一、齒制的定義
齒制是指齒輪傳動(dòng)中，兩個(gè)或多個(gè)相互嚙合的齒輪之間，按照一定規(guī)律排列和設(shè)計(jì)的齒形、齒數(shù)、模數(shù)等參數(shù)的總稱。這些參數(shù)共同決定了齒輪傳動(dòng)的性能、效率和可靠性。
二、齒制的類型
齒制有多種類型，常見的包括直齒、斜齒、漸開線齒、圓弧齒等。每種齒制都有其特定的應(yīng)用場(chǎng)景和優(yōu)缺點(diǎn)。
直齒：齒形為矩形，齒廓是一條直線。傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音低，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械行業(yè)，如汽車、飛機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。
斜齒：齒型為斜形，齒輪的軸線與齒輪的輪緣相交。相比直齒具有更好的傳動(dòng)性能和噪聲性能，能承受更大的載荷和轉(zhuǎn)矩，因此被廣泛應(yīng)用于重型機(jī)械行業(yè)。
漸開線齒：齒面呈漸進(jìn)曲線形狀，具有噪聲小、傳動(dòng)效率高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。常用于高速、重載、高精度的傳動(dòng)場(chǎng)合，如機(jī)床傳動(dòng)。
圓弧齒：齒面呈圓弧形狀，具有更大的傳動(dòng)功率和負(fù)載能力，而且可與其他類型的齒輪配合進(jìn)行傳動(dòng)。廣泛應(yīng)用于汽車變速器和高速鐵路傳動(dòng)系統(tǒng)中。
三、齒制的設(shè)計(jì)參數(shù)
齒制的設(shè)計(jì)參數(shù)包括齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、螺旋角等。這些參數(shù)的選擇直接影響到齒輪傳動(dòng)的性能。
齒數(shù)：齒輪上的輪齒數(shù)目，決定了齒輪的轉(zhuǎn)速比和傳動(dòng)效率。
模數(shù)：齒輪的齒距與π的比值，決定了齒輪的尺寸和承載能力。
壓力角：兩齒輪嚙合時(shí)，齒面所受的正壓力與齒面法線之間的夾角。影響齒輪的傳動(dòng)效率和承載能力。
齒輪的壓力角是指在齒輪嚙合過程中，齒面上某點(diǎn)的法線與該點(diǎn)的相對(duì)速度方向之間的夾角。對(duì)于漸開線齒輪，壓力角會(huì)隨著齒輪上的位置不同而變化。在齒輪設(shè)計(jì)中，最常用的壓力角是20°，也有使用14.5°和25°的情況。20°壓力角是最常用的標(biāo)準(zhǔn)壓力角，適用于大多數(shù)一般性傳動(dòng)。14.5°壓力角適用于低速、輕載和高精度的傳動(dòng)，而25°壓力角適用于高速、重載和沖擊載荷較大的傳動(dòng)。
在漸開線齒輪中，漸開線上任一點(diǎn)法向壓力的方向線(即漸開線在該點(diǎn)的法線)和該點(diǎn)速度方向之間的夾角稱為該點(diǎn)的壓力角。通常所指的壓力角20°、25°指的是齒輪分度圓與漸開線交點(diǎn)處點(diǎn)的壓力角。
壓力角的大小影響齒輪的傳動(dòng)性能和使用壽命。壓力角越小，說明有效分力越大，傳動(dòng)性能越好。簡而言之，壓力角大了，有害分力就變大了，有害分力去哪里了呢?作為設(shè)計(jì)師，必須考慮。通過軸的彎曲最終作用在軸承或軸瓦上。而在齒輪傳動(dòng)中，壓力角也可以用齒輪漸開線上任一點(diǎn)法向壓力的方向線和該點(diǎn)速度方向之間的夾角來表示。通常所指的壓力角20°(或25°)是指齒輪傳動(dòng)中分度圓與漸開線交點(diǎn)處點(diǎn)的壓力角。
在設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，選擇合適的壓力角是非常重要的，因?yàn)樗苯佑绊扆X輪的強(qiáng)度和傳動(dòng)效率。隨著壓力角的增大，效率變得越低，因?yàn)橛行У牧φ伎偟昧ψ冃×恕?/p>
不同的標(biāo)準(zhǔn)壓力角適用于不同的工況和要求，工程師需要根據(jù)具體情況選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)壓力角，以確保齒輪傳動(dòng)的可靠性和穩(wěn)定性。
螺旋角：斜齒輪的齒面與齒輪軸線的夾角，影響齒輪的傳動(dòng)性能和噪聲水平。
四、齒制的應(yīng)用
齒制在機(jī)械傳動(dòng)中具有廣泛的應(yīng)用，如汽車、飛機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、重型機(jī)械、機(jī)床、起重機(jī)等各種機(jī)械設(shè)備中。不同的齒制類型適用于不同的傳動(dòng)場(chǎng)合和性能要求。
綜上所述，齒制是齒輪傳動(dòng)中的關(guān)鍵要素，它決定了齒輪傳動(dòng)的性能、效率和可靠性。在設(shè)計(jì)和選擇齒制時(shí)，需要根據(jù)具體的傳動(dòng)要求和性能要求來進(jìn)行綜合考慮。