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        正基元齒輪 圓弧圓柱齒輪及其齒輪副

        圓弧圓柱齒輪(圓弧齒輪)
        新型齒輪及其齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元一個斜齒圓柱齒輪,其基本齒條的法向(或端面)的可用齒廓為圓。ɑ蚪茍A弧的某種曲線)。亦稱圓弧齒輪,簡稱W-N齒輪,曾稱諾維柯夫齒輪;君X條的齒形參數確定了圓弧圓柱齒輪的法向(或端面)的可用齒廓同樣是一段圓。ɑ蚪茍A弧的某種曲線)。為了避免齒廓干涉,該齒輪可做成三種形式:輪齒僅有凸圓弧形的上齒面;輪齒僅有凹圓弧形的下齒面;輪齒由凸圓弧上齒面、凹圓弧下齒面連接而成。前兩種稱單圓弧圓柱齒輪,后者稱雙圓弧圓柱齒輪。由于基本齒條參數選擇合理,不產生切齒干涉,齒數可做的很少。
        通常圓弧圓柱齒輪是指單圓弧圓柱齒輪。

        威爾德哈伯齒輪副
        由兩個配對的凹、凸圓弧圓柱齒輪,組成的平行軸圓弧圓柱齒輪副(圖7-15),它屬于點嚙合齒輪副,凹齒齒廓圓弧半徑ρ2大于凸齒圓弧半徑ρ1,且ρ2的中心位在節點ρ處,ρ1中心位在名義壓力角α的半徑線上。這種齒輪副未能實用。新型齒輪及其齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元

        葛朗特齒輪副
        由兩個相配的,只有齒根的齒輪所組成的齒輪副(圖7-16),兩齒輪僅在節點處相接觸,端面重合度為零,靠斜齒輪的軸向重合度保持連續嚙合條件,但僅僅是點接觸,所以承載能力低,未能實用。

        VBB齒輪副
        Vickers-Bostock-Bramiey提出的齒輪副(圖7-17),是由兩個具有凸凹齒廓的配對齒輪所組成的齒輪副。它是端面重合度不為零,屬于線接觸的平行軸斜齒圓柱齒輪副。該齒輪副具有工藝性好,滑動系數小,承載能力高的特點。只是因為凹齒齒頂過尖而不能實用。

        線接觸圓弧齒輪副
        新型齒輪及其齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元根據共軛環面基本性質,若兩個圓柱齒輪的齒面是環面,且母圓直徑相等,則這兩個齒輪組成的齒輪副呈線接觸,稱線接觸圓弧齒輪副。這種齒輪副,從工藝性、嚙合特性、承載能力等都不如點嚙合圓弧齒輪副。目前沒有推廣應用。

        圓弧圓柱齒輪副(圓弧齒輪副)
        由兩配對的圓弧圓柱齒輪組成的平行軸斜齒圓柱齒輪副(圖7-18d)。分節點后嚙合單圓弧圓柱齒輪副(圖7-18a);節點前嚙合單圓弧圓柱齒輪副(圖7-18b);雙圓弧圓柱齒輪副(圖7-18c)。通常是指節點后嚙合單圓弧圓柱齒輪副。圓弧齒輪副的正確嚙合條件是:配對相嚙兩齒輪是旋向相反(或相同—內嚙合)、螺旋角相同的斜齒輪;縱向重合度εx>1;兩相嚙齒輪不產生齒廓干涉;兩相嚙齒輪模數相等,壓力角相同。

        新型齒輪及其齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元

        新型齒輪及其齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元圓弧圓柱齒輪副的主要嚙合特點是:屬于點嚙合制齒輪副,嚙合線平行于齒輪軸線(圖7-18e),端面重合度εt=0,縱面重合度εx>1 ,所以必然是一對斜齒圓柱齒輪(圖7-18d);輪齒呈凸凹嚙合(圖7-19),兩齒輪齒廓圓弧半徑ρ1、ρ2 很接近(圖7-18c),故具有很大的誘導曲率半徑ρ ,降低了齒面接觸應力,提高了齒面的接觸強度和膠合強度,嚙合點沿軸向滾動速度很高,再加上呈凸凹嚙合,共軛齒面間極有利于動壓油膜的形成,改善了齒面間的潤滑狀態,提高了抗膠合能力和傳動效率(可達0.99~0.995),降低了噪聲和動載荷;齒面間的滑動速度恒定,齒面磨損小,且均勻易跑合;圓弧齒輪無挖根現象,齒數和可選的很少,故可組成結構緊湊的齒輪副;對中心距、切齒深度、螺旋角誤差較敏感,沒有可分離性;配對的單圓弧齒輪需兩把刀具加工;單圓弧齒輪副彎曲強度較低;不便用于換檔滑移齒輪。
        圓弧齒輪適用于冶金、礦山、起重、運輸、船舶、石油化工等低速、重載或高速、重載且尺寸較大的場合。
        新型齒輪及其齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元
        齒形圓弧半徑差
        單圓弧齒輪副中,兩相嚙齒輪齒廓圓弧半徑之差(圖7-19)。凹齒和凸齒圓弧廓線相嚙合,對其中心距,齒深、螺旋角偏差十分敏感,為了避免輪齒棱邊接觸,減小對偏差的敏感性,凸凹兩圓弧半徑必須有個差值Δr。對于雙圓弧齒輪同樣需要圓弧半徑差。

