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外文资料翻译 翻译资料名称 (外文 ) 翻译资料名称 (中文 ) 齿轮 院 （ 系）： 机械工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 张策 学 号： 04111214 指 导教师： 林晓辉 完成日期： 齿轮 齿轮是成对运转的直接接触体，它们通过连续啮合的称作齿的突出物把运动和力从一根转轴传递带另一根转轴上，或从一根转轴传递到齿条上。图 7 所示是四种主要的齿轮（正齿轮、斜齿轮、蜗轮和锥齿轮）以及齿条小齿轮 . 齿廓 齿轮齿的接触面必须排列得使传动是流畅的，即所传递的负载决不能依赖摩擦接触。正如在分析直接接触体时所指出的，这要求接触面上 的公法线一定既不能通过主动轮的枢轴，也不能通过从动轮的枢轴。 大多数齿轮的齿廓还要求具有能使齿轮的速比保持不变的那样一种外形（本文只讨论这种齿轮，除非另作说明）。这就要求公法线必须与两齿轮枢轴的连线在一定点相交。 正如在讨论直接接触体的那一节所指出的，摆线好渐开线齿廓不但能保证流畅传动而且能获得等速比，即共轭作用。 我们已经列举了渐开线用作齿轮齿廓的一些优点。评价齿轮齿廓时所要考虑的因素包括制造的难易程度、对调整不良的敏感性以及承受负载的能力。在所有这几方面，渐开线都优于或比得上摆线。然而，渐开线不适 用于只有六、七个齿每齿能转六十度角的从动齿轮齿。这是钟表齿轮的要求。由于摆线齿或近似于尖拱形（圆弧形）的齿能满足这一点，所以它们用于钟表和小型仪表中。另一类用于钟表装置的小齿轮是钝齿小齿轮，或者称为针齿轮。这种齿是由固定在两块端板之间的许多段很短的经过抛光的硬质钢丝制作，和它配合的齿轮上的齿呈现共轭外摆线形。利用滚柱来代替固定的针齿，可以减少摩擦力。 最近在某些国家，建议对齿轮采用圆形齿廓。因为互相接触的一对渐开线都是凸形 的，其接触应力比圆形齿廓所能获得的一对凹凸形齿廓的应力要大。尽管圆形齿廓的接触面承 载能力比较高，然而这种齿轮使用的比较少。因为它们没有渐开线齿轮所具有的那种齿廓互换性，并且难于制造，对中心距的变化也非常敏感。 尽管也存在某些缺点，渐开线仍然是最常用的齿轮齿廓。就传递运动而论，一对齿轮的齿无论具有什么形状都无关重要，只要这些齿是互相啮合就行，也就是说，只要能以等速比传递运动就行。需要着重考虑 的问题是制造的方便程度和互换性。 蜗杠及其啮合齿轮是不可分的，切削该齿轮所用的刀具（滚齿刀）基本上同蜗杆是完全一样的东西。英国某些制造厂比较喜欢采用渐开线齿廓的蜗杆；在美国，这种类型的齿轮很少采用 渐开线。 基本关系 一对齿轮中比较小的一个叫小齿轮，较大的一个叫大齿轮。如果小齿轮在主动轴上，这对齿轮起减速装置的作用；如果大齿轮装在主动轴上，这对齿轮起加速装置的作用。齿轮装置较常用语减速而不是用于加速。 如果一个齿数为 N 的齿轮的转速为 n 转 /分，则乘积 量纲是“每分钟齿数”。这一乘积对于互配的两个齿轮来说必须是相等的，如果在通过啮合区时想让每一个齿都能从互陪齿轮获得一个互陪齿的话。对于各种类型的啮合齿轮来说，齿轮传动比和转速比都是根据大齿轮的齿数同小齿轮的齿数的比值得出来的。如果大齿轮的 齿数为 100，互配小齿轮的齿数为 20 则比值 齿轮的转速都是大齿轮的 5 倍。 如果两根轴是平行的，该大齿轮和小齿轮可以用一对速度比与这对齿轮相同的通过纯滚动接触传递运动的圆柱体来代替。在这两个齿轮上，称这两个假想的圆柱体的圆称作节圆；这两个节圆可供分析齿轮的参数之用。这两个圆的切点称作节点，因为节点位于中心线上，所以节点是两个齿轮纯滚动接触的唯一的一点。