齒輪是常用件,廣泛用于機(jī)器或部件中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)中只有模數(shù)、壓力角已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，其它參數(shù)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定。齒輪不僅可以用來(lái)傳遞動(dòng)力，還能改變轉(zhuǎn)速和回轉(zhuǎn)方向。
圖1表示三種常見(jiàn)的齒輪傳動(dòng)形式，其中：圓柱齒輪通常用于平行兩軸之間的傳動(dòng)，圓錐齒輪用于相交兩軸之間的傳動(dòng)，蝸桿與蝸輪則用于交叉兩軸之間的傳動(dòng)。
圖1
一、圓柱齒輪
圓柱齒輪的輪齒有直齒、斜齒和人字齒等，是應(yīng)用最廣的一種齒輪。
1、直齒圓柱齒輪各部分名稱及尺寸計(jì)算
直齒圓柱齒輪各部分名稱如圖2所示。
圖2
說(shuō)明：
* 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪來(lái)說(shuō)，分度圓是齒厚與齒槽相等處的一個(gè)假想圓，它是設(shè)計(jì)齒輪時(shí)計(jì)算各部分尺寸的依據(jù)。
* 模數(shù)m，齒輪設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。
分度圓的周長(zhǎng)可由下式求得：周長(zhǎng)=πd=pz，即d=pz/π，
令 m=d/π ，m稱為模數(shù)，由于π是一個(gè)無(wú)理數(shù)，為設(shè)計(jì)制造方便，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值（見(jiàn)表1）。
在選用模數(shù)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用第一系列，其次選用第二系列，擴(kuò)號(hào)內(nèi)的模數(shù)盡可能不選用。
表1 漸開(kāi)線圓柱齒輪模數(shù)（摘自 GB1357-87） 單位：mm
當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的基本參數(shù)m和z確定之后，其它基本尺寸就可用公式計(jì)算，請(qǐng)看表2。
表2 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪各基本尺寸計(jì)算公式
* 節(jié)圓，中心距與壓力角
如圖3所示，當(dāng)一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，齒廓在連心線O1O2上的接觸點(diǎn)P稱為節(jié)點(diǎn)。分別以O(shè)1、O2為圓心，O1P、O2P為半徑作相切的兩個(gè)圓，稱為節(jié)圓，其直徑用d'1、d'2表示。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪來(lái)說(shuō)，節(jié)圓和分度圓是重合的。連接兩齒輪中心的連線O1O2稱為中心距，用a表示。在節(jié)點(diǎn)P處，兩齒廓曲線的公法線（即齒廓的受力方向）與兩節(jié)圓的內(nèi)公切線（即節(jié)點(diǎn)P處的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)方向）所夾的銳角，稱為齒形角或壓力角，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20°。
圖3
2、 直齒圓柱齒輪的畫法
（1）單個(gè)圓柱齒輪的畫法
一般用兩個(gè)視圖來(lái)表示單個(gè)齒輪（如圖4所示）。其中平行于齒輪軸線的
投影面的視圖常畫成全剖視圖或半剖視圖。根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定，齒頂圓和齒頂線用粗實(shí)線繪制；分度圓和分度線用細(xì)點(diǎn)劃線繪制；齒根圓和齒根線用細(xì)實(shí)線繪制，也可省略不畫；在剖視圖中，當(dāng)剖切平面通過(guò)齒輪軸線時(shí)，輪齒一律按不剖處理，齒根線則用粗實(shí)線繪制。
圖4
（2）圓柱齒輪的嚙合畫法
一對(duì)嚙合圓柱齒輪的模數(shù)m應(yīng)相同。
根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定：
在垂直于齒輪軸線的投影面的視圖中，嚙合區(qū)內(nèi)的齒頂圓均用粗實(shí)線繪制（看圖5a）,也可省略不畫（看圖5b），相切的兩分度圓用點(diǎn)劃線畫出，兩齒根圓省略不畫。
在平行于齒輪軸線的投影面的外形視圖中，不畫嚙合區(qū)內(nèi)的齒頂線，節(jié)線用粗實(shí)線畫出，其它處的節(jié)線仍用點(diǎn)劃線繪制。在剖視圖中，在嚙合區(qū)內(nèi)，將一個(gè)齒輪的輪齒用粗實(shí)線繪制，另一個(gè)齒輪的輪齒被遮擋的部分，用虛線繪制，如圖5所示。圖6為一直齒圓柱齒輪的零件工作圖。
圖6
3、斜齒圓柱齒輪的畫法
斜齒圓柱齒輪簡(jiǎn)稱斜齒輪，斜齒輪的齒在一條螺旋線上，螺旋線和軸線的夾角稱為螺旋角，用β表示。由于輪齒傾斜，斜齒輪的端面齒形與法面齒形不同，因此斜齒輪有端面齒距Pt和法面齒距Pn，與之對(duì)應(yīng)的也有端面模數(shù)mt和法面模數(shù)mn。法面模數(shù)mn按表1的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)選取。
斜齒輪的畫法和直齒輪相同，但一般需要用三條與齒向相同的細(xì)實(shí)線表示螺旋線傾斜方向。圖7是斜齒輪的單獨(dú)畫法。
在嚙合畫法中，兩斜齒輪的螺旋線旋向應(yīng)相反。圖8是斜齒輪的嚙合畫法。
圖7
圖8
二、直齒圓錐齒輪
圓錐齒輪通常用于垂直相交兩軸之間的傳動(dòng)。由于輪齒位于圓錐面上，所以錐齒輪的輪齒一端大、另一端小，齒厚是逐漸變化的，直徑和模數(shù)也隨著齒厚的變化而變化。規(guī)定以大端的模數(shù)為準(zhǔn)，用它決定輪齒的有關(guān)尺寸。
圖9是圓錐齒輪的形體結(jié)構(gòu)圖。
錐齒輪各部分幾何要素的尺寸都與模數(shù)m、齒數(shù)z及分度圓錐角δ有關(guān)。其計(jì)算公式：齒頂高h(yuǎn)a=m，齒根高h(yuǎn)f=1.2m，齒高h(yuǎn)=2.2m,分度圓直徑d=mz，齒頂圓直徑da=m(z+2cosδ)，齒根圓直徑df=m(z-2.4cosδ)。
圖9
錐齒輪的規(guī)定畫法，與圓柱齒輪基本相同。
單個(gè)錐齒輪的畫法及各部分名稱，如圖10所示，一般用主、左兩視圖表示，主視圖畫成剖視圖，在投影為圓的左視圖中，用粗實(shí)線表示齒輪大端和小端的齒頂圓，用點(diǎn)劃線表示大端的分度圓，不畫齒根圓。
對(duì)標(biāo)準(zhǔn)錐齒輪來(lái)說(shuō)，節(jié)圓錐面和分度圓錐面，節(jié)圓和分度圓是一致的。
圖10
一對(duì)錐齒輪嚙合必須有相同的模數(shù)。
安裝準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)錐齒輪，兩分度圓錐相切，兩分錐角δ1和δ2互為余角。
錐齒輪的嚙合畫法，如圖11所示。主視圖畫成剖視圖，兩齒輪的節(jié)圓錐面相切，其節(jié)線重合，畫成點(diǎn)劃線；在嚙合區(qū)內(nèi)，輪齒的畫法同直齒圓柱齒輪，即將其中一個(gè)齒輪的齒頂線畫成粗實(shí)線，而將另一個(gè)齒輪的齒頂線畫成虛線或省略不畫。左視圖畫成外形視圖。
圖11
