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齒輪是通過輪齒嚙合傳遞回轉運動的,它與螺紋同樣是機械設計中必不可少的零件。而且,齒輪也與螺紋一樣分為各種不同的類型,設計高速重載齒輪時其強度計算是必須進行的。
雖然齒輪與齒輪的分度圓的尺寸不同,但只要齒形相同,就能進行嚙合傳動。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)。模數(shù)(m)與分度圓直徑和齒數(shù)有m=d/z的關系。
齒輪有直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、齒條及傘齒輪等類型。在各種齒輪類型中,常用的是齒向與軸平行的直齒圓柱齒輪,作為動力傳遞,直齒圓柱齒輪的應用是zui多的。
1、齒輪精度等級
齒輪傳動系統(tǒng)設計時,設計者往往從經(jīng)濟因素考慮,盡可能比較經(jīng)濟的確定齒輪精度等級,殊不知精度等級是齒輪產(chǎn)生噪聲等級與側隙的標記。美國齒輪制造協(xié)會曾通過大量的齒輪研究,確定精度等級齒輪比低精度等級齒輪產(chǎn)生的噪聲要小的多。因此,在條件允許的情況下,應盡可能提高齒輪的精度等級,來減小齒輪噪聲,減少傳動誤差。
2、齒輪寬度
在齒輪傳動系統(tǒng)允許時,增加齒寬,可以減少恒定扭矩下的單位負荷。降低輪齒撓曲,減少噪聲激勵,從而降低傳動噪聲。德國H奧帕茲的研究表明,扭矩恒定時,小齒寬比大齒寬噪聲曲線梯度高。同時增長齒寬能加大齒輪的承載能力。
齒輪磨齒加工過程中所用的材料比較常見的是鋼,而鋼有調質鋼、淬火鋼、滲碳淬火鋼和滲氮鋼等類型。。
磨齒是有效的齒形精加工方法,一般用于加工已淬火齒面,對磨前工序誤差的糾正能力強,能達到很高的精度,齒面粗糙度可小至Rα0.63~0.16微米。各種磨齒方式的精度和效率如表。