4.1　齒輪

4.1.1　齒輪的工作原理與結構參數(shù)

（1）工作原理及分類

齒輪在機器中應用廣泛，起傳遞動力和變換運動的作用。工作時（圖4-1），動力一般由小齒輪軸輸入，經小齒輪傳動后帶動大齒輪轉動，再經大齒輪軸輸出。在此過程中，大齒輪軸的轉速和轉向隨之發(fā)生改變。

齒輪傳動的類型很多，一般可分為以下4類：

① 圓柱齒輪，見圖4-1（a）、（b），兩軸之間平行傳動。

② 同錐齒輪，見圖4-1（c），兩軸之間相交（90°）傳動。

③ 蝸輪蝸桿，見圖4-1（e），兩軸之間交叉（90°）傳動。

④ 其他齒輪，見圖4-1（d）、（f）。圖4-1（d）中的齒條在齒輪轉動時往左或往右運動，圖4-1（f）為兩面軸交錯的齒輪傳動（兩軸之間非90°交叉）。

（2）結構參數(shù)

結構參數(shù)見圖4-2和圖4-3。

① 模數(shù)。表示齒輪輪齒大小的參數(shù)稱為模數(shù)。模數(shù)m越大，則輪齒就越大?？赏ㄟ^表4-1所示的標準參數(shù)查詢齒輪模數(shù)。

② 分度圓d。齒輪設計、制造時用于等分輪齒以及計算各部分尺寸的基準圓，用d表示。

③ 齒距P。分度圓上兩對應齒面之間的弧長稱為齒距，用P表示。

模數(shù)與齒距的關系是：m=πP

分度圓與齒距、齒數(shù)的計算關系是

④ 齒數(shù)z。即齒輪輪齒的個數(shù)，用z表示。

⑤ 齒厚和槽寬。分度圓上輪齒對應點之間的弧長稱為齒厚，用s表示。分度圓上齒槽對應的弧長稱為槽寬，用e表示。對于標準齒輪，分度圓上的槽寬e與齒厚s近似相等。

⑥ 齒頂圓d_a 。齒輪的外徑圓稱為齒頂圓，用d_a表示。

⑦ 齒根圓d_f。輪齒根部的對應圓稱為齒根圓，用d_f表示。

⑧ 齒高h。齒根圓與齒頂圓之間的徑向距離，用h表示。齒高為齒根圓和齒頂圓之和：齒根高h_f，齒根圓至分度圓之間的徑向距離；齒頂高h_a，分度圓至齒頂圓之間的徑向距離。

⑨ 節(jié)圓與中心距。如圖4-3所示，O₁、O₂為兩嚙合齒輪的中心，其連線齒廓上的接觸點P稱為節(jié)點。以O₁、O₂為圓心，O₁P、O₂P為半徑所作的兩個相切的圓稱為節(jié)圓。分別用直徑d'₁和d'₂表示。齒輪在傳動過程中可認為是兩個節(jié)圓柱作無滑動的滾動。對于標準齒輪，節(jié)圓和分度圓是重合的。

O₁、O₂連線的垂直距離稱為中心距，用a表示。

⑩ 壓力角α。節(jié)圓公切線與輪齒作用力方向所形成的夾角，稱為壓力角，用α表示。國標規(guī)定，標準圓柱齒輪的壓力角α=20°。

標準直齒圓柱齒輪各部分的尺寸與模數(shù)有一定關系，計算公式見表4-2。

4.1.2　圓柱齒輪的規(guī)定畫法

（1）單個圓柱齒輪的畫法

齒輪一般用兩個視圖，或者用一個視圖和一個局部視圖表示，如圖4-4所示。

（2）兩圓柱齒輪嚙合時的畫法

一對模數(shù)和壓力角相同的標準齒輪嚙合時其節(jié)圓相切。它的規(guī)定畫法如圖4-5所示。

（3）圓柱齒輪零件圖

圖4-6為直齒圓柱齒輪的零件圖。圖中除視圖和應標注的尺寸外，還用表格列出了制造齒輪所需的參數(shù)。按規(guī)定，輪齒部分的尺寸只標注齒頂圓直徑和分度圓直徑。