精密齒輪傳動計算

　　機械為了傳遞動力，需要用到齒輪傳動，齒輪的基本術語有齒輪的大小、壓力角、齒數等，所以必須了解齒輪所必要的術語、尺寸、換算關系等齒輪的基本知識才能正確運用在機械加工工藝中。

　　齒輪的大小

　　ISO(國際標準化機構)規定，表示齒輪大小的單位使用模數。但是，實際上還使用其他方式來表示齒輪的大小。

　　模數

　　模數M=1(P=3.1416)

　　模數M=2(P=6.2832)

　　模數M=4(P=12.566)

　　模數乘以圓周率即可得到齒距(P)。齒距是相鄰兩齒之間的長度。

　　P=圓周率X模數(πm)

　　CP(周節)

　　周節即圓周齒距。也就是齒距(P)。

　　例如，使用周節CP可以制作齒距為CP5CP10CP15CP20這樣齒距為整數的齒輪。

　　與模數的換算關系m=cp/π

　　DP(徑節)

　　英文為Diametralpitch。

　　按ISO標準規定，長度單位使用毫米(mm)。但在美國、英國等國家，一直使用英寸作為長度單位。在這些國家中使用DP來表示齒輪的大小。

　　與模數的換算關系m=25.4/DP

　　壓力角

　　決定齒輪齒形的參數。即齒輪齒面的傾斜度。

　　壓力機(a)一般采用20°。但有時客戶的圖紙也有14.5°，15°、17.5°，所以這些都要注意。

　　齒數

　　以上所敘述的模數，壓力角，齒數是齒輪的三大基本參數。以此參數為基礎計數齒輪各部尺寸。

　　齒高和齒厚

　　齒輪的高度由模數(m)來決定。在這里我簡單介紹一下齒高(h)/齒頂高(ha)/齒根高(hf)

　　齒高(h)是從齒頂到齒根的高度。

　　h=2.25m(=齒頂高+齒根高)

　　齒頂高(ha)是從齒頂到分度線(中線)的高度。(分度線是計算齒條尺寸的基準線)

　　ha=1.00m

　　齒根高(hf)是從齒根到分度線(中線)的高度。

　　hf=1.25m

　　齒厚(s)的基準是齒距(P)的一半。

　　S=πm/2P=πm

　　直齒輪

　　到此為之，我已經向各位介紹了有關齒輪的基本參數，接下來，我們將介紹有關直齒齒輪齒條的各部分的名稱和尺寸計算

　　決定齒輪大小的參數是齒輪的分度圓直徑(d)。

　　分度圓直徑(d)d=zm

　　齒頂圓直徑(da)da=d+2m

　　齒根圓直徑(df)df=d-2.5m

　　在這里我所介紹的齒頂圓和齒根圓，可以直接看到，而分度圓在實際的齒輪上無法直接看到。因為分度圓是為了決定齒輪的大小而假設的圓。

　　斜齒輪

　　特點：比直齒的強度要高，噪音以及振動小

　　缺點是軸方向產生推力

　　端面模數(mt)和法向模數(mn)的關系式

　　Mt=mn/cosb

　　分度圓直徑d=zmn/cosb

　　材料：

　　S45C(機械構造用碳素鋼)

　　S45C是含碳量為45%的中碳鋼(Steel)的代表，因為進貨非常容易，正齒輪，斜齒齒輪，齒條，傘形齒輪，蝸桿等各種齒輪多使用這種材料。

　　SCM440(鉻鉬合金鋼)

　　含碳量C=40%,成分中含有鉻/鉬等成分的中碳合金鋼。比S45C的強度高，通過調質或高頻淬火處理可提高硬度，用來制造各種不同的齒輪。

　　什么是調質處理?

　　調質處理是將淬火及高溫回火相結合，調整鋼材(鋼件)硬度/強度/韌性的熱處理。

　　因為調質后的材料及制品要進行機械加工，所以硬度達不到淬火后那么高

　　什么是高頻淬火

　　像S45C或SCM440這樣含碳量在35%以上的碳素鋼，對其表面進行硬化處理的方法。

　　要注意的是，對齒輪進行高頻處理后，會發生齒面及齒頂的硬度達到使用要求，但齒根部分達不到淬火硬度的情況。硬度低于滲碳淬火處理的硬度。齒輪經過高頻淬火后精度下降。作為高精度齒輪使用時需要對齒輪做磨削加工。