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正基元齿轮 圆弧圆柱齿轮及其齿轮副

圆弧圆柱齿轮(圆弧齿轮)
新型齿轮及其齿轮副 - 齿轮知识 - 正基元一个斜齿圆柱齿轮,其基本齿条的法向(或端面)的可用齿廓为圆。ɑ蚪圃不〉哪持智撸。亦称圆弧齿轮,简称W-N齿轮,曾称诺维柯夫齿轮;境萏醯某菪尾问范嗽不≡仓萋值姆ㄏ颍ɑ蚨嗣妫┑目捎贸堇且欢卧不。ɑ蚪圃不〉哪持智撸。为了避免齿廓干涉,该齿轮可做成三种形式:轮齿仅有凸圆弧形的上齿面;轮齿仅有凹圆弧形的下齿面;轮齿由凸圆弧上齿面、凹圆弧下齿面连接而成。前两种称单圆弧圆柱齿轮,后者称双圆弧圆柱齿轮。由于基本齿条参数选择合理,不产生切齿干涉,齿数可做的很少。
通常圆弧圆柱齿轮是指单圆弧圆柱齿轮。

威尔德哈伯齿轮副
由两个配对的凹、凸圆弧圆柱齿轮,组成的平行轴圆弧圆柱齿轮副(图7-15),它属于点啮合齿轮副,凹齿齿廓圆弧半径ρ2大于凸齿圆弧半径ρ1,且ρ2的中心位在节点ρ处,ρ1中心位在名义压力角α的半径线上。这种齿轮副未能实用。新型齿轮及其齿轮副 - 齿轮知识 - 正基元

葛朗特齿轮副
由两个相配的,只有齿根的齿轮所组成的齿轮副(图7-16),两齿轮仅在节点处相接触,端面重合度为零,靠斜齿轮的轴向重合度保持连续啮合条件,但仅仅是点接触,所以承载能力低,未能实用。

VBB齿轮副
Vickers-Bostock-Bramiey提出的齿轮副(图7-17),是由两个具有凸凹齿廓的配对齿轮所组成的齿轮副。它是端面重合度不为零,属于线接触的平行轴斜齿圆柱齿轮副。该齿轮副具有工艺性好,滑动系数小,承载能力高的特点。只是因为凹齿齿顶过尖而不能实用。

线接触圆弧齿轮副
新型齿轮及其齿轮副 - 齿轮知识 - 正基元根据共轭环面基本性质,若两个圆柱齿轮的齿面是环面,且母圆直径相等,则这两个齿轮组成的齿轮副呈线接触,称线接触圆弧齿轮副。这种齿轮副,从工艺性、啮合特性、承载能力等都不如点啮合圆弧齿轮副。目前没有推广应用。

圆弧圆柱齿轮副(圆弧齿轮副)
由两配对的圆弧圆柱齿轮组成的平行轴斜齿圆柱齿轮副(图7-18d)。分节点后啮合单圆弧圆柱齿轮副(图7-18a);节点前啮合单圆弧圆柱齿轮副(图7-18b);双圆弧圆柱齿轮副(图7-18c)。通常是指节点后啮合单圆弧圆柱齿轮副。圆弧齿轮副的正确啮合条件是:配对相啮两齿轮是旋向相反(或相同—内啮合)、螺旋角相同的斜齿轮;纵向重合度εx>1;两相啮齿轮不产生齿廓干涉;两相啮齿轮模数相等,压力角相同。

新型齿轮及其齿轮副 - 齿轮知识 - 正基元

新型齿轮及其齿轮副 - 齿轮知识 - 正基元圆弧圆柱齿轮副的主要啮合特点是:属于点啮合制齿轮副,啮合线平行于齿轮轴线(图7-18e),端面重合度εt=0,纵面重合度εx>1 ,所以必然是一对斜齿圆柱齿轮(图7-18d);轮齿呈凸凹啮合(图7-19),两齿轮齿廓圆弧半径ρ1、ρ2 很接近(图7-18c),故具有很大的诱导曲率半径ρ ,降低了齿面接触应力,提高了齿面的接触强度和胶合强度,啮合点沿轴向滚动速度很高,再加上呈凸凹啮合,共轭齿面间极有利于动压油膜的形成,改善了齿面间的润滑状态,提高了抗胶合能力和传动效率(可达0.99~0.995),降低了噪声和动载荷;齿面间的滑动速度恒定,齿面磨损小,且均匀易跑合;圆弧齿轮无挖根现象,齿数和可选的很少,故可组成结构紧凑的齿轮副;对中心距、切齿深度、螺旋角误差较敏感,没有可分离性;配对的单圆弧齿轮需两把刀具加工;单圆弧齿轮副弯曲强度较低;不便用于换档滑移齿轮。
圆弧齿轮适用于冶金、矿山、起重、运输、船舶、石油化工等低速、重载或高速、重载且尺寸较大的场合。
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齿形圆弧半径差
单圆弧齿轮副中,两相啮齿轮齿廓圆弧半径之差(图7-19)。凹齿和凸齿圆弧廓线相啮合,对其中心距,齿深、螺旋角偏差十分敏感,为了避免轮齿棱边接触,减小对偏差的敏感性,凸凹两圆弧半径必须有个差值Δr。对于双圆弧齿轮同样需要圆弧半径差。

