正航帶您了解斜齒圓柱齒輪機構
一、斜齒圓柱齒輪的共額齒廓曲面
前面對直齒輪的討論,是僅就端面來研究的,所以認為直齒輪的齒廓是一條發生線繞基圓作純滾動時,發生線上任一點X所形成的漸開線。但實際上齒輪總是有寬度的,故上述基圓應是基圓柱,發生線應是發生面,及點應是平行于齒輪軸心線的直線肛,如圖8.18所示。當發生面繞基圓柱作純滾動時,直線服在空間所形成的軌跡就形成漸開線曲面,即直齒輪齒面眾直齒輪齒面的形成過程中xx始終與齒輪的軸線保持平行。
齒輪的齒廓曲面與基圓柱的交線朋仍為一條平行于齒輪軸線的直線。當一對直齒輪的嚙合時,兩輪齒的瞬時接觸線平行于齒軸線,如圖8.18(b)所示,所以兩輪輪齒在進入嚙合和脫離嚙合都是沿全齒寬實然發生的,因而其噪聲較大,不適于高速傳動。為此,人們在實踐中提出了斜齒輪。
圖8.19(L)所示為一對斜齒輪嚙合的情況。當發生面(也就是嚙合面,或兩基圓柱的內公切面)沿兩基圓柱作純滾動時,平面3上的斜直線瓜就分別形成了兩輪的齒面。由圖可知,此兩齒面總是沿斜線服接觸,所以一對斜齒輪嚙合時,其輪齒的瞬時接觸線即為斜線瓜。由于齒高的限制,如圖8.20所示,兩齒廓在嚙合過程中,齒廓接觸線的長度是由零逐漸增大,而后又逐漸縮短,直至脫離接觸。由此可知尉齒輪的嚙合是一個循序漸進的過程,它要比直齒輪的那種突然加載和卸載的嚙合情況好得多,因而其傳動的平穩性較好,故斜齒輪適合高速重載的傳動。
用銑刀切制斜齒輪時,銑刀的齒形應等于齒輪的法面齒形。在強度計算時也需要研究齒輪的法面齒形,因此屈際規定,斜齒輪的法面參數及法向齒頂高系數和徑向間隙系數取為標準值,而端面參數為非標準值,但在斜齒輪的幾何尺寸計算時,絕大部分的尺寸均需按端面參數計算。表8.3為漸開線標準斜齒輪的幾何計算公式。
二、斜齒輪傳動的重合度
圖8.23所示斜齒輪與斜齒條在前端而的嚙合情況。齒廓在J點開始進入嚙合,在j點脫離嚙合,FC是一對齒嚙合過程中齒條中線上任一點所走N5E離,只有當后端而走出嚙合R,到達圖中實線所示的位置時,該對齒才終IL嚙合,因此,斜齒輪傳動的嚙合弧比端而齒廓完全相同的直齒輪的長CD,放斜齒輪的重合度為。
三、斜齒輪的當量齒數
在用盤狀銑刀切制斜齒輪時,刀刃位于輪齒的法面內,并沿分度圓螺旋齒槽方向切齒,這樣切出來的斜齒輪,法面齒形與刀刃的形狀相對應。因此,選擇盤狀銑刀時,必須知道斜齒輪的法面齒形。通常采用下述近似方法來進行研究。
四、斜齒輪的優缺點
與直齒圓柱齒輪傳動相比較,斜齒輪傳動具有下列主要優點門1嚙合性能好。如前所述,斜齒輪齒廓接觸線為斜直線,一對齒是逐漸進入嚙合和逐漸脫離嚙合的,故運轉平穩,噪音小。
(1)重合度較大,見隨齒寬和螺旋角的增大而增大,故承載能力高,適于重載高速傳動。
(2)斜齒輪不發生根切的最少齒數小于直齒輪的最少齒數,因此,采用斜齒輪傳動可以得到更為緊湊的機構。斜齒輪傳動的主要缺點是斜齒受力廠時會產生軸向推力F。,如圖8.25所示。軸向推力需加裝推力軸承予以平衡,從而使結構復雜化。為克服這一缺點,可以采用人字齒輪,如圖8.25(b)所示。人字齒輪可看作螺旋角大小相等、方向相反的兩個斜齒輪合并而成,因左右對稱而使軸向力互相抵消。但人字齒輪制造比較困難,成本較高。http://www.zhensuchem.com