直齿轮基本信息

中文名称	直齿轮	外文名称	Spur gear
分    类	齿线形状	方    面	测绘

直齿轮技术参数

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直齿轮测绘

直齿圆柱齿轮的测绘

直齿圆柱齿轮是实际生产和使用当中最常见齿轮之一，在使用过程当中损坏是难免的，这样就需要制作一件与原来一样的新齿轮，由于各种原因客户无法提供所需直齿圆柱齿轮的图纸，为了保证加工出的产品能正常使用，需对齿轮进行准确测绘，测绘工作是一项复杂的工作，由于介绍直齿圆柱齿轮测绘的资料很少，查阅自然就不便了，通过实际操作，我归纳总结了几种实际生产当中对直齿圆柱齿轮测绘的工作经验及方法。介绍如下:

首先，直齿圆柱齿轮的参数和尺寸虽多，但是各种齿轮的标准制度，都规定了以模数或径节，作为其它参数和各部尺寸的计算依据。因此测绘工作要尽全力准确判定模数或径节的大小，同时压力角是判定齿形的基本参数，准确判定同样重要。

其次，我们要了解所测绘齿轮的使用情况和生产国家，这样我们就可预估出这个齿轮所采用的标准制度。一般我国、日本、德国、法国、捷克、前苏联都是模数制，也可以观察齿轮的齿形，如果齿形轮廓弯曲且齿槽底部狭窄呈圆弧状，可初步判定为模数制，标准压力角多是20度;美国和英国采用径节制，标准压力角14.5度和20度两种，观察齿形轮廓较平直且齿槽底部较宽圆弧小，可初步判定为径节制，压力角14.5度，也可用齿轮滚刀或标准齿条样本进行比试来判定是哪种压力角，知道的以上情况，就可以进行实际测绘了:

(1) 测量齿顶圆直径Dm 法

首先数出齿轮齿数Z，然后用游标卡尺测量出齿顶圆直径Dm，如果判定了齿轮是模数制标准齿形，它的模数:

m= Dm/ Z+2

如果判定齿轮是径节制标准齿形，它的径节是

Dp=25.4*(Z+2)/ Dm

但是，需要注意的是，如果齿轮齿数为偶数时，才可直接测量;如果齿数为奇数，所测量的尺寸并不是齿顶圆直径Dm，而是一个齿的齿顶到对面的齿槽两齿面与齿顶圆交点的距离D，它比齿顶圆直径要小，通常将它Dm乘以校正系数k来得到齿顶圆直径D，即:

Dm=k*D

实际当中用奇数齿齿轮齿顶圆直径校正系数k (表1)算出的齿顶圆直径普遍偏小，用修正后的校正系数k(表2)按上边的公式计算出的齿顶圆直径更接近实值，表2比表1更精确，齿数分的更细，可参考。

表1 奇数齿齿轮齿顶圆直径校正系数k

Z	k	Z	k	Z	k	Z	k	Z	k	Z	k
7	1.0257	15	1.0055	23	1.0023	31	1.0013	39	1.0008	53~57	1.0004
9	1.0154	17	1.0042	25	1.0020	33	1.0011	41~43	1.0007	59~67	1.0003
11	1.0103	19	1.0034	27	1.0017	35	1.0010	45~47	1.0006	69~85	1.0002
13	1.0073	21	1.0028	29	1.0015	37	1.0009	49~51	1.0005	87~99	1.0001

表2 修正后的校正系数k

Z	k	Z	k	Z	k	Z	k	Z	k
7	1.0521	21	1.0056	35	1.0020	49	1.0010	85~99	1.0003
9	1.0311	23	1.0047	37	1.0018	51~53	1.0009	101~129	1.0002
11	1.0207	25	1.0040	39	1.0016	55~57	1.0008	131~221	1.0001
13	1.0147	27	1.0034	41	1.0015	59~61	1.0007
15	1.0110	29	1.0029	43	1.0013	63~65	1.0006
17	1.0086	31	1.0026	45	1.0012	67~73	1.0005
19	1.0067	33	1.0023	47	1.0011	75~83	1.0004

如果奇数齿齿轮不是齿轮轴而是带孔的，也可以测量内孔直径d和孔壁到齿顶的距离H,通过下式得出齿顶圆直径:

