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齒輪轉位係數% U# _$ M6 ^3 |. c2 J
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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。 7 M& ?8 [4 y+ A) v
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: ' A5 q6 T# h" Q: @3 b
(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。
* ~' X& L$ h8 t3 @% |4 u (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。
" f6 }) B: j. z% s; q (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。
* @( f7 Z1 j, h1 w. V# Y2 `9 M (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。
& f+ `" K+ P) `8 A2 U' \ R3 Y4 F (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。
8 i4 Z: d3 C0 W; f 選擇轉位係數的基本原則
) |9 j2 g1 g3 D* C: Q e: _ (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。 4 V9 c1 z; @$ B d% a1 x8 H
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。
- A9 [2 V: B0 M" r! h5 s$ m# @ (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。
5 }( S/ i% Z; ?! j (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。
V2 `* a: p7 ?0 E% G: W (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。
+ ?- b3 q8 f, v& D$ b" W (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。 " f9 X$ w1 M. m7 U* c6 d0 R
選擇轉位係數的限制條件: 8 t: P: ]; H7 K+ j* F; }
1. 保証加工時不根切;
3 ^5 G0 J2 r% }$ r; \) o) W; A+ R 2. 保証加工時不頂切;
8 h. [) T8 r8 S5 m& u0 f 3. 保証必要的齒頂厚; ; }" x( |6 H$ Z$ t1 Q6 G
4. 保証必要的重合度 & f6 u2 J$ F+ J* T$ T
5. 保証齧合時不干涉; ' ^/ x8 ~+ i3 F) d
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:
! {9 P- t5 i! ]5 x1 A (1) 如果xΣ=0 和 z1≦17,x1=0.4 / ]' h: _( y& j. p8 m7 w
(2) 如果z1 /z2 =1 和 x1≦0.6
5 b# M( C/ o+ W( K& Y6 u, u3 J 如果z1 ≦20,x1=0.7xΣ
; z3 |" H( A: t$ ~& ^/ J+ f 如果z1 > 20,x1=0.65xΣ + N! m6 ~- f# g' Y, N
(3)如果0.6<xΣ≦1,x1=0.5
# [/ g Y/ I( w! [ (4) 如果xΣ>1,x1=0.5xΣ |
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