        單圓弧圓柱齒輪副
        由兩配對單圓弧圓柱齒輪,組成的平行軸斜齒輪副?煞止濣c后嚙合單圓弧圓柱齒輪副和節點前嚙合單圓弧圓柱齒輪副兩種。兩者比較前者優于后者,得到了最廣泛的應用。通常所謂的單圓弧圓柱齒輪副指的是節點后嚙合單圓弧圓柱齒輪副,簡稱圓弧齒輪副。

        節點后嚙合單圓弧圓柱齒輪副
        只有凸圓弧上齒面的主動輪,與僅有凹圓弧下齒面的從動輪,組成的平行軸圓弧圓柱齒輪副(圖7-20)。它和其它圓弧圓柱齒輪副相比重量最輕;和節點前嚙合單圓弧齒輪副相比承載能力大,齒面間潤滑條件較好,磨損小,效率高;目前應用較廣。

        節點前嚙合單圓弧圓柱齒輪副
        新型齒輪及其齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元單圓弧圓柱齒輪副中,(圖7-21),主動輪是只有凹圓弧下齒面的單圓弧圓柱齒輪,從動輪則是僅有凸圓弧上齒面的單圓弧圓柱齒輪,這種單圓弧圓柱齒輪副呈現節點前嚙合,稱節點前嚙合單圓弧圓柱齒輪副,該齒輪副重量大,承載能力小,磨損大,效率低,所以目前很少應用。

        圓弧齒輪滾刀法面齒形
        JB929-67規定了單圓弧齒輪滾刀法向齒形,即基本齒廓,分mn=2~6mm(圖7-22a)及mn=7~30mm(圖7-22b)兩種齒廓。每種又分加工凸齒用滾刀法向齒廓及加工凹齒用滾刀法向齒廓。

        圓弧曲齒線圓柱齒輪副
        由兩個配對圓弧齒廓曲齒線圓柱齒輪組成的齒輪副,目前用的是單圓弧齒廓。其齒輪是用圓弧刃廓的格利森刀盤或奧利康刀盤加工。該齒輪副具有普通圓弧圓柱齒輪副的嚙合特性,其嚙合性質、傳動質量稍好于漸開線齒廓曲齒線圓柱齒輪副,但工藝性稍遜。

        雙圓弧曲齒線圓柱齒輪副
        由兩個配對的雙圓弧齒廓的曲齒線齒輪組成的圓柱齒輪副。該齒輪副正在研制過程中,理論分析表明它有良好的嚙合特性,將優于漸開線和圓弧齒曲齒線圓柱齒輪副。

        新型齒輪及其齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元

        新型齒輪及其齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元

        新型齒輪及其齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元雙圓弧圓柱齒輪
        采用“雙圓弧齒輪基本齒廓”滾刀,用展成法切削成的圓柱齒輪。這種齒輪在端面或法向平面內呈凸凹圓弧齒廓,具有凸形上齒面、凹形下齒面其齒高大于圓弧圓柱齒輪。組成的雙圓弧圓柱齒輪副呈現節點前、后同時嚙合,有一系列優點。見“雙圓弧圓柱齒輪副”。

        雙圓弧圓柱齒輪副
        圓弧齒輪的法向(或端面)齒廓由凸凹兩段圓弧組成,稱雙圓弧圓柱齒輪。由兩配對雙圓弧圓柱齒輪組成的齒輪副稱雙圓弧圓柱齒輪副(圖7-23)。它和單圓弧圓柱齒輪副相比,主要特點是:在端面內,瞬時有兩點嚙合,在空間有兩條和軸線平行的嚙合線;齒根厚度大,特別是分階式雙圓弧圓柱齒輪更為顯著,可大幅度提高彎曲強度;相對于兩對齒接觸,所以接觸強度,彎曲強度都將明顯提高;配對齒輪只用一把滾刀加工,降低了成本;雙圓弧圓柱齒輪副克服了單圓弧圓柱齒輪的不足,發展了圓弧圓柱齒輪副的優點,是極有發展前途的傳動形式。

