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外文資料翻譯 翻譯資料名稱 (外文 ) 翻譯資料名稱 (中文 ) 齒輪 院 （ 系）： 機械工程系 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 姓 名： 張策 學(xué) 號： 04111214 指 導(dǎo)教師： 林曉輝 完成日期： 齒輪 齒輪是成對運轉(zhuǎn)的直接接觸體，它們通過連續(xù)嚙合的稱作齒的突出物把運動和力從一根轉(zhuǎn)軸傳遞帶另一根轉(zhuǎn)軸上，或從一根轉(zhuǎn)軸傳遞到齒條上。圖 7 所示是四種主要的齒輪（正齒輪、斜齒輪、蝸輪和錐齒輪）以及齒條小齒輪 . 齒廓 齒輪齒的接觸面必須排列得使傳動是流暢的，即所傳遞的負(fù)載決不能依賴摩擦接觸。正如在分析直接接觸體時所指出的，這要求接觸面上 的公法線一定既不能通過主動輪的樞軸，也不能通過從動輪的樞軸。 大多數(shù)齒輪的齒廓還要求具有能使齒輪的速比保持不變的那樣一種外形（本文只討論這種齒輪，除非另作說明）。這就要求公法線必須與兩齒輪樞軸的連線在一定點相交。 正如在討論直接接觸體的那一節(jié)所指出的，擺線好漸開線齒廓不但能保證流暢傳動而且能獲得等速比，即共軛作用。 我們已經(jīng)列舉了漸開線用作齒輪齒廓的一些優(yōu)點。評價齒輪齒廓時所要考慮的因素包括制造的難易程度、對調(diào)整不良的敏感性以及承受負(fù)載的能力。在所有這幾方面，漸開線都優(yōu)于或比得上擺線。然而，漸開線不適 用于只有六、七個齒每齒能轉(zhuǎn)六十度角的從動齒輪齒。這是鐘表齒輪的要求。由于擺線齒或近似于尖拱形（圓弧形）的齒能滿足這一點，所以它們用于鐘表和小型儀表中。另一類用于鐘表裝置的小齒輪是鈍齒小齒輪，或者稱為針齒輪。這種齒是由固定在兩塊端板之間的許多段很短的經(jīng)過拋光的硬質(zhì)鋼絲制作，和它配合的齒輪上的齒呈現(xiàn)共軛外擺線形。利用滾柱來代替固定的針齒，可以減少摩擦力。 最近在某些國家，建議對齒輪采用圓形齒廓。因為互相接觸的一對漸開線都是凸形 的，其接觸應(yīng)力比圓形齒廓所能獲得的一對凹凸形齒廓的應(yīng)力要大。盡管圓形齒廓的接觸面承 載能力比較高，然而這種齒輪使用的比較少。因為它們沒有漸開線齒輪所具有的那種齒廓互換性，并且難于制造，對中心距的變化也非常敏感。 盡管也存在某些缺點，漸開線仍然是最常用的齒輪齒廓。就傳遞運動而論，一對齒輪的齒無論具有什么形狀都無關(guān)重要，只要這些齒是互相嚙合就行，也就是說，只要能以等速比傳遞運動就行。需要著重考慮 的問題是制造的方便程度和互換性。 蝸杠及其嚙合齒輪是不可分的，切削該齒輪所用的刀具（滾齒刀）基本上同蝸桿是完全一樣的東西。英國某些制造廠比較喜歡采用漸開線齒廓的蝸桿；在美國，這種類型的齒輪很少采用 漸開線。 基本關(guān)系 一對齒輪中比較小的一個叫小齒輪，較大的一個叫大齒輪。如果小齒輪在主動軸上，這對齒輪起減速裝置的作用；如果大齒輪裝在主動軸上，這對齒輪起加速裝置的作用。齒輪裝置較常用語減速而不是用于加速。 如果一個齒數(shù)為 N 的齒輪的轉(zhuǎn)速為 n 轉(zhuǎn) /分，則乘積 量綱是“每分鐘齒數(shù)”。這一乘積對于互配的兩個齒輪來說必須是相等的，如果在通過嚙合區(qū)時想讓每一個齒都能從互陪齒輪獲得一個互陪齒的話。