正基元齿轮小模数齿轮

  • 什么是小模数齿轮？
    模数小于1mm的齿轮，一般称为小模数齿轮。在航空机械、电子产品、精密机械、仪器仪表和计时机构中，广泛应用小模数齿轮。小模数齿轮的加工方法，其基本原理与大、中模数齿轮的加工原理相同。

  • 小模数齿轮传动的分类：
    1. 按小模数齿轮的啮合原理可分为：
      • 渐开线齿轮传动，包括计时仪器用渐开线齿轮传动。
      • 摆线齿轮传动，包括各种修正摆线齿轮传动。
    2. 按传动轴的相互位置可分为：
      • 平行轴齿轮传动，包括圆柱直齿轮、斜齿轮传动、直齿齿条、斜齿齿条传动等。
      • 相交轴齿轮传动,包括直锥齿、圆弧齿轮传动等。
      • 交错轴齿轮传动，包括螺旋齿轮传动和蜗轮蜗杆传动等。
    3. 按小模数齿轮的用途可分为：
      • 分度示数用齿轮传动。
      • 计时控制机构用齿轮传动。
      • 伺服机构用齿轮传动。
      • 调整校正机构用齿轮传动。

  • 小模数齿轮材料的选用原则：
    1. 材料加工性能好,容易实现较低的表面粗糙度。
    2. 材料稳定性好，不易受化学物质侵蚀。
    3. 根据小模数齿轮的工作条件适当考虑齿轮的强度及齿面硬度。

  • 小模数齿轮常用材料:
    1. 一般用途的圆柱齿轮、锥齿轮，选用碳素钢或优质碳素钢,用于圆周速度小于3m/s的场合。
    2. 高强度、高耐磨性的齿轮，选用合金钢，如铝青钢等。
    3. 抗腐蚀性的齿轮选用不锈钢。
    4. 蜗轮蜗杆、螺旋齿轮传动，一般主动轮用钢，从动轮用黄铜或青铜,如锡青铜等，有良好的耐磨性能。
    5. 仪表齿轮常用铝合金。
    6. 计时器齿轮轴，用易切削钢，计时器用齿轮用铜材料。
    7. 轻型齿轮选用硬铝和超硬铝合金材料。
    8. 夹布胶木（PS）、尼龙（PA）、ABS等工程塑料用于制造要求噪声小的减速器齿轮。

  • 小模数齿轮的技术要求：
    1. 运动精度高，传递运动准确、可靠，保证从动轮与主动轮运动协调，使其在每一转中旋转角度误差不超过允许的值。
    2. 工作平稳，在传递运动过程中，尤其是高速运转的齿轮，必须要求工作平稳，没有冲击、噪声低，这就要控制瞬时传动比的变化。
    3. 接触性能好，在传递载荷时，为了不致因接触不均匀使接触应力过大，引起齿面的过早磨损，齿轮工作表面应有足够的啮合接触面积。
    4. 合理的侧隙，在传动过程中，两啮合齿非工作表面之间应有一定的间隙，以便贮存润滑油，补偿弹性变形、温度及齿轮制造误差引起的侧隙变化，防止齿轮出现“卡滞”现象，但侧隙也不能过大，以免引起传动中出现回差。

  • 小模数齿轮的加工特点：
    1. 小模数齿轮传递力矩小，在设计齿轮时，一般不进行强度计算和刚度计算。齿轮模数的确定，通常由传动机构的结构尺寸选定。小模数齿轮的加工工艺过程中的切削力、夹紧力、支承力以及其他因素，有时会引起齿轮的变形和断裂。因此，合理制定小模数齿轮的加工工艺，防止加工过程中齿轮变形和断裂，是保证小模数齿轮质量的极为重要的因素。
    2. 小模数齿轮啮合种类较多，除常用的渐开线齿轮啮合外，还有各种修正摆线齿轮啮合和简化啮合，为保证齿轮精度，必须正确的加工出各种啮合的齿轮齿形曲线，因此对加工小模数齿轮的设备与工具的精度，有特殊的要求。
    3. 小模数齿轮传动中，为了缩小体积，得到较大的多级传动比，因此，要求小齿轮的齿数少。少齿数的齿轮加工，是小模数齿轮加工的特点。
    4. 小模数齿轮加工过程中，机床切向误差影响较小，由于小模数齿轮的径向精度、齿侧隙精度要求高，因此，当外界的因素：如振动、冲击力、温度变化等会直接影响齿轮加工精度。小模数齿轮加工的工作间，必须有较好的工作环境。