两根轴上不平行，不相交的一对齿轮也有节圆，但滚动节圆的概念对它是不适用的。 齿轮的型式主要取决于轴的布置；此外，某几种类型的齿 轮比其它几种更适用于速度变化很大的场合。这意味着如果对轴的布置有某种特殊的要求，齿轮的型式或多或少也就确定了。反之，若果所需要的某种速度变化要求某种型式的齿轮，那么轴的位置也就确定了。 直齿轮和斜齿轮 齿轮其轮齿与轴平行的齿轮称作直齿轮。一对直齿轮只能用来连接平行轴。然而，平行轴也可以用其他型式的齿轮来连接，并且一个直齿轮可以同一个不同形式的齿轮互配。 在图 6 中，如果互配的渐开线直齿轮的一对齿的齿廓都是渐开线，那么，因为接触在 r 点开始并在 s 点结束，为了获得连续传动，一对齿在 s 点脱离接触之前，另一对齿必须 在 r 点开始接触。这种情况是否出现取决于吃的间距和直线 长度，而 长度取决于齿伸出节圆上下的量。这些尺寸的使用值已经标准化了。 因为节圆是纯滚动的，互配齿轮两个节圆上齿的距离必须相等。这个距离记做 p，他是齿的尺寸的计量参数，是相邻的两个齿在节圆上相应的两点之间的距离。 为了避免由于热膨胀而出现的卡顿现象，为了润滑，为了补偿在制造是不可避免的误差，所有传递动力的齿轮必须具有侧向间隙。这意味着在互配齿轮的节圆上，小齿轮的间隙宽度必须稍大于大齿轮的宽度，反之亦然。在仪表齿轮上，可以利用中部分开的配合齿轮 来消除侧向间隙，它的一半可相对于另一半转动。弹簧迫使配合齿轮的齿占满小齿轮的间隙的整个空间。 如果一个渐开线直齿小齿轮是用橡皮做的，并且被均匀扭转使其两端面绕轴线相对转动，则原来是直的、其方向同轴线平行的轮齿素线就会变成螺旋线。那么这个小齿轮实际上就会变成一个斜齿轮。 斜齿轮具备某些有点，例如，当连接两根平行轴时，斜齿轮比齿数相同并用相同刀具切削出来的直齿轮具有较高的承载能力。由于齿轮的重叠作用工作比较平稳，并且与直齿轮相比能以比较高的节线速度运转。节线速度是节圆的速度。因为齿轮倾斜于旋转轴的方向，所以 斜齿轮会产生轴向推力。如果单个使用，这一推力必须有轴承来承受。推力问题可以通过在同一培件上切削两列方向相反的斜齿的方法来克服。根据制造方法的不同，齿轮可以做成连续人字形的，或者做成双斜齿形的，在两列斜齿之间留一间隙以便让切削刀具通过。双斜齿轮非常适用于高速高效的传递动力。这种齿轮的一个重要用途是用在船舶上的齿轮蜗轮传动。在一条排水量八万吨的客轮上，有四个单级减速人字齿轮箱，从每分钟 1500 转和 1050转的几台涡轮机把总功率 160000 马力传递到每分钟 180 转的螺旋桨轴上。每个大型从动齿轮的直径接近于 尺。 斜齿轮也能用来连接不平行也不相交的相互成任何角度的轴。 90 度是这种齿轮最常用的角度。当两根轴平行时，互配齿轮的轮齿之间的接触是“线接触”，不管齿轮是直齿轮还是斜齿轮。当轴倾斜时，接触就变成了“点接触”。因此，交叉轴（不平行也不相交）斜齿轮的承载能力就不及平行轴斜齿轮。然而，交叉轴斜齿轮不易调整，所以常用于只有摩擦力是唯一阻碍运动的力的仪表和定位机构上。 如上所述，适用于平行轴齿轮的滚动节圆的概念，不适用于不平行也不相交的轴。这意味着一对齿轮当它们的轴相互交叉时，比相互平行时更容易获得大的速比，比如 100。在平行轴的情况下，小齿轮的节径应是大齿轮节径的 1/100，这个比较不现实。在交叉轴的情况下，小齿轮只要有一个斜齿就行其大小要适应足够的强度的需要。这个小齿轮看上去就像一个螺旋。而大齿轮则有一百个牙。 蜗轮蜗杆和锥齿轮 为了使交叉轴斜齿轮获得线接触并且改进他的承载能力，可以把大齿轮做成弯曲的，部分包在小齿轮上，有点像螺母套在螺丝上一样。结果就形成一个柱形蜗杆和蜗轮。