對于各種類型的嚙合齒輪來說，齒輪傳動比和轉(zhuǎn)速比都是根據(jù)大齒輪的齒數(shù)同小齒輪的齒數(shù)的比值得出來的。如果大齒輪的 齒數(shù)為 100，互配小齒輪的齒數(shù)為 20 則比值 齒輪的轉(zhuǎn)速都是大齒輪的 5 倍。 如果兩根軸是平行的，該大齒輪和小齒輪可以用一對速度比與這對齒輪相同的通過純滾動接觸傳遞運動的圓柱體來代替。在這兩個齒輪上，稱這兩個假想的圓柱體的圓稱作節(jié)圓；這兩個節(jié)圓可供分析齒輪的參數(shù)之用。這兩個圓的切點稱作節(jié)點，因為節(jié)點位于中心線上，所以節(jié)點是兩個齒輪純滾動接觸的唯一的一點。兩根軸上不平行，不相交的一對齒輪也有節(jié)圓，但滾動節(jié)圓的概念對它是不適用的。 齒輪的型式主要取決于軸的布置；此外，某幾種類型的齒 輪比其它幾種更適用于速度變化很大的場合。這意味著如果對軸的布置有某種特殊的要求，齒輪的型式或多或少也就確定了。反之，若果所需要的某種速度變化要求某種型式的齒輪，那么軸的位置也就確定了。 直齒輪和斜齒輪 齒輪其輪齒與軸平行的齒輪稱作直齒輪。一對直齒輪只能用來連接平行軸。然而，平行軸也可以用其他型式的齒輪來連接，并且一個直齒輪可以同一個不同形式的齒輪互配。 在圖 6 中，如果互配的漸開線直齒輪的一對齒的齒廓都是漸開線，那么，因為接觸在 r 點開始并在 s 點結(jié)束，為了獲得連續(xù)傳動，一對齒在 s 點脫離接觸之前，另一對齒必須 在 r 點開始接觸。這種情況是否出現(xiàn)取決于吃的間距和直線 長度，而 長度取決于齒伸出節(jié)圓上下的量。這些尺寸的使用值已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了。 因為節(jié)圓是純滾動的，互配齒輪兩個節(jié)圓上齒的距離必須相等。這個距離記做 p，他是齒的尺寸的計量參數(shù)，是相鄰的兩個齒在節(jié)圓上相應(yīng)的兩點之間的距離。 為了避免由于熱膨脹而出現(xiàn)的卡頓現(xiàn)象，為了潤滑，為了補償在制造是不可避免的誤差，所有傳遞動力的齒輪必須具有側(cè)向間隙。這意味著在互配齒輪的節(jié)圓上，小齒輪的間隙寬度必須稍大于大齒輪的寬度，反之亦然。在儀表齒輪上，可以利用中部分開的配合齒輪 來消除側(cè)向間隙，它的一半可相對于另一半轉(zhuǎn)動。彈簧迫使配合齒輪的齒占滿小齒輪的間隙的整個空間。 如果一個漸開線直齒小齒輪是用橡皮做的，并且被均勻扭轉(zhuǎn)使其兩端面繞軸線相對轉(zhuǎn)動，則原來是直的、其方向同軸線平行的輪齒素線就會變成螺旋線。那么這個小齒輪實際上就會變成一個斜齒輪。 斜齒輪具備某些有點，例如，當(dāng)連接兩根平行軸時，斜齒輪比齒數(shù)相同并用相同刀具切削出來的直齒輪具有較高的承載能力。由于齒輪的重疊作用工作比較平穩(wěn)，并且與直齒輪相比能以比較高的節(jié)線速度運轉(zhuǎn)。節(jié)線速度是節(jié)圓的速度。因為齒輪傾斜于旋轉(zhuǎn)軸的方向，所以 斜齒輪會產(chǎn)生軸向推力。如果單個使用，這一推力必須有軸承來承受。推力問題可以通過在同一培件上切削兩列方向相反的斜齒的方法來克服。根據(jù)制造方法的不同，齒輪可以做成連續(xù)人字形的，或者做成雙斜齒形的，在兩列斜齒之間留一間隙以便讓切削刀具通過。雙斜齒輪非常適用于高速高效的傳遞動力。這種齒輪的一個重要用途是用在船舶上的齒輪蝸輪傳動。