机械制图－齿轮（图文教程）

齿轮是应用非常广泛的传动件，用以传递动力和运动，并具有改变转速和转向的作用。依据两啮合齿轮轴线在空间的相对位置不同，常见的齿轮传动可分为下列三种形式（图10-47）：

圆柱齿轮传动——用于两平行轴之间的传动。

圆锥齿轮传动——用于两相交轴之间的传动。

蜗杆蜗轮传动——用于两交叉轴之间的传动。

齿轮传动的另一种形式为齿轮齿条传动（图10-48），可用于转动和移动之间的运动转换。

常见的齿轮轮齿是直齿与斜齿。轮齿又有标准齿与非标准齿之分，具有标准齿的齿轮称为标准齿轮。本节介绍具有渐开线齿形的标准齿轮的有关知识与规定画法。

图10－47　三种齿轮传动　　　　　　图10－48　齿轮齿条传动

1．标准直齿圆柱齿轮各部分的名称和尺寸关系　

标准直齿圆柱齿轮各部分的名称和尺寸关系如图10－49所示。

图10－49　标准直齿圆柱齿轮各部分的名称和尺寸关系

①齿顶圆直径（da）是通过轮齿顶部的圆周直径；

②齿根圆直径（df）是通过轮齿根部的圆周直径；

③分度圆直径（d）是齿顶圆和齿根圆之间的一个圆的直径，在该圆的圆周上齿厚（s）和齿槽宽（e）相等（对标准齿轮而言）。

④齿距（p）在分度圆上，是两个相邻齿对应点间的弧长，标准齿轮s=e，p=s+e。

⑤齿高（h）是从齿顶到齿根的径向距离，h=ha+hf；

齿根高（hf）是从分度圆到齿根圆的径向距离；

齿顶高（ha）是从齿顶圆到分度圆的径向距离；

⑥模数（m）：设齿轮的齿数为z，则有：

d＝p/π×z

令p/π＝m，

则d＝mz

模数m为有理数，模数愈大，轮齿就愈大,齿轮的承载能力大。互相啮合的两齿轮，其齿距p和模数m都相等。为减少加工齿轮刀具的数量，国家标准对齿轮的模数作了统一的规定，如表10－6所示。

表10－6

⑦压力角、齿形角　　在分度圆齿廓上的点K在齿轮转动时，它的运动方向（分度圆的切线方向）和正压力方向（渐开线的法线方向）所夹的锐角，称为压力角。而加工齿轮用的基本齿条的法向压力角，称为齿形角，如图10－50所示。

压力角和齿形角均以a表示，我国标准规定a角为20°。

图10－50　齿形角　　　　　　图10－51

⑧节圆（d′）　　当两齿轮啮合时，在中心的连线上，两齿廓的接触点，称为节点（p）。以o1，o2为圆心，分别过节点p所作的两个圆，称为节圆，两节圆相切，其直径分别用d1′、d2′表示。

⑨中心距a　两圆柱齿轮轴线之间的距离称为中心距。装配准确的标准齿轮，其中心距a：a=d1/2+d2/2=1/2*m（z1+z2）

2．各参数之间的联系

齿距：p=πm

齿顶高：ha=m

齿根高：hf=1．25m

齿高：h=2．25m

分度圆直径：d=mz

齿顶圆直径：da=m（z+2）

齿根圆直径：df=m（z-2．5）

中心距：　　a=m（z1+z2）/2

3．单个直齿圆柱齿轮画法

齿轮的轮齿部分，按国家标准规定绘制，如图10－52所示。

①齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制；

②分度圆和分度线用细点画线绘制（分度线应超出轮齿两端面2～3mm）；

③齿根圆和齿根线用细实线绘制，也可省略不画；在剖视图中，齿根线用粗实线绘制，这时不可省略。

④在剖视图中，当剖切平面通过齿轮轴线时，轮齿一律按不剖处理。

齿轮除轮齿部分外，其余轮体结构均应按真实投影绘制。轮体的结构和尺寸，由设计要求确定。齿轮属于轮盘类零件，其表达方法与一般轮盘类零件相同。通常将轴线水平放置，可选用两个视图，如图10－52所示；或一个视图和一个局部视图，其中的非圆视图可作半剖视或全剖视。

图10－52　绘制轮齿的标准画法

⑤如需要表示轮齿的方向（斜齿、人字齿）时，可用三条与轮齿方向一致的细实线表示，如图10－53所示。

图10－53　斜齿和人字齿的画法

4．两齿轮啮合的画法

两齿轮啮合时，除啮合区外，其余部分均按单个齿轮绘制。啮合区按如下规定绘制，如图10－54所示。

图10－54　两齿轮啮合的画法

①在垂直于齿轮轴线的投影面的视图（反映为圆的视图）中，两节圆应相切，齿顶圆均按粗实线绘制，如图10－54的主视图视图所示；在啮合区的齿顶圆也可省略不画，如图10－54是左视图所示。齿根圆全部省略不画。

②在平行于齿轮轴线的投影面的视图（非圆视图）中，当采用剖视且剖切平面通过两齿轮的轴线时（图10－54的右视图），在啮合区将一个齿轮的轮齿用粗实线绘制，另一个齿轮的轮齿被遮挡的部分用虚线绘制，虚线也可省略。

③当不采用剖视而用外形视图表示时，啮合区的齿顶线不需画出，节线用粗实线绘制；非啮合区的节线仍用细点画线绘制，齿根线均不画出如图10－55所示。

图10－55　用外形视图表示齿轮啮合的画法

如果两轮齿宽不等，则啮合区的画法如图10－56所示。不论两轮齿宽是否一致，一轮的齿顶线与另一轮的齿根线之间，均应留有0．25m的间隙。

图10－56　两轮齿宽不等的啮合区画法

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