[科普中国]-直齿轮

直齿是齿轮的一种分类方式，（Spur Gear）。按照一对齿轮轴线的相对位置和齿向（两周是否平行）分为平面齿轮转动和空间齿轮转动；按照齿轮的工作条件不同可分为开式传动和闭式传动；按照轮齿或齿廓的形状分为直齿、斜齿、人字齿、或直齿、曲齿。

组成部分

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直角圆柱齿轮为了使齿轮在两个方向都能转动，轮齿两侧齿廓由形状相同、方向相反的渐开线曲面组成，其各部分名称及符号为：齿顶圆 、齿根圆 、齿槽 、齿厚 、齿距 、模数m、分度圆d、齿顶与齿根、顶隙。2

分类齿轮按齿线形状分为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮，其中直齿轮指轮齿平行于轴线的齿轮。

测绘方法直齿圆柱齿轮是实际生产和使用当中最常见齿轮之一，在使用过程当中损坏是难免的，这样就需要制作一件与原来一样的新齿轮，由于各种原因客户无法提供所需直齿圆柱齿轮的图纸，为了保证加工出的产品能正常使用，需对齿轮进行准确测绘，测绘工作是一项复杂的工作，由于介绍直齿圆柱齿轮测绘的资料很少，查阅自然就不便了，通过实际操作归纳总结的几种实际生产当中对直齿圆柱齿轮测绘的工作经验及方法。介绍如下：

首先，直齿圆柱齿轮的参数和尺寸虽多，但是各种齿轮的标准制度，都规定了以模数或径节，作为其它参数和各部尺寸的计算依据。因此测绘工作要尽全力准确判定模数或径节的大小，同时压力角是判定齿形的基本参数，准确判定同样重要。

其次，我们要了解所测绘齿轮的使用情况和生产国家，这样我们就可预估出这个齿轮所采用的标准制度。一般我国、日本、德国、法国、捷克、前苏联都是模数制，也可以观察齿轮的齿形，如果齿形轮廓弯曲且齿槽底部狭窄呈圆弧状，可初步判定为模数制，标准压力角多是20度；美国和英国采用径节制，标准压力角14.5度和20度两种，观察齿形轮廓较平直且齿槽底部较宽圆弧小，可初步判定为径节制，压力角14.5度，也可用齿轮滚刀或标准齿条样本进行比试来判定是哪种压力角，知道的以上情况，就可以进行实际测绘了：

（1） 测量齿顶圆直径Dm 法

首先数出齿轮齿数Z，然后用游标卡尺测量出齿顶圆直径Dm，如果判定了齿轮是模数制标准齿形，它的模数：

m= Dm/Z+2

如果判定齿轮是径节制标准齿形，它的径节是

Dp=25.4*（Z+2）/ Dm

但是，需要注意的是，如果齿轮齿数为偶数时，才可直接测量；如果齿数为奇数，所测量的尺寸并不是齿顶圆直径Dm**，而是一个齿的齿顶到对面的齿槽两齿面与齿顶圆交点的距离D，它比齿顶圆直径要小，通常将它Dm乘以校正系数k来得到齿顶圆直径D，**即：

Dm**=**k*D

实际当中用奇数齿齿轮齿顶圆直径校正系数k （表1）算出的齿顶圆直径普遍偏小，用修正后的校正系数k（表2）按上边的公式计算出的齿顶圆直径更接近实值，表2比表1更精确，齿数分的更细，可参考。

表1 奇数齿齿轮齿顶圆直径校正系数k

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表2 修正后的校正系数k

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如果奇数齿齿轮不是齿轮轴而是带孔的，也可以测量内孔直径d和孔壁到齿顶的距离H,通过下式得出齿顶圆直径：

Dm**=**2*H+d

（2） 测量全齿高h 法

当齿轮因模数大、打牙等原因，不便于测量齿顶圆直径时，可测量齿全高h来确定模数或径节。齿全高h 可用游标卡尺的深度尾针来测量，其它的深度测量工具也行，按现场条件而定；如果齿轮带孔可以间接求出齿全高h,通过测量内孔壁到齿顶和齿根的距离相减即为齿全高h，模数或径节按下式求出：

m=h/2f+c Dp=25.4*（2f+c）/h

f:：齿顶高系数 c：径向间隙系数

f、c可以查齿轮标准制度参数表得知3

（3） 测量中心距 A 法

当齿轮牙形变尖、磨损严重、滚牙等情况时，以上两种方法就无法测量，此时我们可要求客户提供两配对齿轮的中心距A和两齿轮的齿数，这些很容易做到，再按下式计算模数或径节：

m=2*A/Z1+Z2 Dp=25.4*（Z1+Z2）/2*A

Z1、Z2：配对齿轮的齿数

三种方法中任何一种算出的模数或径节再与标准模数或径节系列相比较，取最接近的即可。

以上是实际工作当中常用到的直齿圆柱齿轮测绘方法，使用时最好用两种方法相互校核，这样判定出的模数或径节的更加准确，此时测绘工作基本完成。特别注意：以上测绘方法是在我们能够预先判定或调查出齿轮所采用的标准制度的情况下进行的，如果齿轮的“一切情况不明”以上方法只能参考，再通过其它途径综合判定。相信以上几种测绘方法对刚参加工作不久或初次进行直齿圆柱齿轮测绘的同行有一定的帮助，值得参阅。2

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学