精密齿轮齿条传动计算及基础知识
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精密齿轮齿条传动计算及基础知识
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。
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)
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
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
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。
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