
【機】 base circle; basic circle; ground circle
基圓(Base Circle)是機械工程和幾何學領域的核心概念,指齒輪設計或幾何構造中作為基準的圓形結構。根據《機械工程術語大辭典》的定義,在漸開線齒輪設計中,基圓特指生成漸開線齒形的基準圓,其直徑計算公式為:
$$
d_b = d cdot cosalpha
$$
其中$d$為分度圓直徑,$alpha$為壓力角。該參數直接影響齒輪傳動的接觸比和運動平穩性。
在幾何學中,《幾何學基礎理論》指出,基圓指構建特殊曲線(如漸開線、擺線)時作為軌迹生成基礎的參考圓。例如繪制漸開線時,曲線上任一點的法線始終與基圓相切。
工程實踐中,基圓精度直接影響齒輪的齧合性能。國際标準化組織ISO 21771:2007規定,基圓直徑公差應控制在IT5-IT7級精度範圍。對于行星齒輪箱等精密傳動系統,基圓偏心誤差需小于0.01mm方能保證傳動效率。
基圓是機械工程中涉及凸輪和齒輪設計的重要概念,其定義和應用在不同場景下有所差異:
凸輪機構中的基圓
以凸輪回轉中心為圓心,以凸輪理論輪廓曲線的最短向徑為半徑所作的圓稱為基圓,該向徑長度即為基圓半徑。例如,在凸輪設計中,基圓是确定輪廓曲線的基礎,直接影響機構尺寸和壓力角分布。
齒輪中的基圓
基圓是生成漸開線齒形的基礎圓。當一條直線在基圓上做純滾動時,直線上某點的軌迹形成漸開線(即齒輪齒廓),此圓即為基圓。基圓直徑($d_b$)與分度圓直徑($d$)和壓力角($alpha$)的關系為:
$$d_b = d cosalpha$$
凸輪機構
齒輪設計
基圓決定了漸開線的形狀,其尺寸直接影響齒廓的曲率和齧合性能。基圓越小,漸開線曲率越大,可能導緻齒根強度降低。
基圓在機械設計中既是幾何基礎,也影響動态性能。如需進一步了解齒輪漸開線或凸輪壓力角計算,可參考上述來源中的公式和設計原則。
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