幻灯二

齿轮技术性(五):齿轮的齿形

收录与话题讨论 在驱动力传动系统中应用更为普遍的齿轮齿形是渐开线齿形。渐开线齿轮的特性是制做非常容易,管理中心距易于控制。齿轮1 渐开线齿轮的齿形及规格

图1 表明了渐开线齿轮齿形的标准齿轮齿条齿形。表1列举了相关齿形的专业术语、编号、计算方法及界定。如下图所示的齿轮齿形,齿高为变位系数的2.25 倍,被称作全齿高齿。全齿高齿是更为一般的齿形。此外, 也有齿高矮于全高齿的短齿齿形和齿高高过全高齿的高齿齿形。齿轮压力角为20 度的齿形更为普遍。除此之外也有14.5 度、17.5 度等应用独特齿轮压力角的齿轮。

图1标准齿轮齿条齿形

表1 相关齿形的专业术语

JIS 规范中要求的一般机械设备及重机械用正齿轮及斜齿齿轮应用变位系数的指标值列于表2。规范强烈推荐应尽可能应用Ⅰ列的模标值而且防止应用变位系数6.5。表2 规范变位系数

图2 提示了变位系数1~10 的齿轮齿条原尺。

图2 齿轮齿条齿形的变位系数原寸图

除变位系数之外也有应用周节 p(CP) 或径节 P 来表明传动齿轮尺寸的方式。周节(CP) 就是指分度圆齿距p ,径节 P(DP) 是长度单位换算应用英制单位的我国( 比如英国等) 所应用的表明传动齿轮尺寸的企业。径节P 能够根据下列公式计算与变位系数 m 开展计算。

2 渐开线曲线图

如图所示3 所显示, 渐开线曲线图是一端固定不动在圆桶上的线,根据支撑力反松卷线时, 线的另一端所绘制的曲线图。这一圆桶是齿轮的基圆。顺着这一基圆旋转规尺, 规尺上的一点所绘制的曲线图也为渐开线。

图3 渐开线曲线图

图3 的invα 被称作渐开线涵数角,企业为倾斜度( rad )。视角θ 则被称作渐开线转动角。

渐开线曲线图的( x , y ) 可依据以下公式计算开展测算。

渐开线曲线图坐标测算例。

3 渐开线齿轮的齿合

图4 所显示为一对规范正齿轮的齿合情况。如下图所示, 渐开线齿轮的点接触在基圆的公共断线( 功效线) 上挪动。从而得到, 作为一对齿轮的齿合标准, 基圆齿距pb务必相同。另外,一对齿轮齿合的标准不仅是变位系数m 相同, 齿轮压力角α 也务必相同, 齿轮才可以恰当地齿合。图4 中功效网上的长短ab 被称作齿合线长短。 齿合线长短ab 除于基圆齿距pb 的值被称作内孔重叠度。

要想使齿轮做恰当的传动系统,重叠度务必超过1。如上所述, 渐开线齿轮齿合时, 变位系数m 和齿轮压力角α是十分关键的因素。

图4 渐开线齿轮的齿合

4 渐开线齿形的展成

运用齿轮齿条形数控刀片能够非常容易地加工出渐开线齿形。运用展成基本原理的切齿机械设备, 具备象征性的有滚齿机及插齿机。图5 提示了运用展成机械设备加工渐开线齿形时的样子。作为规范正齿轮, 齿轮的分度圆加工直径和齿轮齿条形数控刀片的分度圆齿距线在没有造成滚动的标准下相交旋转,就可以展成出如图所示5 所显示的渐开线齿形。图5 规范正齿轮的展成5 根切

如图所示5 中所显示的小齿数正齿轮切齿加工时, 数控刀片超出根切界线点I 钻削时, 造成根切。根切是数控刀片的刃部先端平行线一部分将齿轮的齿根处齿形曲线图的一部分切除的状况。设规范正齿轮的刃口先端平行线部的深层为m , 不造成根切的标准为:

依据这一标准, 导出来规范正齿轮根切界线齿数z 的公式计算(3.7)。

分度圆齿轮压力角α = 20°时, 根切界线齿数z 为17.1。但是, 即便 齿数在17 下列, 抗压强度及重叠度等层面没有问题得话, 在应用上沒有防碍。从而得到根切界线齿数z 为:

一样也可以得到, 变位指数x 为:

除开避免 根切的产生外, 调节管理中心距时, 也常常应用齿轮的变位。齿轮在变位时务必留意的难题是啮合角的总宽。小齿数齿轮的正变位过大, 会导致齿顶过尖。

相关正齿轮啮合角总宽( 齿顶厚) 的计算方式列于下表格中。

6 齿轮的变位

图5 中所显示的测量范围齿轮压力角α = 20°、齿数z = 10 的规范正齿轮产生根切。避免 根切的方式是对齿轮推行变位。变位有正变位和负变位。为了更好地避免 如图所示5 中所显示的根切, 大家例举了正变位的事例, 并图例于6 中。与图6 反过来, 负变位的事例提示在图7 中。从图上能够显著地看得出, 因为推行了负变位, 根切状况也越来越更为比较严啮合重了。图6 和图7 的变位齿轮加工时, 数控刀片的挪动间距xm 被称作变位量, x 是变位指数。变位齿轮不造成根切的标准是:

图6 正变位齿轮的展成,x=0.5

图7负变位齿轮的展成,x=-0.5

7 齿形整修及齿线整修

齿轮有很多独特专业术语。齿轮加工也应用许多与众不同的方式。在这儿大家将详细介绍在其中具备象征性的方式。(1)齿形整修

齿形整修是修缘和修根的统称。一般状况下, 修缘的方式应用较为广泛。修缘就是指有目的的修削啮合角的齿形, 使齿形偏移恰当的渐开线齿形。从而, 当齿轮轴颈受外力作用造成形变时, 能够防止对与之齿合的齿轮造成干预, 而且能够减少噪声, 增加齿轮使用寿命。 可是, 要留意不可以整修过多。过多整修相当于提升了齿形差值, 将对齿合造成负面影响。

图8 齿形整修

(2)鼓型加工和齿端修薄

鼓型加工和齿端修薄全是沿齿线方位的整修。尤其是鼓形加工, 是令其传动齿轮触碰集中化到齿宽的中间部为目地的加工, 因此 , 沿齿线方位加工适度的鼓型。这时,应留意不可以加工过甚。过多的鼓型加工会造成传动齿轮触碰总面积的减少, 对齿轮抗压强度造成负面影响。齿端修薄是将齿宽的两边部多方面适度的倒角加工的方式。

图8 鼓型加工与齿端修薄

(3)直径加工及啮合角倒角加工

在滚齿加工的另外,齿轮的直径加工及啮合角倒角加工也可以另外开展。 图9 提示了齿顶倒角数控刀片的刃口样子及从而数控刀片钻削加工的齿轮齿形。根据啮合角倒角加工、对避免 产生在啮合角的撞痕及毛边等起了非常好的功效。

图9 啮合角倒角加工

由于推行了齿顶倒角, 齿合时合理的齿顶高降低, 齿合率也减少, 因此 , 一般不期待过多的倒角。图10提示了规范的啮合角倒角的尺寸及样子。直径加工及啮合角倒角有时候并且用, 有时候独立采用在其中的一种。

图10 啮合角倒角的尺寸及样子


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