到齿廓处的距离。
它表示了齿轮大小的一个重要指标。
3. 夹角(Pressure Angle):夹角是齿轮齿廓线和法线之间的夹角。
常见的夹角有20度和14.5度两种。
夹角的选择取决于齿轮的使用条件和设计要求。
变位齿轮的计算方法主要包括齿数计算、齿廓绘制和传动比计算。
1.齿数计算:齿数计算是确定变位齿轮的基本参数之一、可以使用下列公式进行计算:Z1=N1/mZ2=N2/mZt=Z1+Z2其中,Z1和Z2分别为小齿轮和大齿轮的齿数,N1和N2为小齿轮和大齿轮的转速,m为齿轮模数,Zt为总齿数。
2.齿廓绘制:变位齿轮的齿廓是根据齿轮参数和齿轮轴心位置绘制出来的。
可以使用软件进行计算和绘制,也可以使用手动计算和绘图方法。
绘制齿廓时需要考虑齿轮的齿顶高度、齿根高度和齿廓曲线。
3.传动比计算:传动比是指变位齿轮传动时输出轴的转速与输入轴的转速之比。
可以用下列公式进行计算:i=Z2/Z1其中,i为传动比,Z1和Z2分别为小齿轮和大齿轮的齿数。
通过以上参数和计算步骤,可以确定变位齿轮的设计参数和计算结果。
齿轮的设计和计算是齿轮传动工程中的重要内容,合理的设计和计算可以保证齿轮传动的安全和可靠性。
首先要搞懂什么叫变位齿轮?其次要搞懂齿轮为什么要变位?所谓变位齿轮就是它的齿高和标准的不一样,比如:标准的渐开线1模数50齿20度压力角的圆柱齿轮,它的齿顶高、齿根高、和全齿高分别是1、1.25和2.25,这样的齿轮它的分度圆和齿节圆是同一个圆。
如果你的齿轮不是这三个数字那它的分度圆和齿节圆就不是同一个圆。
这就又引出了一个问题:分度圆和齿节圆是不是同一个圆的意义在哪里呢?我们知道,两个齿轮啮合时,齿与齿之间存在一个不产生滑移的啮合点,这个点围绕圆心旋转一周产生的轨迹就是所谓分度圆。
当然,这是对标准齿轮而言的,数值上它等于模数×齿数,它也是一个理想值。
但实际上,变位齿轮啮合时,这个不产生滑移的啮合点围绕圆心旋转一周所产生的圆数值上不等于模数×齿数,我们说现在这个圆叫齿节圆。
这个圆所以不在分度圆上是因为我们根据需要让齿轮变了位(齿深不标准造成)。
好,我们再讨论齿轮为什么要变位。
齿轮变位的原因大致有以下几种:1、为了凑对中心距比如:有一台进口设备,里面一对英制齿轮经常坏,为了加工方便把它改为公制齿轮,英制齿轮和公制齿轮的中心距肯定不一样,要凑对这个中心距最简单的办法就是让齿轮变位。
2、为了避免根切比如:由于某种特定需要某齿轮的齿数到了最少齿数的零界点时,为了避免加工时的根切只能采用变位。
3、为了提高齿轮的强刚度比如:某结构空间比较小却要承受比较大的力,空间小就不可能采用大模数齿轮,除了材料、热处理等因素外考虑使齿轮比较壮实也是一个办法,这时也要采用变位。
实际上变位齿轮和标准齿轮就像汗衫和短裤一样很难说汗衫好还是短裤好,因为它们用在不同的地方。
好了,看到这里也许你已经明白自己提出的问题了,祝你、我和大家儿童节快乐!正变位时,滚刀远离齿轮一段距离;负变位时,滚刀靠近齿轮一段距离。
距离等于变位系数乘模数。
圆柱齿轮加工工艺程的内容和要求圆柱齿轮的加工工艺程一般应包括以下内容:齿轮毛坯加工、齿面加工、热处理工艺及齿面的的精加工。
SolidWorks 是美国 Windows 原创的三维立体设计软件。
它具有独特的特征管理树,可以进行草图绘制,构建零件模型,实现由零件自动生成工程图和装配图。
SolidWorks 包含有各种功能的插件:高级渲染软件 PhotoWorks、特征识别FeatureWorks、动画制作 Animator、管道设计Toolbox 和齿轮设计 Gear 软件包。
基于 SolidWorks 的齿轮设计软件对变位齿轮进行分析与设计是该文的讨论核心。
1 变位齿轮
在齿轮加工过程中,为了防止用标准刀具切制齿数较少的齿轮而发生根切现象,通过改变刀具与轮坯的相对位置来切制齿轮,避免了齿轮加工中的根切,这种方法就是所谓的变位修正法,利用这种方法加工的齿轮即为变位齿轮。