单圆弧圆柱齿轮副
由两配对单圆弧圆柱齿轮,组成的平行轴斜齿轮副?煞纸诘愫竽龊系ピ不≡仓萋指焙徒诘闱澳龊系ピ不≡仓萋指绷街。两者比较前者优于后者,得到了最广泛的应用。通常所谓的单圆弧圆柱齿轮副指的是节点后啮合单圆弧圆柱齿轮副,简称圆弧齿轮副。

节点后啮合单圆弧圆柱齿轮副
只有凸圆弧上齿面的主动轮,与仅有凹圆弧下齿面的从动轮,组成的平行轴圆弧圆柱齿轮副(图7-20)。它和其它圆弧圆柱齿轮副相比重量最轻;和节点前啮合单圆弧齿轮副相比承载能力大,齿面间润滑条件较好,磨损小,效率高;目前应用较广。

节点前啮合单圆弧圆柱齿轮副
新型齿轮及其齿轮副 - 齿轮知识 - 正基元单圆弧圆柱齿轮副中,(图7-21),主动轮是只有凹圆弧下齿面的单圆弧圆柱齿轮,从动轮则是仅有凸圆弧上齿面的单圆弧圆柱齿轮,这种单圆弧圆柱齿轮副呈现节点前啮合,称节点前啮合单圆弧圆柱齿轮副,该齿轮副重量大,承载能力小,磨损大,效率低,所以目前很少应用。

圆弧齿轮滚刀法面齿形
JB929-67规定了单圆弧齿轮滚刀法向齿形,即基本齿廓,分mn=2~6mm(图7-22a)及mn=7~30mm(图7-22b)两种齿廓。每种又分加工凸齿用滚刀法向齿廓及加工凹齿用滚刀法向齿廓。

圆弧曲齿线圆柱齿轮副
由两个配对圆弧齿廓曲齿线圆柱齿轮组成的齿轮副,目前用的是单圆弧齿廓。其齿轮是用圆弧刃廓的格利森刀盘或奥利康刀盘加工。该齿轮副具有普通圆弧圆柱齿轮副的啮合特性,其啮合性质、传动质量稍好于渐开线齿廓曲齿线圆柱齿轮副,但工艺性稍逊。

双圆弧曲齿线圆柱齿轮副
由两个配对的双圆弧齿廓的曲齿线齿轮组成的圆柱齿轮副。该齿轮副正在研制过程中,理论分析表明它有良好的啮合特性,将优于渐开线和圆弧齿曲齿线圆柱齿轮副。

新型齿轮及其齿轮副 - 齿轮知识 - 正基元

新型齿轮及其齿轮副 - 齿轮知识 - 正基元

新型齿轮及其齿轮副 - 齿轮知识 - 正基元双圆弧圆柱齿轮
采用“双圆弧齿轮基本齿廓”滚刀,用展成法切削成的圆柱齿轮。这种齿轮在端面或法向平面内呈凸凹圆弧齿廓,具有凸形上齿面、凹形下齿面其齿高大于圆弧圆柱齿轮。组成的双圆弧圆柱齿轮副呈现节点前、后同时啮合,有一系列优点。见“双圆弧圆柱齿轮副”。

双圆弧圆柱齿轮副
圆弧齿轮的法向(或端面)齿廓由凸凹两段圆弧组成,称双圆弧圆柱齿轮。由两配对双圆弧圆柱齿轮组成的齿轮副称双圆弧圆柱齿轮副(图7-23)。它和单圆弧圆柱齿轮副相比,主要特点是:在端面内,瞬时有两点啮合,在空间有两条和轴线平行的啮合线;齿根厚度大,特别是分阶式双圆弧圆柱齿轮更为显著,可大幅度提高弯曲强度;相对于两对齿接触,所以接触强度,弯曲强度都将明显提高;配对齿轮只用一把滚刀加工,降低了成本;双圆弧圆柱齿轮副克服了单圆弧圆柱齿轮的不足,发展了圆弧圆柱齿轮副的优点,是极有发展前途的传动形式。

