10.11 斜齿圆柱齿轮传动 10.11.1 斜齿圆柱齿轮齿面的形成及啮合特点 由于圆柱齿轮是有一定宽度的,因此轮齿的齿廓沿轴线方向形成一曲面。直齿轮轮齿渐开线曲面的形成如图所示。平面与基圆柱相切于母线,当平面沿基圆柱作纯滚动时,其上与母线平行的直线KK在空间所走过的轨迹即为渐开线曲面,平面称为发生面,形成的曲面即为直齿轮的齿廓曲面。
斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成如图所示,当平面沿基圆柱作纯滚动时,其上与母线成一倾斜角βb的斜直线KK在空间所走过的轨迹为渐开线螺旋面,该螺旋面即为斜齿圆柱齿轮齿廓曲面,βb称为基圆柱上的螺旋角。 直齿圆柱齿轮啮合时,齿面的接触线均平行于齿轮轴线。因此轮齿是沿整个齿宽同时进入啮合、同时脱离啮合的,载荷沿齿宽突然加上及卸下。因此直齿轮传动的平稳性较差,容易产生冲击和噪声,不适合用于高速和重载的传动中。 10.11.2 斜齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算 斜齿轮的轮齿为螺旋形,在垂直于齿轮轴线的端面(下标以t表示)和垂直于齿廓螺旋面的法面(下标以n表示)上有不同的参数。斜齿轮的端面是标准的渐开线,但从斜齿轮的加工和受力角度看,斜齿轮的法面参数为标准值。 1. 螺旋角 2. 模数
3. 压力角
4. 齿顶高系数与顶隙系数 斜齿轮的齿顶高和齿根高不论从端面还是从法面来看都是相等的,即 han*mn=hat*mt 及 cn*mn=ct*mt han*=1, cn*=0.25 5. 斜齿轮的几何尺寸计算 10.11.3 斜齿轮正确啮合的条件和重合度 1. 正确啮合的条件 一对外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件为:1)两斜齿轮的法面模数相等;2)两斜齿轮的法面压力角相等;3)两斜齿轮的螺旋角大小相等,方向相反。若不满足条件3),就成为交错轴斜齿轮传动。 2. 斜齿轮传动的重合度 斜齿轮传动的重合度要比直齿轮大。
10.11.4 斜齿圆柱齿轮的当量齿轮 10.11.5 斜齿圆柱齿轮的强度计算 1.受力分析
图示为斜齿圆柱齿轮传动中主动轮上的受力分析图。Fn1作用在齿面的法面内,忽略摩擦力的影响,Fn1可分解成3个互相垂直的分力,即圆周力Ft1、径向力Fr1和轴向力Fa1,其值分别为 圆周力 Ft1=2T1/d1 径向力 Fr1=Ft1 tgαn/cosβ 轴向力 Fa1=Ft1 tgβ
式中T1为主动轮传递的转距,单位为N
mm;d1为主动轮分度圆直径,单位为 mm;β为分度圆上的螺旋角;αn为法面压力角。 Ft1=-Ft2;Fr1=-Fr2;Fa1=-Fa2 2. 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 按当量直齿圆柱齿轮来进行的。 (1) 齿面接触疲劳强度计算 (2) 齿根弯曲疲劳强度计算 |