齿轮的种类

根据特定用途和动力传递要求分类,齿轮有多种类型。下面介绍几种具有代表性的齿轮。

锥齿轮(伞状齿轮)

锥齿轮是在圆锥形表面切削出齿的齿轮,其形状类似伞。

它最大的特点是能够将轴的方向改变90度来传递动力,这大大提升了机械设计的自由度。此外,它还能实现不同的转速比。与平齿轮相比,锥齿轮运行时噪音较低;但另一方面,其加工工序更为复杂。根据齿的形状,锥齿轮还可分为“直齿锥齿轮”和“螺旋锥齿轮”。

直齿锥齿轮:也称为直齿锥齿轮,特点是齿向为直线。螺旋锥齿轮:也称为螺旋锥齿轮,特点是齿向呈螺旋状的曲线。

斜齿轮

斜齿轮是齿相对于轴呈倾斜状切削而成的圆柱形齿轮。由于齿呈倾斜状,齿轮之间的啮合更为平稳。因为齿是逐渐啮合的,所以噪音和振动得以减轻,即使在高速旋转时也能实现平稳运行。此外,齿的接触面积较大,能够传递更大的载荷,这也是其一大特点。

直齿轮

直齿轮是最常见的齿轮类型之一。其齿沿圆柱形外周切削而成,且与轴保持平行。由于结构简单、制作相对容易,直齿轮的应用范围十分广泛,被用于汽车变速箱、机床、家电等各类机械中。但由于同时啮合的齿数较少,其缺点是高速旋转时容易产生噪音。

齿条齿轮

齿条齿轮是齿形为直线的齿轮,通常与小齿轮配合使用。

当圆形的小齿轮旋转时,齿条会做直线运动;反之,推动齿条时,小齿轮会发生旋转。齿条齿轮的特点是能够实现旋转运动与直线运动的相互转换。由于齿条没有半径(可理解为半径无限大),因此对齿轮的长度没有限制。正因如此,齿条齿轮可实现长行程运动,且能应对高速运动和较大载荷。

蜗轮蜗杆齿轮

蜗轮蜗杆齿轮是由带螺旋齿的蜗杆和与其啮合的蜗轮组成的齿轮机构。蜗杆的旋转轴与蜗轮的旋转轴相互垂直布置,适用于需要大减速比的场景。其特点之一是只能实现单向动力传递。

从结构上来说,当输入轴的蜗杆停止转动时,即便试图转动输出轴的蜗轮,蜗杆也不会随之转动。由于具备防止反向驱动(自锁)的特性,蜗轮蜗杆齿轮适用于电梯、卷扬机等提升机构。

内齿轮

内齿轮是在圆柱或圆盘内侧加工的有齿齿轮,通常与外齿轮啮合使用。通过内齿轮与外齿轮的组合,可构成同向旋转的齿轮机构。其特点还包括整体装置结构紧凑、节省空间。但由于无法从外侧进行加工,内齿轮的制造对于加工技术要求高。不过近年来,随着高精度齿轮刮削加工机的普及,内齿轮这一缺点正逐步得到改善。

滚珠丝杠

滚珠丝杠是将旋转运动转换为直线运动的机械部件,由丝杠轴、螺母以及两者之间的滚珠构成。当丝杠轴旋转时,螺母内部的滚珠会沿着沟槽滚动移动,通过这一运动将旋转运动转换为直线运动。滚珠丝杠可根据循环方式、丝杠轴形状及预紧方式分为多种类型。