变位齿轮的应用可以解决如下问题:① 用范成法加工齿轮时,当被切齿轮齿数 z﹤zmin 时,避免发生的根切;② 在中心距a~≠a=1/2m∑z的情况下实现正确啮合;③ 提高齿轮传动的承载能力,减少或均衡齿面的磨损以提高传动使用寿命;④ 满足某些特殊要求,如增大重合度等。
加工变位齿轮时,刀具由切制标准齿轮的位置沿径向从轮坯中心向外移开的距离用 xm 表示,m 为模数,x 称为径向变位系数。
x>0 为正变位齿轮,x<0 为负变位齿轮,x=0 为标准齿轮,3 种不同的齿轮齿形关系如图 1 所示。
变位齿轮的几何尺寸:
齿顶高 ha=(ha*+x)m,(ha*为齿轮的齿顶高系数)
齿根高 hf=(hf*-x)m, (hf*为齿轮的齿根高系数)
齿厚 s=(π/2+2xtanα)m(s 为齿轮分度圆上的轮齿厚度,图 1)
齿槽宽 e=(π/2-2xtgα)m
可见变位系数对齿轮齿形的影响是不能忽视的。
当 x>0 时,正变位齿轮的齿厚 s 加大,齿顶高增大,齿根高减少;x<0 时,负变位齿轮的齿厚 s 变薄,齿顶高减少,齿根高增大。
为了直观地反映变位系数对齿形变化的影响,以SolidWorks 软件为平台,研究和设计直齿变位齿轮是问题的核心。
2 建立变位齿轮模型
2.1 构建不同的变位齿轮
启动齿轮设计软件包:打开"新建零件"→工具(tool)→宏操作(M)→运行→齿轮.swp→出现齿轮设计参数控制件,如图 2 所示,设置齿数 z、模数 m 相同,但变位系数不同的 3 组齿轮参数,即 z=20、m=3,而 x 分别取 0.25、0、- 0.25时,其正变位齿轮各部分的参数信息如图3所示。
分别输入 3 组数据可生成正变位齿轮图 4(a)、标准齿轮图 4(b)和负变位齿轮图 4(c)模型。
2.2 分析变位系数 x 和齿数 z 对齿轮齿形的影响
(1)当 x>0 时,齿顶厚 sa(齿顶圆上轮齿厚度,图 1 所示)减薄,齿高增加;而x<0时,齿顶厚 sa加厚,齿高减少。
(2)当正变位系数 x 过大(特别是齿数 z较少时)就可能出现齿顶过薄,或者出现顶切现象,如图 5 所示。
其 z=16,m 和 x 与图 4(a)相同,但齿形不同,其顶切较明显;
(3)当负变位系数 x 过大或者 z<zmin时会产生根切现象。
以上图像可以直观的反映变位齿轮的变位系数 x 对齿轮几何尺寸的影响,又对变位齿轮的顶切作出分析。
2.3 对变位齿轮进行一些限制,避免出现以上现象
3 变位齿轮的设计
SolidWorks 不但能设计出形状逼真的三维立体,而且可以利用已经设计的三位模型创建所需的各个视图,包括剖视图、局部放大视图等,极大地方便了产品的设计。
以 CM6154 车床床头箱变位齿轮(z=40,m=3,x=0.42)为例,讨论基于 SolidWorks 设计变位齿轮的实体和工程图。
3.1 设计齿轮实体的流程
(1)形体设计
启动齿轮插件→ 设置齿轮参数(图 6)→生成齿轮模型→拉伸→ 轮毂→切挖→辐板(图 7)→切键槽→倒角→ 倒圆角→生成齿轮模型。
(2)外部特征设置
齿轮模型外部特征的设置可以使虚拟模型更加真实,模型的外部特征决定形体具有的颜色和材质等。
在 SolidWorks 中利用外观(Appearance)命令可以控制模型的颜色,还可以对模型的加工纹理(Texture)、材质(Material)进行设置使模型更加真实、效果更好。
利用场景(scene)、光源(light)等可以设置合适的光线及光源,衬托模型。
利用材质(Material)设定材料的属性。
SolidWorks 提供了各种材质,可根据齿轮的特性选择材质。
外部特征的设置使齿轮模型更加逼真,如图 8 所示。
3.2 生成工程图
在文件菜单中选择由实体图生成工程图→选择工程图格式→ 生成标准的工程图→ 编辑视图→ 设置剖切位置,生成剖视图→标注尺寸→填写标题栏。
完成的工程图如图 9 所示。
4 结束语
以 SolidWorks 为设计平台进行的直齿变位齿轮的研究和设计,从理论和实际两个方面分析了变位系数对齿形的影响,有利于变位齿轮的设计和教学工作,齿轮模型生成的工程图极大地方便了齿轮设计。