机械制图 齿轮的类型和圆柱齿轮的画法

齿轮的类型和圆柱齿轮的画法1．齿轮的类型齿轮是机器和仪器中应用最广泛的零件之一，其作用是传递动力或改变转速或旋转方向。齿轮必须成对使用。如图8-18所示二级减速器，它装有以下三种常见的齿轮。圆柱齿轮——用于两平行轴之间的传动。圆锥齿轮——用于两相交轴之间的传动。蜗轮蜗杆——用于两交叉轴之间的传动。图8-18二级减速器轮齿是齿轮的主要结构。轮齿的齿廓曲线有渐开线、摆线、圆弧等。本节主要介绍应用最多的齿廓曲线为渐开线的标准齿轮的基本知识和规定画法。2．圆柱齿轮的画法圆柱齿轮按轮齿排列方向的不同，一般有直齿、斜齿和人字齿等，如图8-19所示。图8-19直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、人字齿圆柱齿轮（1）直齿圆柱齿轮各部分名称和尺寸关系直齿圆柱齿轮各部分名称如图8-20所示。a)单个齿轮各部分名称b)齿宽、中心距和节圆图8-20直齿圆柱齿轮各部分名称1）齿顶圆（直径da）——通过齿顶的圆。2）齿根圆（直径df）——通过齿根的圆。3）分度圆（直径d）——设计或加工时计算轮齿各部分尺寸的基准圆，是一个假想圆，在齿顶圆和齿根圆之间。标准齿轮在该圆上齿厚s与齿槽宽e相等。4）齿顶高（ha）——分度圆到齿顶圆的径向距离。5）齿根高（hf）——分度圆到齿根圆的径向距离。6）齿高（h）——齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。7）齿厚（s）——在分度圆上，每一齿的弧长。8）齿槽宽（e）——在分度圆上，每一齿槽对应的弧长。9）齿距（p）——在分度圆上，相邻两齿对应点间的弧长。10）齿宽（b）——齿轮的有齿部位沿分度圆柱面的直母线方向量度的宽度，如图8-20b。11）中心距（a）——两啮合齿轮轴线间的距离，如图8-20b。12）节圆——当两齿轮传动时，其齿廓（轮齿在齿顶圆和齿根圆之间的曲线段）在两齿轮中心的连心线上的接触点N处，两齿轮的圆周速度相等，分别以两齿轮中心到N的距离为半径的两个圆称为相应齿轮的节圆。节圆直径只有在装配后才能确定。一对标准安装的标准齿轮，其节圆和分度圆重合。两个节圆相切点（N点）称为节点，如图8-20b。（2）直齿圆柱齿轮的基本参数1）齿数（z）——齿轮的总齿数。2）压力角（α）——如图8-21，在点N处，齿廓的受力方向与齿轮的瞬时运动方向的夹角，称为压力角，用a表示。分度圆上的压力角又叫齿形角。我国规定标准齿轮的压力角为20°。图8-21压力角3）模数（m）——由于πd=pz，所以d=zp/π，为计算方便，比值p/π称为齿轮的模数，即m=p/π，所以d=mz。模数是设计和制造齿轮的一个重要参数。模数越大，轮齿就越大；模数越小，轮齿就越小。加工齿轮的刀具选择以模数为准。模数已标准化，设计齿轮时应采用标准值，标准模数见表8-4。一对正确啮合的齿轮，模数，压力角必须分别相等。表8-4模数的标准系列（GB/T1357-2008）（单位：mm）第一系列1，1.25，1.5，2，2.5，3，4，5，6，8，10，12，16，20，25，32，40，50第二系列1.125，1.375，1.75，2.25，2.75，3.5，4.5，5.5，(6.5)，7，9，11，14，18，22，28，35，45注：优先选用第一系列模数，括号内尽可能不用。（3）柱齿轮的轮齿各部分尺寸与模数的关系标准直齿圆柱齿轮各部分尺寸与模数有一定关系，计算公式如表8-5所示。表8-5标准直齿圆柱齿轮的各部分尺寸计算公式基本参数：模数m齿数z名称代号公式齿顶高haha=m齿根高hfhf=1.25m齿全高hh=2.25m分度圆直径dd=mz齿顶圆直径dada=d+2ha=m(z+2)齿根圆直径dfdf=d-2hf=m(z-2.5)齿距pp=πm分度圆齿厚ss=πm/2中心距aa=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2（4）圆柱齿轮的规定画法根据国家标准（GB4459.2－2003），齿轮的轮齿部分按规定画，轮齿以外的部分，按实际投影绘制。单个齿轮的画法齿轮一般用两个视图表示，主视图的齿轮轴线水平放置，左视图是反映圆的视图。单个齿轮的画法如图8-22：1）齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制；分度圆和分度线用点画线绘制；齿根圆和齿根线用细实线绘制，也可省略，如图8-22a。2）在剖视图中，当剖切平面通过齿轮的轴线时，轮齿一律按不剖处理，齿根线用粗实线绘制，如图8-22b。齿顶线分度线齿根线齿顶圆分度圆齿根圆a)齿轮视图b)齿轮剖视图图8-22单个齿轮的规定画法如果需表明轮齿的齿形，可在齿轮投影为圆的视图中用粗实线画出一个或两个齿，或用适当比例的局部放大图表示。在画齿形时，可以用圆弧代替渐开线的齿廓形状，如图8-23所示。图中p/2为齿厚s，齿根部圆角为r=0.2m。图8-23齿形的近似画法直齿圆柱齿轮的啮合画法1）在非啮合区：按单个齿轮的画法绘制。2）在啮合区：在垂直于圆柱齿轮轴线的视图（反映圆的视图）中（通常为左视图），啮合区内两轮的齿顶圆用粗实线绘制或省略不画，两节圆相切，如图8-24b或图9-24c。3）在平行于圆柱齿轮轴线的视图中（通常为主视图），若不剖，齿顶线不画，节线用粗实线绘制，如图8-24a所示。a)主视图b)左视图（啮合区内绘出齿顶圆）c）左视图（啮合区内不绘齿顶圆）图8-24啮合齿轮的外形画法4）当剖切平面通过两啮合齿轮的轴线时，在啮合区内，两轮的节线（标准齿轮为分度线）重合为一条点画线，齿根线都画成粗实线，一个齿轮的齿顶线画成粗实线，另一个齿轮的齿顶线画成虚线或省略不画。齿顶和齿根的间隙为0.25m。如图8-25所示。5）在剖视图中，当剖切平面不通过啮合齿轮的轴线时，齿轮一律按不剖绘制。a)剖视画法b)剖视画法放大图图8-25啮合齿轮的剖视画法直齿圆柱齿轮啮合的画图步骤：先画反映圆的视图：画两轮的轴线；画相切的分度圆；画齿顶圆；画其他。再画与轴线平行的视图。直齿轮零件工作图图8-26所示为直齿轮零件工作图。图8-26齿轮零件工作图（5）齿轮内啮合及齿轮齿条啮合画法图8-27为两齿轮内啮合画法。图8-28为齿轮齿条啮合画法。图8-27两齿轮内啮合画法图8-28齿轮齿条啮合画法。（6）斜齿和人字齿圆柱齿轮的画法斜齿圆柱齿轮及人字齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮画法相似：其反映圆的视图（不论单个齿轮或两齿轮啮合）与直齿圆柱齿轮的画法一样；但在其平行于齿轮轴线的视图中，用三条与齿线方向一致的细实线表示其齿线特征（如果要剖视，采用局部剖视），如图8-29。a）单个斜齿圆柱齿轮的画法b）单个人字齿圆柱齿轮的