齿轮传动技术是机械领域中不可或缺的一环，其核心在于齿轮这一关键传动件。齿轮不仅能传递动力和运动，还能有效地改变转速和转向，从而满足各种机械系统的需求。
齿轮传动技术的基本分类
齿轮传动的类型
根据两齿合齿轮轴线在空间中的相对位置差异，齿轮传动技术通常可分为平行轴齿轮传动、相交轴齿轮传动和交错轴齿轮传动三大类。
- 圆柱齿轮传动——专为两平行轴之间的传动设计。
- 圆锥齿轮传动——专为两相交轴之间的传动而设计。
- 蜗杆蜗轮传动——适用于两交叉轴之间的传动需求。
此外，齿轮传动还包括齿轮齿条传动，这种形式常用于将转动转化为移动，实现运动形式的转换。
齿轮齿条传动
齿轮齿条传动——用于实现旋转与直线运动之间的转换。
标准齿轮及其参数
直齿圆柱齿轮的构成
在齿轮类型中，直齿和斜齿是最为常见的轮齿形状。同时，齿轮又可分为标准齿和非标准齿，其中具有标准齿形的齿轮被称为标准齿轮。本节将重点介绍具有渐开线齿形的标准齿轮的相关知识和规定画法。
齿顶圆与齿根圆
齿顶圆与齿根圆：
- 齿顶圆柱面，即通过圆柱齿轮齿顶的曲面，与端平面相交，形成了我们所说的齿顶圆。其直径即为d1。
- 齿根圆柱面，即通过圆柱齿轮齿根的曲面，与端平面相交，从而形成了我们所说的齿根圆。其直径则被标记为d2。
分度圆与节圆
分度圆与节圆：
- 在齿轮的设计和加工过程中，为了计算尺寸，我们引入了一个基准圆，即分度圆。它位于齿顶圆与齿根圆之间，且被视为一个假想的圆。
- 当两个齿轮相互啮合时，它们齿廓上的接触点P会位于两齿轮的连心线OO上，这个点被称为节点。以连心线OO为圆心，以OP为半径所描绘出的两个相切圆，即为节圆。对于正确安装的标准齿轮，其节圆直径d等于分度圆直径d。
齿高与齿数
齿高与齿数：
- 轮齿在齿顶圆与齿根圆之间的垂直距离被称为齿高。这一距离可以细分为两部分：齿顶高h和齿根高h。其中，齿根高h指的是齿根圆与分度圆之间的垂直距离，而齿顶高h则相应地指出了齿顶圆与分度圆之间的距离。
- 齿数z，即轮齿的个数，是齿轮设计中不可或缺的重要参数。它不仅影响着齿轮的传动性能，还是齿轮计算和选型的关键依据。
模数的重要性
模数的重要性：
- 模数，这个在齿轮设计中至关重要的参数，与齿数z紧密相关。通过分度圆周长公式πd=pz，我们可以推导出d=p/πz，并进一步令p/π=m，从而得到d=mz。这里的m，即齿轮的模数，被定义为齿距与圆周率π的比值。以毫米为单位进行度量，模数的数值已经过标准化，为设计和制造提供了便利。
- 模数不仅影响着齿轮的尺寸，还对齿轮的承载能力有着直接的影响。模数越大，轮齿也就越大，进而在其他条件不变的情况下，轮齿的承载能力也会相应增强。同时，能够相互配对的两个齿轮，其模数必须保持一致。此外，在选择加工齿轮的刀具时，模数也是一个不可或缺的考量因素。因此，可以说模数是齿轮设计和制造过程中的核心参数之一。
压力角与齿形角
压力角与齿形角：
- 在齿轮设计中，轮齿在分度圆上的齿合点p处，其受力方向（即渐开线齿廓曲线的法线方向）与该点的瞬时速度方向（分度圆的切线方向）之间所夹的锐角，被称为压力角。这个角度对于齿轮的强度和传动性能有着重要影响。在我国，标准压力角被规定为20度，为齿轮设计和制造提供了统一的标准。
- 同时，加工齿轮时所使用的基净齿条的法向压力角，被称为齿形角，其大小也为20度，同样用a来表示。这个角度的标准化，使得齿轮的加工和配对变得更加简便和准确。
中心距的计算
中心距的计算：
- 两圆柱齿轮的轴线之间的距离被称为中心距a。对于装配准确的标准齿轮，其中心距a的计算公式为：a = d1/2 + d2/2 = 1/2(z1 + z2)，其中d1和d2分别代表两个齿轮的分度圆直径，而z1和z2则是它们的齿数。这个公式为齿轮的装配和传动提供了重要的参考。
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