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斜齿圆柱齿轮传动的特性

2015-04-01    作者:    来源:

一.斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及啮合特点
    直齿轮:直线KK的轨迹-形成直齿轮的齿廓曲面
    啮合特点:沿齿宽同时进入或退出啮合。突然加载或卸载,运动平稳性差,冲击、振动和噪音大。
    斜齿轮:斜直线KK的轨迹-形成斜齿轮的齿廓曲面→螺旋线渐开面。
    啮合特点:接线长度的变化:短→长→短,同时啮合轮齿对数多,重合度大,加载、卸载过程逐渐进行→传动平稳、冲击、振动和噪音较小,适宜高速、重载传动。
    齿面接触线始终与K-K线平行并且位于两基圆的公切面内。
文本框:  文本框:
    斜齿轮端面齿廓曲线为标准渐开线,相当于i齿圆柱齿轮传动,满足定传动比要求。 
    βb-基圆柱上的螺旋角,两轮齿螺旋角方向相反。
二.斜齿圆柱齿轮传动的几何参数和尺寸计算
文本框:
    两个螺旋角:基圆柱螺旋角βb,分度圆柱螺旋角β(基本参数)
    斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮的根本区别在螺旋角β>0,由此导致各截面上参数的不同。β的取值:8-12°
术语:
    端面―葜嵯叽怪钡钠矫
    法面―与轮齿垂直的平面
文本框:
    βb与分度圆柱螺旋角β的关系
两式相比:
或  
― 端面压力角
    Pt 与Pn 的关系
Pt ―端面齿距,Pn ―法面齿距
齿距与模数的关系为:
    故的关系为:,或 
重要慨念:
1.斜齿圆柱齿轮在端面上具有标准渐开线,故齿轮基本尺寸计算在端面上进行(d、df、da、db、a)。
2.斜齿圆柱齿轮的加工,在垂直于法面上沿齿向进刀,故在法面上具有标准模数、标准压力角、标准齿顶高系数和标准齿顶间隙系数
端面压力角和法面压力角的关系:  
分度圆直径:
法面上具有标准值,故:
d、df、da、db的计算与直齿圆柱齿轮相同。
中心距:      
    由上式知,在不改变模数和齿数的条件下,改变分度圆螺旋角,可实现中心距的调整。
    一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件
    mn1=mn2 , an1 = an1
文本框:
外啮合:β1=-β2        内啮合:β1=β2
三.斜齿圆柱齿轮的当量齿数和最少齿数
    当量齿轮和当量齿数
    当量齿数的提出:
1)铣刀加工时的选刀齿数;
2)强度计算需知道法向齿形。
    椭圆长半轴:
    椭圆短半轴:
    曲率半径: 
    以rn为半径作圆,其上齿形与斜齿轮法面上齿形接近,称该假想的直齿圆柱齿轮为斜齿圆柱齿轮的当量齿轮。rn为当量齿轮的分度圆半径,该齿轮的模数为,其齿数称为当量齿数Zv
          
代入 ,   
    不产生根切的最少齿数
    直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数 Zmin=17
在不产p根切的条件下,斜齿圆柱齿轮Z↓,相同的传动比,斜齿圆柱齿轮机构尺寸↓。
四.斜齿圆柱齿轮轮齿的受力分析
    轮齿的受力方向:根据齿轮转向及工作齿侧,可由切向力Ft对齿轮回转中心的力矩与作用在该齿轮上的力矩T构成平衡的关系确定。
    法向力Fn,分解为相互垂直三个方向的分力,求解步骤:
    切向力Ft     
    径向力Fr     
    轴向力Fa     
文本框:
    总作用力Fn   
    由于斜齿圆柱齿轮存u轴向力Fa,故不能采用较大的螺旋角。其支承的设计比直齿圆柱齿轮复杂,需采用角接触轴承(如圆锥滚子轴承),以承受轴向载荷(轴承成对使用)。
采用两螺旋角反向人字形齿轮可抵消轴向力(P184),但加工制造困难。
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