Dm=2*H+d

(2) 测量全齿高h 法

当齿轮因模数大、打牙等原因，不便于测量齿顶圆直径时，可测量齿全高h来确定模数或径节。齿全高h 可用游标卡尺的深度尾针来测量，其它的深度测量工具也行，按现场条件而定;如果齿轮带孔可以间接求出齿全高h,通过测量内孔壁到齿顶和齿根的距离相减即为齿全高h，模数或径节按下式求出:

m=h/2f+c Dp=25.4*(2f+c)/h

f::齿顶高系数 c:径向间隙系数

f、c可以查齿轮标准制度参数表得知

(3) 测量中心距 A 法

当齿轮牙形变尖、磨损严重、滚牙等情况时，以上两种方法就无法测量，此时我们可要求客户提供两配对齿轮的中心距A和两齿轮的齿数，这些很容易做到，再按下式计算模数或径节:

m=2*A/Z1+Z2 Dp=25.4*(Z1+Z2)/2*A

Z1、Z2:配对齿轮的齿数

三种方法中任何一种算出的模数或径节再与标准模数或径节系列相比较，取最接近的即可。

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以上是实际工作当中常用到的直齿圆柱齿轮测绘方法，使用时最好用两种方法相互校核，这样判定出的模数或径节的更加准确，此时测绘工作基本完成。特别注意:以上测绘方法是在我们能够预先判定或调查出齿轮所采用的标准制度的情况下进行的，如果齿轮的"一切情况不明"以上方法只能参考，再通过其它途径综合判定。相信以上几种测绘方法对刚参加工作不久或初次进行直齿圆柱齿轮测绘的同行有一定的帮助，值得参阅。

直齿轮常见问题

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齿轮的种类

齿轮可以分为：直齿轮，斜齿轮，锥齿轮，曲齿，弧齿轮，蜗杆蜗轮，非圆齿轮。齿轮的齿形包括齿廓曲线、压力角、齿高和变位。渐开线齿轮比较容易制造，因此现代使用的齿轮中 ，渐开线齿轮占绝对多数，而摆线齿轮和圆...

直齿轮基本简介

直齿轮(Spur gear)

齿轮按齿线形状分为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮，其中直齿轮指轮齿平行于轴线的齿轮。

