齒輪轉位係數

alice-1 · 发表于 2007-4-2 16:17:55

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齒輪轉位係數

轉位係數x是徑向轉位係數，加工標準齒輪時，齒條形刀具中線與齒輪分度圓相切。加工轉位齒輪時齒條形刀具中線與齒輪分度圓相切位置偏移距離xm，外移x為正，內移x為負。除了圓錐齒輪有時採用切向轉位xt外，圓柱齒輪一般只採用徑向轉位。
轉位係數x的選擇不僅僅是為了湊中心距，而主要是為了提高強度和改善傳動品質。轉位齒輪的主要功用如下：
(1)減小齒輪傳動的階組尺寸，減輕重量在傳動比一定的條件下，可使小齒輪齒數zl＜zmin，從而使傳動的階組尺寸減小，減輕機構重量。
(2)避免根切，提高齒根的彎曲強度當小齒輪齒數z1＜zmin時，可以利用正轉位避免根切，提高齒根的彎曲強度。x≧xmin=(Z-Zmin)/Zmin，對α=20o時，Zmin=17。 (3)提高齒面的接觸強度採用齧合角α’＞α的正傳動時，由于齒廓曲率半徑增大，故可以提高齒面的接觸強度。
(4)提高齒面的抗膠合耐磨損能力採用齧合角α’＞α的正傳動，並適當分配轉位係數xl、x2，使兩齒輪的最大滑動率相等時，既可降低齒面接觸應力，又可降低齒面間的滑動率以提高齒輪的抗膠合和耐磨損能力。
(5)配湊中心距當齒數z1、z2不變的情況下，齧合角α’不同，可以得到不同的中心距，以達到配湊中心距的目的。
(6)修復被磨損的舊齒輪齒輪傳動中，小齒輪磨損較重，大齒輪磨損較輕，可以利用負轉位把大齒輪齒面磨損部分切去再使用，重配一個正轉位小齒輪，這就節約了修配時需要的材料與加工費用。
選擇轉位係數的基本原則
(1)潤滑條件良好的閉式齒輪傳動當齒輪表面的硬度不高時(HBS＜350)，即對于齒面未經滲碳、滲氮、表面淬火等硬化處理的齒輪，齒面疲勞點蝕或剝傷為其主要的失效形式，這時應選擇盡可能大的總轉位係數x，即儘量增大齧合角，以便增大齧合節點處齒廓的綜合曲率半徑，減少接觸應力，提高接觸強度與疲勞壽命。
當輪齒表面硬度較高時(HBS＞350)，常因齒根疲勞裂紋的廷伸造成輪齒折斷而使傳動失效，這時，選擇轉位係數應使齒輪的齒根彎曲強度儘量增大，並儘量使相齧合的兩齒輪具有相近的彎曲強度。
(2)開式齒輪傳動齒面研磨磨損或輪齒折斷為其主要的失效形式。故應選擇總轉位係數xΣ盡可能大的正轉位齒輪，並適當分配轉位係數，使兩輪齒根處的最大滑動率相等，這樣不僅可以減小最大滑動率，提高其耐磨損能力，同時還可以增大齒根厚度，提高輪齒的彎曲強度。
(3)重載齒輪傳動重載齒輪傳動的齒面易產生膠合破壞，除了要選擇合適的潤滑油粘度，或採用含有加入劑的活性潤滑油等措施外，套用轉位齒輪時，應儘量增大傳動的齧合角(即增大總轉位係數xΣ)，並適當分配轉位係數xl和x2，以使最大滑動率接近相等，這樣不僅可以增大齒面的綜合曲率半徑，減小齒面接觸應力，還可以減小最大滑動率以提高齒輪的抗膠合能力。
(4)高精度齒輪傳動對于精度高於7級的重載齒輪傳動，為了減小節點處齒面上的壓力，可以適當選擇轉位係數，使節點位於兩對齒齧合區，以減少每一對齧合輪齒上的載荷，提高承載能力。
(5)斜齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動可以採用高度轉位或角度轉位，而實際上多採用標準齒輪傳動。利用角度轉位，可以增加齒面的綜合曲率半徑，有利於提高斜齒輪的接觸強度，但轉位係數較大時，又會使齧合輪齒的接觸線過分地縮短，反而降低其承載能力。故採用角度轉位，對提高斜齒圓柱齒輪的承載能力的效果並不大。有時，為了配湊中心距的需要，採用轉位齒輪時，可以按其當量齒數zv(＝z/cos3β)，仍用直齒圓圓柱齒輪選擇轉位係數的方法確定其轉位係數。
選擇轉位係數的限制條件:
1. 保証加工時不根切；
2. 保証加工時不頂切；
3. 保証必要的齒頂厚；
4. 保証必要的重合度
5. 保証齧合時不干涉；
通常採用角度轉位，大、小齒輪都用正轉位，按等滑動比的原則選取。一般總轉位係數≦1.2，小齒輪轉位係數xl＝0.3～0.5較佳。按下面半經驗半公式方法進行轉位係數分配：
(1) 如果xΣ=0 和 z1≦17，x1=0.4
(2) 如果z1 /z2 =1 和 x1≦0.6
如果z1 ≦20，x1=0.7xΣ
如果z1 > 20，x1=0.65xΣ
(3)如果0.6<xΣ≦1，x1=0.5
(4) 如果xΣ>1，x1=0.5xΣ

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