锥齿轮是一种在圆锥形斜面部分上加工出齿形,通过与具有相同形状齿形的配合齿轮啮合,用于在2根旋转轴之间传递旋转力的机械构件。
结构、用途、使用案例
结构
如图1的外观照片所示,锥齿轮包括“直齿(直齿锥齿轮)”和“弧齿(螺旋锥齿轮)”两种。齿轮的啮合非常重要,必须使用具有相同齿形的齿轮。此外,左旋螺旋齿需与右旋的齿轮啮合。弧齿的扭转方向如图1所示,当大锥齿轮向右扭转时,啮合的小锥齿轮应向左扭转。
与直齿相比,弧形齿的始终啮合的齿数啮合率更大,能够始终保持安静而稳定的动力传递,因此常用的锥齿轮以弧形齿为主。
图1.锥齿轮的外观与齿扭转方向
用途
锥齿轮是一种可在主动轴与从动轴处于同一平面内且以90°角相交的位置关系下使用的机械构件。当两个齿轮的位置偏离理想的装配位置时,侧隙*1 的大小会发生变化,传动功率也会随之发生变化。侧隙量可通过改变小齿轮的位置来调整。
注释
*1侧隙是在丝杠和齿轮等通过相互啮合而移动的机械构件中,在移动方向上有意设置的间隙。
使用案例
图2和图3显示了使用锥齿轮作为工作台切换装置的示例。
图2中显示了一种结构,其中安装在手动手柄末端的锥齿轮与安装在丝杠右端的齿轮啮合,从而使丝杠轴旋转并移动工作台。这一结构能够让工作台精细移动,可应用于设备维护等。
图2.利用手动手柄让工作台移动
图3具有工作台自动进给功能,其中电机通过离合器和变速箱与螺杆左端啮合。这一结构用于工作台上的自动输送。要在手柄进给和电机进给之间进行选择时,只需将手动手柄向前拉出,即可切断手动旋转力的传动,传感器会检测到断开。此外,这一结构还可通过改变离合器连接来改变电机驱动工作台运动。
图3.利用自动操作让工作台移动
图4展示了使用锥齿轮的另一个实施案例。这是一种被称为差速器的机构,是用于驱动汽车的后轮,在转向时可以吸收后轮左右轮的转速差异。将发动机驱动轴的旋转力传动给左右从动轴时将旋转方向进行90°转向的部分,以及吸收两个轴转速差异的部分都使用了锥齿轮。发动机的旋转力从锥齿轮1传递到锥齿轮2,从而驱动左右从动轴旋转。
在这种使用2级锥齿轮的运动机构中,当左右从动轴转速相等时,锥齿轮1不旋转,但当两轴的转速不同时,锥齿轮2旋转,从而消除转速差。
图4.锥齿轮差速机构
选型要点
选型要点有以下2点。
齿数比
齿轮比(减速比)是通过选择啮合齿数来确定。根据图5中的齿数和R(齿轮比)选择。
图5.齿数与齿数比(减速比)
选择安装结构
锥齿轮是安装到旋转轴上使用。其安装方法要求必须在齿轮和旋转轴上加工出相匹配的孔。如图6参考所示。
图6.安装所需的固定尺寸
米思米 |
关联类别
Ø 齿轮
Ø 锥齿轮