齿轮机构

在回转体的表面上作出牙齿，工作时靠一个回转体表面的牙齿推着另一个回转体表面的牙齿来传递运动的机构称为齿轮机构。 齿轮的种类很多，按照两齿轮传动时的相对运动为平面运动或空间运动，可将其分为平面齿轮机构和空间齿轮机构两大类。 （1）平面齿轮机构 两轮之间的相对运动为平面运动，它们的轴线互相平行。当两轮的角速比为常数时，这种齿轮为圆柱形，故称为圆柱齿轮。圆柱齿轮的齿排列在圆柱体的表面上。依照齿和轴线的相对位置，这种齿轮又可分为： 1）直齿圆柱齿轮——齿廓曲面的母线与齿轮的轴线平行。如果齿是排列在圆柱体的外表面上，称为外齿轮；若是排列在空心圆柱体的内表面上，则称为内齿轮。两个外齿轮互相啮合称为外啮合齿轮，其两轮反向回转。一个外齿轮和一个内齿轮互相啮合称为内啮合齿轮，其两轮同向回转。如果一个齿轮的齿是排列在一条平板上，则这个齿轮便称为齿条，它作直线移动；而另一齿轮为外齿轮。 2）斜齿圆柱齿轮——齿轮齿廓曲面的母线与齿轮的轴线倾斜一个角度，其齿向是以齿轮轴线为轴线的螺旋线方向。斜齿圆柱齿轮也可以分为外啮合、内啮合及齿条啮合三种。 3）人字齿轮——这种齿轮的齿向如人字形，它相当于两个全等但螺旋方向相反的斜齿圆柱齿轮拼接而成。 （2）空间齿轮机构 两轮之间的相对运动为空间运动，它们的轴线不平行。按照两轮轴线的位置，空间齿轮机构又可分为两类： 1）传递相交两轴转动的齿轮机构 这种齿轮的齿排列在圆锥体的表面上，故称为圆锥齿轮或伞齿轮。依照圆锥齿轮的齿的形状，它可分为直齿、斜齿和曲齿圆锥齿轮。 2）传递不平行不相交两轴转动的齿轮机构 这种齿轮机构最常见的有三种： a.交错轴斜齿轮副（旧称螺旋齿轮副）——就单一齿轮来看，为斜齿圆柱齿轮，但两个配对的斜齿轮组成的齿轮副，其两轴线不平行而交错在任意位置。 b.蜗杆蜗轮——这种齿轮机构的两轴垂直交错，小齿轮的齿数特别少，且其齿绕于轮面一周以上，成螺杆状。 c.准双曲面齿轮——就单一齿轮来看，其外形与曲齿圆锥齿轮相同，但准双曲面齿轮的两轴不相交而垂直交错。 齿轮机构还可以按照采用的齿廓曲线分为摆线齿轮机构、渐开线齿轮机构及圆弧齿轮机构三种。摆线齿轮多应用于各种仪表中，一般机器中多采用渐开线齿轮，重载高速机械则宜采用圆弧齿轮。渐开线齿轮的齿廓工作段和非工作段 两齿轮啮合时实际参加啮合的一段齿廓称为齿廓的工作段；不参加啮合的一段齿廓称为齿廓非工作段。 轮齿上齿廓工作段可用作图法求得，如图4-25所示。 （1）求与轮2齿廓顶点d相啮合的轮1齿廓上的f点：以O2为中心，O2d为半径画弧交N1N2于B2点，再以O1为中心以O1B2为半径画圆弧与轮1的齿廓相交，即得f点。 （2）求与轮1齿廓顶点e相啮合的轮2齿廓上的g点：以O1为中心O1e为半径画弧交N1N2于B1点，再以O2为中心以O2B1为图 4-25半径画圆弧与轮2的齿廓相交，即得g点。 轮1齿廓的fe段和轮2齿廓的dg段为齿廓工作段，而g点和f点到齿根圆的那一段即为齿廓非工作段。