双圆弧圆柱齿轮基本齿形
JB2940-81规定了适用于齿面硬度不超过350HB和齿面硬度超过350HB而不磨齿的法向模数mn=22-32mm的双圆弧圆柱齿轮传动的基本齿形。
双圆弧圆柱齿轮基本齿条在法截面内的齿形基准齿形示在图7-24中。参数大小及规定见JB2940规定。

新型齿轮及其齿轮副 - 齿轮知识 - 正基元

分阶式双圆弧齿形
新型齿轮及其齿轮副 - 齿轮知识 - 正基元双圆弧圆柱齿轮,产形齿条的齿形由凸凹圆弧两部分组成,若对凸圆弧齿进行负切向变位,凹圆弧齿进行正切向变位,这样两部分齿形产生了错位,然后两圆弧用另一段小圆弧连接,形成台阶式齿形,称分阶式双圆弧齿形(图7-25)。
分阶式双圆弧齿形的主要特点是,在节线附近呈台阶式,是非工作齿面,两齿轮啮合时,形成较大空穴,避免了接触,改善了润滑条件,提高了接触强度。另外齿根厚度增大,明显提高了弯曲强度。这种齿形是目前“最佳”双圆弧齿形。我国用JB2940-81对其作了规定。

公切线双圆弧齿形
双圆弧圆柱齿轮,产形齿条的齿形,由凸圆弧和凹圆弧两部分组成,其连接方式可由设计者选择。若采取两圆弧的公切线连接,则称公切线双圆弧齿形(图7-26)。该齿形有两个主要缺点:弯曲强度低,公切线处的点蚀疲劳强度低。我国不采用这种齿形。

啮合点的滞后量
新型齿轮及其齿轮副 - 齿轮知识 - 正基元双圆弧圆柱齿轮副,在啮合过程中,每个相啮齿轮的同一个端面齿廓上,有两个点参于啮合,但进入啮合的时刻不同,主动轮上位在下齿面上的点先进入啮合,上齿面上的点后进入啮合,从动轮则相反。这两点进入啮合的时间差乘以啮合点的轴向速度所得的积称滞后量,亦即这两点先后进入时轴向差距。

多点啮合系数
双圆弧圆柱齿轮副一个轮齿从进入啮合到退出啮合的过程中,同时啮合齿数不变的全时期内,齿轮转过的圆心角除以齿距角所得的商,称多点啮合系数。亦即,啮合点数目不变的全时期内,啮合点沿轴线方向移动的距离除以轴向齿距所得的商。至于同时啮合点的数目可能是,1、2、3……n。

多对齿啮合系数
新型齿轮及其齿轮副 - 齿轮知识 - 正基元双圆弧圆柱齿轮副,一个轮齿从进入啮合到退出啮合的过程中,同时啮合轮齿对数不变的全时期内,齿轮转过的圆心角,除以齿距角所得的商,称多对齿啮合系数。亦即,同时啮合轮齿数不变的全时期内,啮合点沿轴线方向移动的距离,除以轴向齿距所得的商。

叉孔双圆弧齿轮
沿齿长方向从轮齿两端的齿顶和齿根分别钻孔的双圆弧齿轮(图7-27)。同一轮齿上的两孔不能开通。钻孔深度和大小应视齿轮的模数和螺旋角大小而定,对此,目前尚无统一规定,仅在试验阶段,其效果也没有定量的评价。钻孔的主要目的是为了降低圆弧齿轮运转时的噪声。

圆弧齿廓锥齿轮
新型齿轮及其齿轮副 - 齿轮知识 - 正基元法向齿廓为圆弧的锥齿轮。这种齿轮多为等高齿,一般取小齿轮为凸弧齿,大齿轮为凹弧齿,大小配对齿轮组成圆弧点啮合相交轴锥齿轮副;其齿线随着工艺方案的不同,可为圆弧、阿基米德螺线;一般不变位,齿形可按JB926-67标准选取。

圆弧齿廓球面锥齿轮
法向齿廓为圆弧、产形冠轮齿面为球面的锥齿轮。该齿轮的法向齿廓一侧是凸弧,一侧是凹弧。用“统一刀盘法”,原理加工。

相交轴内齿轮副传动
内、外齿轮的轴线不平行而相交于一点的传动。在图7-28中,中心距α≠0,夹角θ≠0。该传动的内齿圈用一般方法加工,具有渐开线齿廊的直齿内齿圈,而外齿轮的齿面则为与内齿圈共轭的曲面。为了实现相交轴内齿轮副传动,必须采用工作台和齿坯都作分齿运动的“双分齿”切齿,在插齿机上添置类似装置,亦可实现双分齿切削。该齿轮传动原理可用在摇转式少齿差行星减速器中。

 

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