[发明专利]周径齿轮

说明书

齿轮传动是在两个相交的园内，在一定径向距离来往接触传动的。按照其实际，理想的接触线是等速园周运动和作等速径向直线运动的合速度所成的轨迹。故此曲线称为周径曲线。以此曲线为齿廓曲线的齿轮，称为周径齿轮。

一、周径曲线的形成和性质

在园上的一点作等速园周运动，又作等速径向直线运动，这两种运动的合速度所成的轨迹，就是周径曲线。如图1。

在相同的时间里，原点在园周上运动的弧长和在径向上走过的半径长度是相等的。即＝A'K在此曲线上任一点K的切线KP'与该点的径向线段OK所面的角∠OAP＝45°。

二、周径齿轮的各部名称

齿顶园 齿顶所在的园，直径用d_e表示。图2

齿根园 齿根所在的园，直径用d_i表示。

分度园（节园）在齿顶和齿根园中间的，假设两园相切的园。在周径齿轮里，分度园即为节园。用d_f表。

周节  在分度园上，相邻两齿同侧齿廓之间的弧长，用t表示。

齿厚  轮齿在分度园上的两齿廓间之弧长，用S表示。

齿间  相邻左右两齿廓之间的空间在分度园上的弧长，用W表示。

每一周节包含一个齿厚和一个齿间，故t＝S+w

在周径齿轮里齿厚小于齿间。故有S＜W

齿顶高 轮齿由分度园到齿顶园间的径向距离，用h_e表示。

齿根高 轮齿由分度园到齿根园间的径向距离，用h_i表示。

齿宽  在轴线方向的轮齿宽度，用b表示。

模数 在齿轮的分度园的园周上，直径d，周节t，和齿数Z之间存在以下关系t＝^πd_z或d＝^t_πZ其中^t_π为齿轮的基本参数，称为模数。以m表示单位为毫米即m＝^t_π毫米。

齿形角（压力角）在周径齿轮里，以两齿轮作园周运动的观点看，主动轮上的任何点都在作园周运动，它的压力方向是该点的切线方向，在从动轮上的接触受力点的运动方向也是该点的切线方向，所以，无论在受力面的哪一点上，它的压力角都为零。

在周径齿轮里，其压力角只当作齿形角。用α₀表示。α₀＝45°

齿数  齿数由传动比决定用Z表示。齿数越多，周节t越小，模数m越小。

三、周径园柱直齿轮的尺寸计算

齿高 因为周径曲线是等速园周运动和等速径向直线运动的合速度所成的轨迹，每一轮齿对应在分度园上的弧长和径向直线运动经过的路程相等，每一轮齿有两个齿廓，来往的路程是2倍的齿高。所以其齿高h＝¹₂πm（m指模数）

全齿高用h表示，齿顶高用h_e表示，齿根高用h_i表示，所以有h＝h_e+h_i。因为在周径齿轮里有h_e＝h_i

故h_e＝¹₂h＝¹₄πm，h_i＝¹₄πm

如果要增强齿牙的承受力，齿尖要有宽度，齿槽底也要有宽度。设齿尖宽为n_e，齿槽底宽为n_i，与其对应在分度园上的弧长为n_e′和n_i′，其齿高的计算应为：h＝¹₂πm 1/2 （n_e′+n_i′）

为了避免不利面的接触，在设计时齿尖宽一定须小于齿槽底宽0.1-0.2毫米。这是因为制造技术不可能100%达到理想设计要求，须留一点余地，防止接触过盈，也可储藏润滑油。有利面，即主动轮转动方向齿廓授力面，大、小相差一点关系不大，齿轮还能顺利的进行滚动。如果在方向面的反面，（即不利面的）接触稍有过盈即产生很大的冲击和振动。所以须留一点间隙。不利面不予接触，靠齿轮转动的惯性带着转动。虽然当一个轮齿转到下一轮齿接触时会产生一点冲击，但只是一点，而且是同步，冲击很小。