        雙圓弧圓柱齒輪基本齒形
        JB2940-81規定了適用于齒面硬度不超過350HB和齒面硬度超過350HB而不磨齒的法向模數mn=22-32mm的雙圓弧圓柱齒輪傳動的基本齒形。
        雙圓弧圓柱齒輪基本齒條在法截面內的齒形基準齒形示在圖7-24中。參數大小及規定見JB2940規定。

        新型齒輪及其齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元

        分階式雙圓弧齒形
        新型齒輪及其齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元雙圓弧圓柱齒輪,產形齒條的齒形由凸凹圓弧兩部分組成,若對凸圓弧齒進行負切向變位,凹圓弧齒進行正切向變位,這樣兩部分齒形產生了錯位,然后兩圓弧用另一段小圓弧連接,形成臺階式齒形,稱分階式雙圓弧齒形(圖7-25)。
        分階式雙圓弧齒形的主要特點是,在節線附近呈臺階式,是非工作齒面,兩齒輪嚙合時,形成較大空穴,避免了接觸,改善了潤滑條件,提高了接觸強度。另外齒根厚度增大,明顯提高了彎曲強度。這種齒形是目前“最佳”雙圓弧齒形。我國用JB2940-81對其作了規定。

        公切線雙圓弧齒形
        雙圓弧圓柱齒輪,產形齒條的齒形,由凸圓弧和凹圓弧兩部分組成,其連接方式可由設計者選擇。若采取兩圓弧的公切線連接,則稱公切線雙圓弧齒形(圖7-26)。該齒形有兩個主要缺點:彎曲強度低,公切線處的點蝕疲勞強度低。我國不采用這種齒形。

        嚙合點的滯后量
        新型齒輪及其齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元雙圓弧圓柱齒輪副,在嚙合過程中,每個相嚙齒輪的同一個端面齒廓上,有兩個點參于嚙合,但進入嚙合的時刻不同,主動輪上位在下齒面上的點先進入嚙合,上齒面上的點后進入嚙合,從動輪則相反。這兩點進入嚙合的時間差乘以嚙合點的軸向速度所得的積稱滯后量,亦即這兩點先后進入時軸向差距。

        多點嚙合系數
        雙圓弧圓柱齒輪副一個輪齒從進入嚙合到退出嚙合的過程中,同時嚙合齒數不變的全時期內,齒輪轉過的圓心角除以齒距角所得的商,稱多點嚙合系數。亦即,嚙合點數目不變的全時期內,嚙合點沿軸線方向移動的距離除以軸向齒距所得的商。至于同時嚙合點的數目可能是,1、2、3……n。

        多對齒嚙合系數
        新型齒輪及其齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元雙圓弧圓柱齒輪副,一個輪齒從進入嚙合到退出嚙合的過程中,同時嚙合輪齒對數不變的全時期內,齒輪轉過的圓心角,除以齒距角所得的商,稱多對齒嚙合系數。亦即,同時嚙合輪齒數不變的全時期內,嚙合點沿軸線方向移動的距離,除以軸向齒距所得的商。

        叉孔雙圓弧齒輪
        沿齒長方向從輪齒兩端的齒頂和齒根分別鉆孔的雙圓弧齒輪(圖7-27)。同一輪齒上的兩孔不能開通。鉆孔深度和大小應視齒輪的模數和螺旋角大小而定,對此,目前尚無統一規定,僅在試驗階段,其效果也沒有定量的評價。鉆孔的主要目的是為了降低圓弧齒輪運轉時的噪聲。

        圓弧齒廓錐齒輪
        新型齒輪及其齒輪副 - 齒輪知識 - 正基元法向齒廓為圓弧的錐齒輪。這種齒輪多為等高齒,一般取小齒輪為凸弧齒,大齒輪為凹弧齒,大小配對齒輪組成圓弧點嚙合相交軸錐齒輪副;其齒線隨著工藝方案的不同,可為圓弧、阿基米德螺線;一般不變位,齒形可按JB926-67標準選取。

        圓弧齒廓球面錐齒輪
        法向齒廓為圓弧、產形冠輪齒面為球面的錐齒輪。該齒輪的法向齒廓一側是凸弧,一側是凹弧。用“統一刀盤法”,原理加工。

        相交軸內齒輪副傳動
        內、外齒輪的軸線不平行而相交于一點的傳動。在圖7-28中,中心距α≠0,夾角θ≠0。該傳動的內齒圈用一般方法加工,具有漸開線齒廊的直齒內齒圈,而外齒輪的齒面則為與內齒圈共軛的曲面。為了實現相交軸內齒輪副傳動,必須采用工作臺和齒坯都作分齒運動的“雙分齒”切齒,在插齒機上添置類似裝置,亦可實現雙分齒切削。該齒輪傳動原理可用在搖轉式少齒差行星減速器中。

         

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