什么是齿轮模数?
模数(m),被ISO定义为表示齿轮齿大小的单位。
齿轮必须与相同模数的齿轮配对使用才能正常啮合。
图片1-正确啮合的一对齿轮的模数是相同的
(图片显示的是一对模数2的齿轮)
齿距(p)表示齿与齿之间的距离。齿距越大,齿的大小就越大;齿距越小,齿的大小就越小。可以通过齿距表示齿的大小。
齿轮的节圆相当于摩擦轮(齿轮是摩擦轮上加装齿)的外圆,是决定齿轮的齿距大小的基准圆。
节圆的周长(πd)是直径(节圆直径=d)和圆周率π相乘的积,齿距可以通过节圆的周长除以齿数(z)求得。
p = πd / z
但是,齿距里含有圆周率π(3.1415…),所以计算比较繁杂。
因此,用齿距除以π,即可变为d/z,这个结果就被称为模数,用来表示齿的大小的单位。
m = d / z
节圆直径的单位是mm,用它除以齿数得到模数的单位也是mm,但是实际使用中模数后面并没有附记mm,一般像m1,m2,m4这样,在m后面加上数字的比较多。
另外,和齿距一样,模数数值越大,齿的大小也越大。
图片2-模数0.8(左)和模数2(右)的齿大小的对比
在JIS规格中,对一般机械和重型机械的直齿轮和斜齿轮所用模数的标准值(表1)做出了规定,即尽量使用Ⅰ列的模数,以及推荐尽量不使用模数6.5。
表1-模数的标准值(单位mm)
如上所述,在ISO中规定把模数作为表示齿轮齿大小的单位,但是,实际上使用英寸作为长度单位的美国等国多使用径节DP(diameteral pitch)。
另外,还有使用周节CP的情况。(通过把周节设置成整数,更容易使得传送机构的传送距离为整数)
表2是模数(m)、周节(CP)、和径节(DP)的比较。
模数 m |
周节 CP |
径节 DP |
---|---|---|
0.39688 | 1.24682 | 64 |
0.5 | 1.57080 | 50.8 |
0.52917 | 1.66243 | 48 |
0.6 | 1.88496 | 42.33333 |
0.79375 | 2.49364 | 32 |
0.79577 | 2.5 | 31.91858 |
0.8 | 2.51327 | 31.75 |
1 | 3.14159 | 25.4 |
1.05833 | 3.32485 | 24 |
1.25 | 3.92699 | 20.32 |
1.27000 | 3.98982 | 20 |
1.5 | 4.71239 | 16.93333 |
1.59155 | 5 | 15.95929 |
1.58750 | 4.98728 | 16 |
2 | 6.28319 | 12.70 |
2.11667 | 6.64970 | 12 |
2.5 | 7.85398 | 10.16 |
2.54000 | 7.97965 | 10 |
3 | 9.42478 | 8.46667 |
3.17500 | 9.97456 | 8 |
3.18310 | 10 | 7.97965 |
4 | 12.56637 | 6.35 |
4.23333 | 13.29941 | 6 |
4.77465 | 15 | 5.31976 |
5 | 15.70796 | 5.08 |
5.08000 | 15.95929 | 5 |
6 | 18.84956 | 4.23333 |
6.35000 | 19.94911 | 4 |
6.36620 | 20 | 3.98982 |
8 | 25.13274 | 3.175 |
8.46667 | 26.59882 | 3 |
10 | 31.41593 | 2.54 |
什么是端面模数和法向模数(齿直角模数)?
斜齿轮和蜗杆的齿形根据齿形基准面不同,可以分为两种,一种是轴直角方式(端面),另一种是齿直角方式(法向)。
齿形的基准面相对于齿轮的中心轴成直角时的模数叫做端面模数(轴直角方式)。
另一方面,齿形的基准面相对于齿线成直角时的模数叫做法向模数(齿直角方式)。因为生产制造等的原因,现在生产的斜齿轮的绝大多数都是法向模数(齿直角方式)。
一对齿轮啮合,即使是同样螺旋角度和同样模数,如果是上述的不同齿形的话也无法正常啮合。
端面模数和法向模数(齿直角模数)