在一條排水量八萬噸的客輪上，有四個單級減速人字齒輪箱，從每分鐘 1500 轉(zhuǎn)和 1050轉(zhuǎn)的幾臺渦輪機把總功率 160000 馬力傳遞到每分鐘 180 轉(zhuǎn)的螺旋槳軸上。每個大型從動齒輪的直徑接近于 尺。 斜齒輪也能用來連接不平行也不相交的相互成任何角度的軸。 90 度是這種齒輪最常用的角度。當(dāng)兩根軸平行時，互配齒輪的輪齒之間的接觸是“線接觸”，不管齒輪是直齒輪還是斜齒輪。當(dāng)軸傾斜時，接觸就變成了“點接觸”。因此，交叉軸（不平行也不相交）斜齒輪的承載能力就不及平行軸斜齒輪。然而，交叉軸斜齒輪不易調(diào)整，所以常用于只有摩擦力是唯一阻礙運動的力的儀表和定位機構(gòu)上。 如上所述，適用于平行軸齒輪的滾動節(jié)圓的概念，不適用于不平行也不相交的軸。這意味著一對齒輪當(dāng)它們的軸相互交叉時，比相互平行時更容易獲得大的速比，比如 100。在平行軸的情況下，小齒輪的節(jié)徑應(yīng)是大齒輪節(jié)徑的 1/100，這個比較不現(xiàn)實。在交叉軸的情況下，小齒輪只要有一個斜齒就行其大小要適應(yīng)足夠的強度的需要。這個小齒輪看上去就像一個螺旋。而大齒輪則有一百個牙。 蝸輪蝸桿和錐齒輪 為了使交叉軸斜齒輪獲得線接觸并且改進(jìn)他的承載能力，可以把大齒輪做成彎曲的，部分包在小齒輪上，有點像螺母套在螺絲上一樣。結(jié)果就形成一個柱形蝸桿和蝸輪。蝸桿也可以做成沙漏形（即兩端粗中間細(xì)，象計量時間用的沙漏的形狀）而不是圓柱形的，以便部分包在小輪上。這就導(dǎo)致承載能力的進(jìn)一步提高。 蝸輪蝸 桿提供了獲得一對大速比齒輪的最簡單的方法。然而，蝸輪蝸桿的效率通常低于平行軸齒輪，因為沿輪齒方向會產(chǎn)生額外的滑動。由于它們的類似性蝸輪蝸桿的效率也同樣取決于影響螺紋效率的那些因素。大直徑的單線蝸桿的導(dǎo)角很小并且效率很低。多線蝸桿的導(dǎo)角較大并且效率也比較高。如果導(dǎo)角約為 15 度，摩擦系數(shù)小于 其效率約為 55%至 95%不等，渦輪就能驅(qū)動蝸桿。這樣的組合可以組成結(jié)構(gòu)緊湊的增速裝置；它們已經(jīng)用來驅(qū)動飛機發(fā)動機的增壓器。在自鎖式蝸輪蝸桿中，蝸輪不能驅(qū)動蝸桿，并且效率而已低于50%。 為了使傳遞的轉(zhuǎn)動和扭轉(zhuǎn)能轉(zhuǎn) 一個角度，常常使用傘齒輪。所連接的兩根軸如果延長后其軸線就會相交，它們彼此通常（但不是必須）相交成 90 度。傘齒輪的節(jié)面是滾動的截錐，而在厚度和高度上都必須逐漸減小的輪齒即可以是直的，也可以是弧形的。雖然弧齒傘齒輪稱作螺旋傘齒輪，但輪齒的曲線通常是一個圓弧。輪齒的曲率可以導(dǎo)致輪齒重疊工作從而使動力的傳遞比直齒平穩(wěn)。對于高轉(zhuǎn)速和高扭矩來說，螺旋傘齒輪由于直齒傘齒輪，很象在兩軸平行的情況下，斜齒輪優(yōu)于正齒輪一樣。 適用于兩軸不相交的螺旋傘齒輪稱作偏軸錐齒輪。這種齒輪的節(jié)面不是滾動的，并且它們的平均直徑比不等于速比 。因此，小齒輪的齒數(shù)可以比較小，并使其大小能適應(yīng)承載的需要。這就使之比兩軸相交有更高的速比，正向交叉軸斜齒輪和蝸輪蝸桿能比平行軸斜齒輪提供更高的速比一樣。不需要成比例的滾動節(jié)面是一個有利之處。 螺旋錐齒輪在汽車上用來連接驅(qū)動軸和后軸。