平移门的齿条(齿条和齿轮啮合讲解)

Posted 2023-05-25

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平移门的齿条(齿条和齿轮啮合讲解)

导读：在本文中，了解有关齿轮齿与齿条齿啮合的更多信息。

1简介
2啮合方式
3节点
4标准参考节圆的定义

介绍

两个齿轮啮合时的基本原理已在《渐开线齿轮啮合原理》一文中进行了详细说明。在本文中，将研究一个特殊的“齿轮”：齿条。下面的动画显示了主动齿轮与从动齿条的啮合。

动画：齿轮与齿条的啮合

啮合方式

齿条基本上是具有无限大直径的齿轮的特殊情况。弯曲的侧面最终变成直的侧面。侧面仅以标准压力角α0相对于垂直方向倾斜。由于作用线垂直于齿条侧面，因此作用线也倾斜该角度 α0（=工作压力角）。像往常一样，作用线与齿轮的基圆相切，因此定义明确。

图：齿轮与齿条的啮合

接触线开始类似于在作用线和从动齿轮的齿顶圆之间的交点 A 处的两个齿轮的配对，在齿条的情况下是齿顶线。同样，接触线 E 的末端再次由作用线和驱动齿轮的齿顶圆之间的交点定义。

节点

类似于两个齿轮，节点C 位于作用线和中心线的交点处。由于这样的中心线总是指向齿轮的径向并且因此总是垂直于齿轮的“表面”，因此在齿条的情况下它垂直于齿条的“表面”。因此，节点C也被明确定义。

通过无齿隙啮合，齿条的两个侧面都牢固地固定在齿轮的齿面上。沿径向移动齿条不会改变作用线的位置，它始终是齿条的侧面法线和齿轮基圆的切线。在这种情况下，基圆和后角都不会改变，因此作用线保持不变。这也不会导致节点位置发生任何变化，因为中心线也被保留了！距离变化的唯一影响是接触线的长度，齿条远离齿轮的径向位移会缩短接触线的长度。

动画：改变距离时接触线的变化

齿条的位置始终保持不变！如果增加齿条和齿轮之间的距离，则接触线会缩短！

从其定义中也可以立即看出节点的不可改变位置。节点定义为两个“齿轮”的圆周速度相同的点。然而，在为齿条的情况下，它是一种平移运动。因此，无论与齿轮的距离如何，齿条上的每个点都始终以相同的速度移动。这也不会改变齿轮上的节圆，其点的移动速度与齿条相同。节圆位置保持不变，节点位置也保持不变！

标准参考节圆的定义

如前节所述，节点与齿轮和齿条之间的距离无关！齿条的节线和齿轮的节圆（两者都通过节点）也不改变！这一事实起着特殊的作用，尤其是在借助齿条形工具（滚刀）制造齿轮时。这意味着即使在所谓的齿形偏移（相当于齿条的径向位移）的情况下，齿轮上总是会出现相同的节圆。这些也被称为制造节圆。

图：标准参考节圆的定义

与齿轮相比，齿条形工具（或齿条）在每个点上都具有相同的齿距 p0 。然而，在齿轮的情况下，这些齿距取决于所考虑的圆的周长。随着所考虑的直径增加，齿也分布在越来越大的圆周上，因此齿距增加。只有在齿条形工具（或齿条）的齿直接在齿轮上“滚动”时，才发现相同的齿距（圆周节距或圆周节距p0）。根据定义，这对应于制造节圆。

由于这个原因，制造节圆也称为标准参考节圆，因为圆周节距 p0对于用相同齿条形工具制造的所有齿轮都是相同的。因此，标准参考节圆是齿轮的固定（不可更改）参数，仅由齿条形切削刀具确定！因此，齿条实际上可以作为齿轮的标准参考节圆的定义：

齿轮的标准参考节圆对应于使用齿条形工具制造齿轮时的制造节圆！或者在实际齿条的情况下：齿轮的标准参考节圆对应于与齿条啮合时的工作节圆！

制造节圆上始终相同的圆节距不仅可以将“普通”齿轮与变档齿轮配对，而且可以组合任何尺寸的齿轮，即任何齿数，如果这些齿轮是用相同的齿条加工而成的！

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