蜗杆也可以做成沙漏形（即两端粗中间细，象计量时间用的沙漏的形状）而不是圆柱形的，以便部分包在小轮上。这就导致承载能力的进一步提高。 蜗轮蜗 杆提供了获得一对大速比齿轮的最简单的方法。然而，蜗轮蜗杆的效率通常低于平行轴齿轮，因为沿轮齿方向会产生额外的滑动。由于它们的类似性蜗轮蜗杆的效率也同样取决于影响螺纹效率的那些因素。大直径的单线蜗杆的导角很小并且效率很低。多线蜗杆的导角较大并且效率也比较高。如果导角约为 15 度，摩擦系数小于 其效率约为 55%至 95%不等，涡轮就能驱动蜗杆。这样的组合可以组成结构紧凑的增速装置；它们已经用来驱动飞机发动机的增压器。在自锁式蜗轮蜗杆中，蜗轮不能驱动蜗杆，并且效率而已低于50%。 为了使传递的转动和扭转能转 一个角度，常常使用伞齿轮。所连接的两根轴如果延长后其轴线就会相交，它们彼此通常（但不是必须）相交成 90 度。伞齿轮的节面是滚动的截锥，而在厚度和高度上都必须逐渐减小的轮齿即可以是直的，也可以是弧形的。虽然弧齿伞齿轮称作螺旋伞齿轮，但轮齿的曲线通常是一个圆弧。轮齿的曲率可以导致轮齿重叠工作从而使动力的传递比直齿平稳。对于高转速和高扭矩来说，螺旋伞齿轮由于直齿伞齿轮，很象在两轴平行的情况下，斜齿轮优于正齿轮一样。 适用于两轴不相交的螺旋伞齿轮称作偏轴锥齿轮。这种齿轮的节面不是滚动的，并且它们的平均直径比不等于速比 。因此，小齿轮的齿数可以比较小，并使其大小能适应承载的需要。这就使之比两轴相交有更高的速比，正向交叉轴斜齿轮和蜗轮蜗杆能比平行轴斜齿轮提供更高的速比一样。不需要成比例的滚动节面是一个有利之处。 螺旋锥齿轮在汽车上用来连接驱动轴和后轴。驱动轴上的小齿轮的轴线低于大齿轮的轴线，这就使发动机和车子的重心得以降低。因为轴不相交，所以从安装在一根小齿轮轴上的几个小齿轮可以驱动几根轮轴，像卡车的传动轴那样。 锥齿轮的齿廓不是渐开线形，它们的形状使切齿轮刀具比渐开线刀具更易于制造和维修。因为锥齿轮都是成对供应的，只要它们 的相互啮合的，它们就不需要同齿数的其他齿轮啮合。 齿轮系和减速器 一对齿轮能获得的最大传动比因齿轮的类型和用途而异。各种类型的齿轮在平均负载条件下最大传动比的近似值如下：直齿轮： 8；平行轴斜齿轮： 10；直齿锥齿轮： 6；螺旋锥齿轮： 8；直角交错齿轮： 12；蜗轮蜗杆： 80。对轻载齿轮、仪表齿轮和定位齿轮来说，这一比值还可以更大点。用类似于和偏轴伞齿轮啮合的锥形蜗杆的齿轮装置可以获得高达 400 或 400 以上的传动比。对于重载齿轮，上述比值可能太高，这会造成这样一种情况，即传动比过高找不到合适的小齿轮。 因为一对齿 轮的传动比是齿数的商，并且因为一对适用的齿轮的齿数的最大值和最小值通常都有一个极限，因此一对齿轮所能获得的传动比值也有一定限度。为了扩大其比值范围，必须采用几对齿轮或齿轮轮系。齿轮系的总速比是每对齿轮的速比的乘积。在某些情况下，用齿轮不能获得精确的速比，但采用两对或几对齿轮，就能使所要求的速比接近任何精确度。 为了使机械制造者和使用者方便起见，根据工业通用的式样，制造了各种不同类型，结构，速比和能力的成套减速器；这些减速器有一个外壳，外壳里面装有轴承，轴，齿轮，润滑剂和油封。增速器通常是定做的。 在连续运转 的情况下，由于轮齿，润滑剂，轴承和油封中的摩擦作用，所有减速器都会发热。如果发热的速度比散发到大气中速度快，润滑剂就会变质，齿轮或轴承就会损坏。 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 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