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用线图法选择外啮合圆柱齿轮的变位系数优化方案

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:应用时,可根据所设计的一对齿轮的齿数和zΣ的大小及其他具体要求,在该线图的许用区内选择总变位系数xΣ。该部分线图的纵坐标仍表示总变位系数xΣ,而其横坐标则表示小齿轮z1的变位系数x1。3)根据齿数比,故应按线图左侧的斜线②分配变位系数x1。解 为提高接触强度,应按最大啮合角选取总变位系数xΣ。由于齿数比u=z2/z1=100/17=5.9>3.0,故应按斜线⑤分配变位系数。例2-4 已知齿轮的齿数z1=15,z2=28,α=20°,,试确定高度变位系数。

用线图法选择外啮合圆柱齿轮的变位系数优化方案

图2-5是由哈尔滨工业大学提出的变位系数选择线图,该线图用于小齿轮齿数z1≥12。其右侧部分线图的横坐标表示一对啮合齿轮的齿数和zΣ,纵坐标表示总变位系数xΣ,图中阴影线以内为许用区,许用区内各射线为同一啮合角(如19°,20°,…,24°,25°等)时总变位系数xΣ与齿数和zΣ的函数关系。应用时,可根据所设计的一对齿轮的齿数和zΣ的大小及其他具体要求,在该线图的许用区内选择总变位系数xΣ。对于同一zΣ,当所选的xΣ越大(即啮合角α′越大)时,其传动的重合度εα就越小(即越接近于εα=1.2)。

在确定总变位系数xΣ之后,再按照该线图左侧的五条斜线分配变位系数x1x2。该部分线图的纵坐标仍表示总变位系数xΣ,而其横坐标则表示小齿轮z1的变位系数x1(从坐标原点0向左x1为正值,反之x1为负值)。根据xΣ及齿数比u=(z2/z1),即可确定x1,从而得x2=xΣ-x1

按此线图选取并分配变位系数,可以保证:

1)齿轮加工时不根切(在根切限制线上选取xΣ,也能保证齿廓工作段不根切)。

2)齿顶厚sa>0.4m(个别情况下sa<0.4m但大于0.25m)。

3)重合度εα≥1.2(在线图上方边界线上选取xΣ,也只有少数情况εα=1.1~1.2)。

4)齿轮啮合不干涉。

5)两齿轮最大滑动率接近或相等(η1η2)。

6)在模数限制线(图2-5中m=6.5mm,m=7mm,…,m=10mm等线)下方选取变位系数时,用标准滚刀加工该模数的齿轮不会产生不完全切削现象。该模数限制线是按齿轮刀具规定的滚刀长度计算的,若使用旧厂标的滚刀时,可按下式核算滚刀螺纹部分长度l是否够用

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式中 da——被加工齿轮的齿顶圆直径;

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图2-5 选择变位系数线图(978-7-111-38462-5-Chapter02-49.jpgα=20°)

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图2-6 选择变位系数线图(α=25°,978-7-111-38462-5-Chapter02-51.jpg

αa——被加工齿轮的齿顶压力角;

α——被加工齿轮的分度圆压力角。

对于α=25°、978-7-111-38462-5-Chapter02-52.jpg的变位系数选择线图如图2-6所示。(www.xing528.com)

例2-2 已知某机床变速器中的一对齿轮,z1=21,z2=33,m=2.5mm,α=20°,978-7-111-38462-5-Chapter02-53.jpg,中心距a′=70mm,试确定变位系数。

1)根据给定的中心距a′求啮合角α

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α′=25°1′25″

2)在图2-5中,由0点按α′=25°1′25″作射线,与zΣ=z1+z2=21+33=54处向上引的垂线相交于A1点,A1点的纵坐标值即为所求的总变位系数xΣ(见图2-5中例2-2,xΣ=1.125),A1点在线图的许用区内,故可用。

3)根据齿数比978-7-111-38462-5-Chapter02-55.jpg,故应按线图左侧的斜线②分配变位系数x1。自A1点作水平线与斜线②交于C1点,C1点的横坐标x1即为所求的x1值,图2-5中的x1=0.55。故x2=xΣ-x1=1.125-0.55=0.575。

例2-3 一对齿轮的齿数z1=17,z2=100,α=20°,978-7-111-38462-5-Chapter02-56.jpg,要求尽可能地提高接触强度,试选择变位系数。

为提高接触强度,应按最大啮合角选取总变位系数xΣ。在图2-5中,自zΣ=z1+z2=17+100=117处向上引垂线,与线图的上边界交于A2点,A2点处的啮合角值,即为zΣ=117时的最大许用啮合角。

A2点的纵坐标值即为所求的总变位系数xΣ=2.54(若需圆整中心距,可以适当调整总变位系数)。

由于齿数比u=z2/z1=100/17=5.9>3.0,故应按斜线⑤分配变位系数。自A2点作水平线与斜线⑤交于C2点,则C2点的横坐标值即为x1,得x1=0.77。

x2=xΣ-x1=2.54-0.77=1.77。

例2-4 已知齿轮的齿数z1=15,z2=28,α=20°,978-7-111-38462-5-Chapter02-57.jpg,试确定高度变位系数。

高度变位时,啮合角α′=α=20°,总变位系数xΣ=x1+x2=0,变位系数x1可按齿数比u的大小,由图2-5左侧的五条斜线与xΣ=0的水平线(即横坐标轴)的交点来确定。

齿数比978-7-111-38462-5-Chapter02-58.jpg,故应按斜线③与横坐标轴的交点来确定x1,得

x1=0.23

x2=xΣ-x1=0-0.23=-0.23

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