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渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动优化技巧

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:如图5.9所示为一对渐开线齿轮啮合的情况。即将pb=πmcosα代入式得因m和α都取标准值,则使上式成立的条件为因此,一对渐开线齿轮正确啮合的条件是两轮的模数m1、m2和压力角α1、α2应分别相等。图5.11齿轮传动中心距及啮合角

渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动优化技巧

1.正确啮合条件

渐开线齿轮能够满足定传动比,但不等于说任意两个渐开线齿轮都能够搭配起来正确啮合。正确啮合还必须满足一定的条件。如图5.9所示为一对渐开线齿轮啮合的情况。设前一对轮齿在K点接触,后一对轮齿在K′点接触。要使进入啮合区内的各对轮齿都能正确啮合,两齿轮的相邻两齿同侧齿廓间的法向距离应相等,根据渐开线性质,法自齿距与基圆齿距相等。即

将pb=πmcosα代入式(5.10)得

因m和α都取标准值,则使上式成立的条件为

因此,一对渐开线齿轮正确啮合的条件是两轮的模数m1、m2压力角α1、α2应分别相等。

2.连续传动条件

齿轮传动除了正确啮合外,还需要连续传动。齿轮的连续传动是指轮齿对能及时接替,也就是前一对轮齿在退出啮合之前,后一对轮齿已经进入啮合。如图5.10所示,图中理论啮合线为N1N2,B1、B2分别为轮齿1、轮齿2齿顶圆与理论啮合线N1N2的交点,B1B2称为实际啮合线,为保证连续传动,要求实际啮合线段B1B2≥pb(pb是齿轮的基圆齿距),定义εα=B1B2/pb为一对齿轮的重合度,则一对齿轮的连续传动条件为

为保证可靠工作,工程上要求εα≥[εα],[εα]为许用重合度,常用机械的许用重合度见表5.4。

图5.10 齿轮的连续传动

表5.4 常用机械的许用重合度[εα]

对于外啮合传动,可根据几何关系推导得到其重合度计算公式为

式中,α′为啮合角,z1、z2为两齿轮的齿数,αa1、αa2为两齿轮的齿顶圆压力角。

3.齿轮传动的中心距和啮合角

如图5.11所示,一对齿轮安装后进行啮合传动时,两节圆相切并作相对滚动,故一对齿轮的实际中心距α′等于两个节圆半径之和,即a′=r′1+r′2,节圆上的压力角α′称为啮合角。

两个标准齿轮的分度圆相切(即分度圆与节圆重合,压力角等于啮合角,两个齿轮在理论上无齿侧间隙,即s1=e2、s2=e1,具有标准顶隙c=c*m)的安装称为标准安装,如图5.11所示(图中rf2为齿轮2齿根圆半径)。这时实际中心距a′等于理论中心距a,为两个分度圆半径之和,即(www.xing528.com)

注意,分度圆和压力角是对单个齿轮而言的,节圆和啮合角是对一对齿轮啮合而言的,单个齿轮无节圆和啮合角。故节圆、啮合角和中心距是一对齿轮啮合传动的基本尺寸和参数。

在齿轮的实际安装中,也可能不是标准安装,这时实际中心距a′、理论中心距a、啮合角α′和压力角α有以下关系式

由此可见,当a′>a时,α′>α。

图5.11 齿轮传动中心距及啮合角

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