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齒輪轉位係數1 C1 F' D% B% u9 y. P! H6 A
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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。
9 `" `8 \8 g- w8 E6 n# d" f 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: 3 o U$ N3 f# v! x8 T
(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。 ) t/ W/ N5 P( ?" d7 L% |
(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。 3 F l; F- a$ `" w& P- ^2 }
(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。
# a& E3 H: X0 ~) {& M0 Z0 Q9 q (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# Q* b5 {( R7 e0 D (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。 ! ^6 h( ~* e# L6 {4 ?
選擇轉位係數的基本原則 $ B; J3 Y- J+ m7 g8 Y
(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。 7 m4 Q& ?$ x: q6 g, x- a& t
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。 3 C* Q* }' r6 s4 Q. C( e. Q
(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。 ( N/ j+ e" u4 s4 v* p9 V0 S
(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。
. w/ b) v: |+ ^* V (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。 3 f8 I7 ^1 e# [! ]
(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。 2 L4 A; h. ?7 z c- f8 `
選擇轉位係數的限制條件:
$ y/ W& r# t) S/ } 1. 保証加工時不根切;
9 @& g. f2 w8 A 2. 保証加工時不頂切;
% @! |5 j8 `% z7 \8 E T 3. 保証必要的齒頂厚; 7 }0 o A8 {" n6 N4 v/ {! s) B
4. 保証必要的重合度 # m. g1 X0 v% I5 ~
5. 保証齧合時不干涉;
; I, M/ R) w# N! M 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:
# s3 R) Q9 ]: |) S1 c' e1 J" ]! l, a (1) 如果xΣ=0 和 z1≦17,x1=0.4
! i" x$ N$ f2 a2 V/ q' k R" C (2) 如果z1 /z2 =1 和 x1≦0.6 - l* N$ ], K9 g7 @7 C
如果z1 ≦20,x1=0.7xΣ 8 ?! T- U7 Y% ~: f) X! h: j
如果z1 > 20,x1=0.65xΣ
- w$ ?# N ]1 @, L (3)如果0.6<xΣ≦1,x1=0.5 n( `* c% d! i4 K' J2 o
(4) 如果xΣ>1,x1=0.5xΣ |
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