机件原理Ⅱ随堂讲义教用本.DOC

第10章　齒輪 (重要觀念 1. 需瞭解齒輪的種類、用途與傳動之基本定律。2. 需瞭解齒形的種類及齒形與齒輪規格。3. 需瞭解各種齒輪之功用。 (重點整理 10-1　齒輪的用途與種類 1. 齒輪的用途大致可分三類，可分為：　傳達動力　、　改變運動方向　、　改變旋轉速度　。 2. 齒輪之優點： (1) 速比固定。 (2) 大小動力均可傳達。 (3) 高低速傳動均可。 (4) 變速操作容易。 (5) 占用空間少。 3. 齒輪之種類可概括分為三大類： (1) 連接兩相交軸之齒輪－　斜齒輪系　，其種類為： 直齒斜齒輪、冠狀齒輪及蝸線斜齒輪。 (2) 連接兩平行軸之齒輪－　正齒輪系　，其種類為： 外齒輪、內齒輪、螺旋齒輪、人字齒輪、齒條與小齒輪及針齒輪。 (3) 連接不平行亦不相交兩軸之齒輪系－　歪齒輪系　，其種類為： 雙曲面齒輪、戟齒輪、交叉螺旋齒輪及蝸桿與蝸輪。 10-2　齒輪各部名稱 1. 齒輪各部之名稱如圖(1)～(4)所示。 　 圖(1) 圖(2) 　 圖(3)　 圖(4) (1) 節圓：為兩相嚙合之齒輪，在接觸點所滾動成之圓。 (2) 節面：為齒輪之理想面，正齒輪之節面為圓柱面，斜齒輪之節面為圓錐面。 (3) 節點：兩相嚙合齒輪節圓間之相切點。 (4) 節徑：節圓之直徑。 (5) 齒頂圓：為齒輪之最外圓，又稱　齒冠圓　，其直徑又稱為　齒輪外徑　。 外圓＝　節徑＋2×齒冠　 (6) 齒冠：齒頂圓與節圓之半徑差，或稱為　齒頂　。 (7) 齒根圓：為通過齒輪根部之圓，或稱內圓。 內圓＝　節徑－2×齒根　 (8) 齒根：齒根圓與節圓之半徑差稱之。 (9) 齒厚：齒輪節圓上所量得之弧線長。 (10) 齒間：相鄰兩齒輪，節圓上所量得之弧線長，實際上設計時為避免兩齒輪無嚙合運轉，所以齒間略大於齒厚。 (11) 齒面：齒頂圓至節圓間之輪齒曲面。 (12) 齒腹：齒根圓至節圓間之曲面。 (13) 齒面寬：齒輪沿軸向所量得之長度，又稱齒寬。 (14) 背隙：齒輪之齒間與相嚙合齒輪之齒厚間之空隙，或稱為　齒隙　。 (15) 間隙：齒輪之齒根圓與相嚙合齒輪之齒頂圓間之空隙，或稱為　餘隙　。 (16) 工作深度：兩嚙合齒輪之齒冠和，亦等於兩倍齒冠。 (17) 全齒深：又稱為齒高，齒冠與齒根之和。 (18) 周節：節圓上齒輪上一點至相鄰齒同位置點之弧線長度，常以Pc表示。若節圓直徑為D(mm)，齒數為T，則。 (19) 徑節：表示英制齒輪之大小，常以Pd表示。若節圓直徑為D(in)，齒數為T，則。 (20) 模數：表示公制齒輪之大小，常以M表示。若節圓直徑為D(mm)，齒數為T，則。 ※ 由周節、徑節與模數可得知其關係式為下列三式： a. 。 b. 。 c. 。（在英制中） (21) 作用線：兩嚙合齒輪中一對齒輪之接觸點至節點的連線。 (22) 壓力角：兩嚙合齒輪作用線與過節點所作節圓切線所夾之角度。常用齒輪之壓力角在　14.5°～22.5°　。 (23) 漸近角：兩嚙合齒輪從開始接觸至節點，兩齒輪所旋轉之角度。 (24) 漸遠角：兩嚙合齒輪從節點至接觸結束，兩齒輪所旋轉之角度。 (25) 漸近弧：為漸近角所對應之節圓弧長。 (26) 漸遠弧：為漸遠角所對應之節圓弧長。 (27) 作用角：為漸近角與漸遠角之和。 (28) 作用弧：為作用角所對應之節圓弧長。 (29) 接觸線：兩相嚙合齒輪之接觸點，於傳動時所行走之軌跡。 (30) 接觸率：為作用弧與周節之比值，其值不得小於　1　，否則於旋轉時會造成噪音或不能旋轉，又稱為　接觸比　。 (31) 中心距：兩嚙合齒輪之軸線距離，常以C表示。 (32) 基圓：兩嚙合齒輪，自齒輪軸心分別做與作用線相切之圓。用以展開漸開線以形成齒形的假想圓。 2. 齒輪傳動之特性： (1) ，轉速與節圓直徑成　反比　。 (2) ，轉速與齒數成　反比　。 (3) ，節圓直徑與齒數成　正比　。 (4) ，作用角與節圓直徑成　反比　。 (5) ，作用角與齒數成　反比　。 10-3　齒輪的基本定律 1. 兩嚙合齒輪之輪齒在接觸點公切線的法線必經過節點，即可維持等角速比之傳動，亦可將兩軸之迴轉比恆為常數。 e＝ 10-4　齒形的種類 1. 齒輪之齒形曲線可分為兩大類： (1)　漸開線　齒形齒輪；(2)　擺線　齒形齒輪。其中以　漸開線　齒形齒輪為最常被使用。 2. 漸開線齒形齒輪其主要特點為： (1)漸開線齒形齒輪大小，依　基圓　而定。 (2)漸開線齒輪接觸點之軌跡為一　直線　。 (3)漸開線齒輪之　壓力角　為一定值。 (4)漸開線齒輪若需互換，僅需　周節　和　壓力角　相等，即可互換。 3. 擺線齒形齒輪分為三種，分別為： (1)正擺線；(2)外擺線；(3)內擺線。 擺線齒形齒輪主要特點為： (1) 擺線齒輪齒形大小，