驅(qū)動軸上的小齒輪的軸線低于大齒輪的軸線，這就使發(fā)動機和車子的重心得以降低。因為軸不相交，所以從安裝在一根小齒輪軸上的幾個小齒輪可以驅(qū)動幾根輪軸，像卡車的傳動軸那樣。 錐齒輪的齒廓不是漸開線形，它們的形狀使切齒輪刀具比漸開線刀具更易于制造和維修。因為錐齒輪都是成對供應(yīng)的，只要它們 的相互嚙合的，它們就不需要同齒數(shù)的其他齒輪嚙合。 齒輪系和減速器 一對齒輪能獲得的最大傳動比因齒輪的類型和用途而異。各種類型的齒輪在平均負(fù)載條件下最大傳動比的近似值如下：直齒輪： 8；平行軸斜齒輪： 10；直齒錐齒輪： 6；螺旋錐齒輪： 8；直角交錯齒輪： 12；蝸輪蝸桿： 80。對輕載齒輪、儀表齒輪和定位齒輪來說，這一比值還可以更大點。用類似于和偏軸傘齒輪嚙合的錐形蝸桿的齒輪裝置可以獲得高達(dá) 400 或 400 以上的傳動比。對于重載齒輪，上述比值可能太高，這會造成這樣一種情況，即傳動比過高找不到合適的小齒輪。 因為一對齒 輪的傳動比是齒數(shù)的商，并且因為一對適用的齒輪的齒數(shù)的最大值和最小值通常都有一個極限，因此一對齒輪所能獲得的傳動比值也有一定限度。為了擴大其比值范圍，必須采用幾對齒輪或齒輪輪系。齒輪系的總速比是每對齒輪的速比的乘積。在某些情況下，用齒輪不能獲得精確的速比，但采用兩對或幾對齒輪，就能使所要求的速比接近任何精確度。 為了使機械制造者和使用者方便起見，根據(jù)工業(yè)通用的式樣，制造了各種不同類型，結(jié)構(gòu)，速比和能力的成套減速器；這些減速器有一個外殼，外殼里面裝有軸承，軸，齒輪，潤滑劑和油封。增速器通常是定做的。 在連續(xù)運轉(zhuǎn) 的情況下，由于輪齒，潤滑劑，軸承和油封中的摩擦作用，所有減速器都會發(fā)熱。如果發(fā)熱的速度比散發(fā)到大氣中速度快，潤滑劑就會變質(zhì)，齒輪或軸承就會損壞。 in to or a to a by of of a . of be in a is on As in of to to of a of at a As in on a a , of of as a to be in a of to On of is or to of as as or of 0 is a or on of in is or of on in of is in in a as be of to to In of is As as of is it on a as as to i,e, a A is a is a of in of of a is is is on is a is a to to If a at n n be of a if is to a as it of by of of on to of on If a 00 a 0, . as as of of If be by a of by at as On in of of is it on of it is at on is by of in if a of is of is or On if a a A to is as a A be to be by of a be a of a In , if a of on at r at s , to of a at r of at s . or on of on of on of on 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