  • 小模数齿轮加工方法分类：
    小模数齿轮加工方法，按其齿轮的轮齿加工分为两大类：
    1. 有切屑加工，包括方法有：铣齿、滚齿、插齿、刨齿、剃齿、拉齿、冲齿、研齿、抛光齿、珩齿等。
    2. 无切屑加工，包括方法有：冷轧齿、热轧齿、压铸和模铸等。

  • 小模数锥齿轮加工方法：
    小模数锥齿轮常用的加工方法有刨齿法和滚齿法。

  • 小模数直齿锥齿轮的刨齿加工原理：
    1. 平面齿轮加工原理
      在切齿过程中，假想有一个平面齿轮与机床摇台同轴，它随机床摇台转动而与被切齿轮作无间隙啮合。这个假想平面齿轮的轮齿表面是由机床摇台上的刃具切销刃相对于摇台运动的轨迹表面所代替的。被切齿轮在机床上安装时，应使其节锥面与假想平面齿轮的节平面相切而作纯滚动，通过展成运动而切出齿轮。
    2. 平顶齿轮加工原理
      在切齿过程中，假想有一个平顶齿轮与被切齿轮作无间隙啮合，平顶齿轮齿面仍由机床摇台上刀具的切削刃所形成。被切齿轮的节锥面与假想平顶齿轮的节锥面相切并作纯滚动，通过展成运动切出齿轮。

  • 小模数等高直齿锥齿轮的滚切加工原理：
    用定装滚刀滚切等高直齿锥齿轮的齿形，是属于连续分度仿形法。其刀齿与工件齿槽形状一致。滚刀可做成单头两个齿或者双头四个刀齿。滚刀与工件在滚齿机上切削运动按照一定传动比强制运动。由于锥齿轮大小端直径不同，分度圆锥大小端切向线速度也不同。随着刀具由大端向小端走刀，工件与刀具间的相对线速度逐渐减少，因此，在切削过程中形成越趋近于大端，其齿槽越宽，符合于锥齿轮大小端齿槽（或齿厚）不等的要求。由于锥齿轮的左右齿形分别由相差180度而在同一螺旋线上的两个主刀刃切出，这两个主刀刃正好相交于分度圆上，并且通过齿轮中心。因此，滚切过程中就能保证大端和小端分度圆齿厚都符合要求。

  • 小模数齿轮相关标准：
    1. GB/T 2362-1990 小模数渐开线圆柱齿轮基准齿廓
    2. GB/T 2363-1990 小模数渐开线圆柱齿轮精度
    3. GB/T 9821.3-1988 计时器用渐开线圆柱齿轮精度（与计时器用圆弧齿轮使用同一标准）
    4. GB/T 9821.6-1988 计时器用齿轮模数系列（模数m=0.05-1.00mm）
    5. GB/T 9821.4-1988 计时器用渐开线圆柱齿轮基准齿形（适用于模数m=0.08-1.00mm，齿数大于7的齿轮）
    6. GB/T l0224－1988 小模数锥齿轮基本齿廓
    7. GB/T l0225－1988 小模数锥齿轮精度制
    8. GB/T l0226－1988 小模数圆柱蜗杆基本齿廓
    9. GB/T l0227－1988 小模数圆柱蜗杆、蜗轮精度
    10. JB305－1962 小模数圆柱齿轮及其传动公差
    11. JB306－1962 小模数圆锥齿轮公差
    12. JB304－1967 小模数齿轮原始齿形要素
    13. JB305－1967 小模数圆柱齿轮及其传动公差

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