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无锡CAD培训教程:齿轮的结构设计

文章作者:无锡培训 时间:2013-07-16 16:44点击:
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通过齿轮传动的强度计算,只能确定出齿轮的主要尺寸,如齿数、模数、齿宽、螺旋角、分度圆直径等,而齿圈、轮辐、轮毂等的结构形式及尺寸大小,通常都由结构设计而定。
  齿轮的结构设计与齿轮的几何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求及经济性等因素有关。进行齿轮的结构设计时,必须综合地考虑上述各方面的因素。通常是先按齿轮的直径大小,选定合适的结构形式,然后再根据荐用的经验数据,进行结构设计。
  对于直径很小的钢制齿轮(下图),当为圆柱齿轮时,若齿根键槽底部的距离 e<2mt(mt为端面模数);当为锥齿轮时,按齿轮小端尺寸计算而得的e<1.6m时,均应将齿轮和轴做成一体,叫做齿轮轴(图<齿轮轴>)。若e值超过上述尺寸时,齿轮与轴以分开制造为合理。

齿轮的结构设计

 

    齿轮结构尺寸e 

齿轮的结构设计

齿轮轴

 

  当齿顶圆直径da≤160mm时,可以做成实心结构的齿轮(图<齿轮结构尺寸e>及图<实心结构的齿轮>)。但航空产品中的齿轮,虽da≤160mm,也有做成腹板式的。

 

齿轮的结构设计

实心结构的齿轮

 

齿轮的结构设计

a)

          齿轮的结构设计 

b)

 

    D1≈(D0+D3)/2;

    D2≈(0.25~0.35)(D0-D3);

    D3≈1.6D4(钢材);

    D3≈1.7D4(铸铁);

    n1≈0.5mn;r≈5mm;  

    圆柱齿轮:

    D0≈da-(10~14)mn;

    C≈(0.2~0.3)B;

    锥齿轮:

    l≈(1~1.2)D4;

    C≈(3~4)m;

    尺寸J由结构设计而定;

    △1=(0.1~0.2)B

    常用齿轮的C值不应小于10mm,

    航空用齿轮可取C≈(3~6)mm

腹板式结构的齿轮

    当齿顶圆直径da<500mm时,可做成腹板式结构(上图),腹板上开孔的数目按结构尺寸大小及需要而定。齿顶圆直径da>300mm的铸造圆锥齿轮,可做成带加强肋的腹板式结构,加强肋的厚度 C1≈0.8C,其他结构尺寸与腹板式相同。

  当齿顶直径400mm<da<1000mm时,可做成轮辐截面为"十"字形的轮辐式结构的齿轮。

  为了节约贵重金属,对于尺寸较大的圆柱齿轮,可做成组装齿圈式的结构(如下左图)。齿圈用钢制成,而轮芯则用铸铁或铸钢。

  用尼龙等工程塑料模压出来的齿轮,也可参照图<实心结构的齿轮>或图<腹板式结构的齿轮>所示的结构及尺寸进行结构设计。用夹布塑胶等非金属板材制造的齿轮结构见下右图。

  进行齿轮结构设计时,还要进行齿轮和轴的连接设计。通常采用单键联接。但当齿轮转速较高时,要考虑轮芯的平衡及对中性,这时齿轮和轴的连接采用花健或双键联接。对于沿轴滑移的齿轮,为了操作灵活,也应采用花键或双导键联接。关于键和花键联接参看有关章节。

 

齿轮的结构设计

    组装齿圈的结构

 

齿轮的结构设计

    非金属板材制造的齿轮的组装结构