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机械要素之齿轮的种类

发布者：零点巡夜 2023-4-25 06:09

#大有學問#

机械要素是构成机械的零件当中诸如螺钉、螺母、齿轮和键等的最小单位。齿轮是常用的机械要素之一，齿轮具有传递旋转运动，传达扭矩，改变旋转反向，改变速度等作用，是机械设计中必须掌握的机械要素。

一、在平行轴上使用的齿轮的种类和特征

直齿轮 齿线为直线且和轴平行的圆柱齿轮。齿和轴平行配置，因此有机械效率高的优点。但是由于啮合率和斜齿轮相比略小，因此在由强度和啮合方面导致的噪声问题上是其劣势。

特点

最简单，最容易生产。不产生轴向力。可以得到高精度的产品。使用范围最为广泛。

用途

一般传动用。

斜齿轮 齿线与轴处于相互倾斜位置的圆柱齿轮。由于齿与轴处于相互倾斜位置，所以容易产生轴向力，机械效率与直齿轮相比较差。但是，啮合率与直齿轮相比较大，因此在由强度和啮合方面导致的噪声问题上有其优势。

特点

比直齿轮的强度高。与直齿轮相比，噪音及振动小。缺点是轴方向产生推力。

用途用于一般传动装置，汽车，减速机等。

左倾斜为左旋齿，右倾斜为右旋齿。一对齿轮的螺旋角相同，螺旋方向相反。

人字形齿轮 左旋和右旋的斜齿轮组合在一起的齿轮。由于啮合时产生的轴向力可以相互抵消，所以可以在有减小轴向力需求时使用。

内齿轮 齿在圆筒内侧的齿轮。有齿线与轴平行或倾斜的两种。想要有效利用有限空间时使用。

特点

一对外齿轮相啮时，齿轮的旋转方向相反。内齿轮副的旋向相同。大齿轮 ( 内齿轮 ) 和小齿轮 ( 外齿轮 ) 的齿数差有限制。一般情况下，由小齿轮 ( 外齿轮 ) 驱动大齿轮 ( 内齿轮 )。构造简单，可以达到小型化的目的。

用途使用在高减速率的行星齿轮装置及离合器等装置中。

齿条在平板或者棒状材料的一面刻有齿，可以把它看做是圆柱齿轮半径无限变大的物体。与之配对使用的是圆柱齿轮。把旋转运动转换成直线运动，或者把直线运动转换成旋转运动时使用。

用途

广泛使用在工作机械，印刷机械及机器人等各种自动装置，搬运机械上。

二、交叉轴上使用的齿轮的种类和特征直齿锥齿轮

直齿伞形齿轮

齿线与节锥线的母线一致的齿轮，齿线为直线。

特点

比较容易生产。利用伞形齿轮可实现减速比 1:5。

用途工作机械，印刷机械等，特别是适合使用在差动装置中。

弧齿锥齿轮 齿线为曲线的锥齿轮。与圆柱齿轮相同，与直齿锥齿轮相比，啮合率更高，因此在由强度和啮合方面导致的噪声问题上有其优势。

特点

与直齿伞形齿轮相比较，轮齿接触面积，强度，使用寿命等性能更高。可以得到大减速比。与直齿伞形齿轮相比较，静音，传动效率高。制作难度较高。

用途适合于使用在高负荷，高速运转的场合。广泛应用在汽车，货车，火车，船舶等的最终减速装置上。

零度锥齿轮

螺旋角近似于零度的曲线齿锥齿轮。因为同时具有直齿和曲齿锥齿轮的特征,齿面的受力情形与直齿锥齿轮相同。

三、交错轴上使用的齿轮的种类和特征

圆柱蜗杆副 蜗杆和与之啮合的蜗轮的总称。只需一对齿轮副的啮合即可获得大的减速比是其特征。但是，由于是滑动接触产生的摩擦，机械效率与其他类型齿轮相比明显较小。啮合时的噪音低也是其特征。减速比大于1/40时，可以从蜗杆驱动，不可以从蜗轮驱动，有着不可逆的特点。但是，也有因振动产生逆转的可能。不可逆性被称为自锁。

交错轴斜齿轮 圆柱齿轮副在交错轴上做运动传达的齿轮。一般应用在较小负荷的机械结构上。

特点

除减速外亦可增速。轮齿为滑动接触，所以容易产生摩擦耗损。不适合使用在大功率传动上。

用途使用在汽车的驱动装置，自动机械等做复杂旋转传动的机械装置上。

准双曲面齿轮 在交错轴上传达运动的圆锥状齿轮。锥齿轮中两轴不相交型。一般的准双曲面齿轮的减速比在1/10左右，高传动比准双曲面齿轮可以实现高减速比，在设计上可以跟蜗轮蜗杆一样，达到不可逆性。

设计时一般先决定好两轴的关系，然后按照两轴关系选定齿轮。但是，考虑到齿轮的成本，两轴关系可以按照以下优先顺序。

1，平行轴上使用的齿轮 (廉价)

2，交叉轴上使用的齿轮

3，交错轴上使用的齿轮 (昂贵）

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