直齿轮绘测

直齿轮冷锻成形工艺及精度控制研究目录

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 直齿轮冷锻成形基本理论和变形规律的研究概况

1.3 直齿轮冷锻成形工艺创新及模具设计的发展现状

1.4 直齿轮冷锻成形精度预测与控制技术的研究进展

1.5 课题来源及研究内容

1.5.1 课题来源及研究目标

1.5.2 课题的主要研究内容

1.6 本章小结

第2章 采用波形端面凸模的齿轮成形工艺研究

2.1 二维有限元模拟分析

2.1.1 二维有限元建模

2.1.2 模拟结果提取

2.1.3 方案比较分析

2.1.4 方案比较结果

2.2 三维有限元模拟对比

2.2.1 三维有限元建模

2.2.2 网格重划分与局部细化

2.2.3 应力场对比

2.2.4 应变场对比

2.2.5 速度场对比

2.2.6 位移场对比

2.2.7 成形效果与成形载荷对比

2.3 物理实验对比验证

2.3.1 实验模具设计

2.3.2 实验模具加工

2.3.3 实验实施过程

2.3.4 实验结果分析

2.4 模具形状与模具结构的优化设计

2.4.1 工艺方案的力学模型分析

2.4.2 模型形状优化

2.4.3 浮动凹模结构

2.4.4 优化结果总结

2.5 基于灰色关联和模糊逻辑的工艺多目标优化

2.5.1 优化问题描述

2.5.2 正交实验安排

2.5.3 灰色关联系数计算

2.5.4 模糊逻辑推理系统

2.5.5 优化结果数据分析

2.5.6 多目标优化结论

2.6 本章小结

第3章 基于刚性平移的齿轮两步成形工艺研究

3.1 齿轮锻造金属流动规律分析

3.1.1 径向流动模式分析

3.1.2 轴向流动模式分析

3.2 刚性平移流动模式基础研究

3.2.1 刚性平移预锻齿形设计方法

3.2.2 刚性平移流动模式假设验证

3.3 基于刚性平移的两步成形工艺研究

3.3.1 两步成形工艺方案

3.3.2 数值模拟与物理实验研究

3.3.3 与传统工艺方案的对比

3.3.4 关键工艺参数分析

3.3.5 不对称模具设计

3.3.6 两步成形工艺研究结论

3.4 基于Taguchi稳健设计的终锻工艺优化

3.4.1 Taguchi稳健设计法

3.4.2 质量损失函数模型

3.4.3 三类问题的信噪比

3.4.4 建立优化目标函数

3.4.5 稳健设计实验安排

3.4.6 稳健设计数据分析

3.4.7 终锻工艺优化结果

3.5 MT5I齿轮成形工艺分析--刚性平移两步法的推广应用

3.5.1 MT51齿轮零件特征

3.5.2 工厂初步工艺尝试

3.5.3 改进工艺的模拟分析

3.5.4 工艺分析结论

3.6 本章小结

第4章 基于无限多预成形的齿轮挤压工艺构想

4.1 基于无限多预成形的齿轮挤压工艺

4.1.1 无限多预成形的基本设计思想

4.1.2 直齿轮挤压新工艺及其脱模方式分析

4.1.3 直齿轮挤压凹模型腔成形区曲面设计

4.2 直齿轮挤压新工艺的数值模拟研究

4.2.1 几何模型和模型转换

4.2.2 力学模型的选择

4.2.3 模拟基本参数设置

4.2.4 数值模拟结果分析

4.3 本章小结

第5章 基于弹性变形规律的齿轮精度控制研究

5.1 弹塑性基本理论及有限元建模

5.1.1 弹塑性有限元方程

5.1.2 单元类型与材料模型

5.1.3 考虑预应力的建模问题

5.2 齿形组合凹模的弹性扩张规律分析

5.2.1 齿形组合凹模优化设计

5.2.2 齿形组合凹模弹性变形规律

5.3 齿件弹性回复规律及其精度预测

5.3.1 齿件出模后的弹性回复规律

5.3.2 齿件沿齿形曲面的尺寸偏差分布

5.3.3 凹模尺寸与摩擦对齿件尺寸偏差的影响

5.4 齿形凹模修正方法研究

5.4.1 变位修正法

5.4.2 反变形迭代法

5.4.3 理想修模流程

5.5 典型案例研究--某汽车倒挡齿轮

5.5.1 倒挡齿轮成形工艺简介

5.5.2 倒挡齿轮成形模拟预测

5.5.3 倒挡齿轮零件实测

5.5.4 案例研究结果讨论

5.6 本章小结

第6章 全文总结与研究展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读博士学位期间参与项目和发表论文

齿轮减速机直齿轮与斜齿轮优缺点

传动比范围大效率高易加工缺点：

1、主要在于它们会产生振动；

2、不论是由于设计、制造或形变等方面的原因，在同一时刻沿整个齿面上可能发生渐开线外形的一些变化；

3、这将导致一个有规律的，每齿一次的激励，它常是很强烈的。由此产生的振动既在齿轮上引起大的负载，又引起噪声；

4、还有在接触时间里有时由两对齿啮合所得到的附加强度并不能加以利用，因为应力是被循环中单齿啮合的状况所限定的；

5、只能承受径向载荷，不能承受轴向载荷，造成载荷分布不合理，缩减齿轮箱整体寿命。

优点：　　

斜齿轮减速机中应用的斜齿轮可看成是由一组薄片宜齿齿轮错位放置成的圆柱齿轮，这样每一片的接触是在齿廓的不同部位，从而产生了补偿每个薄片齿轮误差的作用，这个补偿作用由于轮齿的弹性而非常有效，因而得出这样的结果，误差在10mm以内的轮齿能够使误差起平均作用，因而在有负载情况下，能如误差为1mm内的轮齿那样平稳运行。因为在任何瞬时，大约有一半时间（假定重合度约为1.5）将有两个齿啮合，这就在强度方面带来额外的好处。因此应力可建立在1.5倍齿宽，而不是一个齿宽的基础上。

缺点：

1、导致不良的轴向力；

2、略增的制造成本。

齿轮减速机直齿轮和斜齿轮总述

1、直齿轮制造和装配一大堆薄片直齿轮是既困难又不经济，因此就制造成连成一体的，轮齿沿螺旋线方向的齿轮；

2、斜齿轮不象直齿轮，它会导致不良的轴向力。但在振动和强度方面带来的好处远胜于由轴向推力和略增的制造成本带来的缺点。因此在减速机制造中选用斜齿轮而非直齿轮。

备注：数据仅供参考，不作为投资依据。