齿轮变位系数

lixl0625

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8 U) @3 e6 f+ G/ m( S1 c# C7 |  m 变位系数
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; Z" u6 I+ h$ W1 B: o  e    变位系数x是径向变位系数，加工标准齿轮时，齿条形刀具中线与齿轮分度圆相切。加工变位齿轮时齿条形刀具中线与齿轮分度圆相切位置偏移距离xm，外移x为正，内移x为负。除了圆锥齿轮有时采用切向变位xt外，圆柱齿轮一般只采用径向变位。
! S  }4 M. {. O% X- J) X! e# k) N   变位系数x的选择不仅仅是为了凑中心距，而主要是为了提高强度和改善传动质量。变位齿轮的主要功用如下：
( o6 ^/ g3 j/ r  _4 r. }   (1)减小齿轮传动的结构尺寸，减轻重量在传动比一定的条件下，可使小齿轮齿数zl＜zmin，从而使传动的结构尺寸减小，减轻机构重量。
+ ]$ X. u- }4 d% o   (2)避免根切，提高齿根的弯曲强度当小齿轮齿数z1＜zmin时，可以利用正变位避免根切，提高齿根的弯曲强度。x≥xmin=(Z-Zmin)/Zmin，对α=20o时，Zmin=17。    (3)提高齿面的接触强度采用啮合角α’＞α的正传动时，由于齿廓曲率半径增大，故可以提高齿面的接触强度。
   (4)提高齿面的抗胶合耐磨损能力采用啮合角α’＞α的正传动，并适当分配变位系数xl、x2，使两齿轮的最大滑动率相等时，既可降低齿面接触应力，又可降低齿面间的滑动率以提高齿轮的抗胶合和耐磨损能力。
   (5)配凑中心距当齿数z1、z2不变的情况下，啮合角α’不同，可以得到不同的中心距，以达到配凑中心距的目的。
   (6)修复被磨损的旧齿轮齿轮传动中，小齿轮磨损较重，大齿轮磨损较轻，可以利用负变位把大齿轮齿面磨损部分切去再使用，重配一个正变位小齿轮，这就节约了修配时需要的材料与加工费用。
, n9 J1 N# `5 F/ J7 A6 u+ ^   选择变位系数的基本原则
; |0 f, a9 J2 @   (1)润滑条件良好的闭式齿轮传动当齿轮表面的硬度不高时(HBS＜350)，即对于齿面未经渗碳、渗氮、表面淬火等硬化处理的齿轮，齿面疲劳点蚀或剥伤为其主要的失效形式，这时应选择尽可能大的总变位系数x，即尽量增大啮合角，以便增大啮合节点处齿廓的综合曲率半径，减少接触应力，提高接触强度与疲劳寿命。
   当轮齿表面硬度较高时(HBS＞350)，常因齿根疲劳裂纹的扩展造成轮齿折断而使传动失效，这时，选择变位系数应使齿轮的齿根弯曲强度尽量增大，并尽量使相啮合的两齿轮具有相近的弯曲强度。
   (2)开式齿轮传动齿面研磨磨损或轮齿折断为其主要的失效形式。故应选择总变位系数xΣ尽可能大的正变位齿轮，并适当分配变位系数，使两轮齿根处的最大滑动率相等，这样不仅可以减小最大滑动率，提高其耐磨损能力，同时还可以增大齿根厚度，提高轮齿的弯曲强度。
& Q3 z+ F/ d; f- L2 J; D. X   (3)重载齿轮传动重载齿轮传动的齿面易产生胶合破坏，除了要选择合适的润滑油粘度，或采用含有添加剂的活性润滑油等措施外，应用变位齿轮时，应尽量增大传动的啮合角(即增大总变位系数xΣ)，并适当分配变位系数xl和x2，以使最大滑动率接近相等，这样不仅可以增大齿面的综合曲率半径，减小齿面接触应力，还可以减小最大滑动率以提高齿轮的抗胶合能力。
   (4)高精度齿轮传动对于精度高于7级的重载齿轮传动，为了减小节点处齿面上的压力，可以适当选择变位系数，使节点位于两对齿啮合区，以减少每一对啮合轮齿上的载荷，提高承载能力。
/ {/ q7 B# @7 K0 ^   (5)斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动可以采用高度变位或角度变位，而实际上多采用标准齿轮传动。利用角度变位，可以增加齿面的综合曲率半径，有利于提高斜齿轮的接触强度，但变位系数较大时，又会使啮合轮齿的接触线过分地缩短，反而降低其承载能力。故采用角度变位，对提高斜齿圆柱齿轮的承载能力的效果并不大。有时，为了配凑中心距的需要，采用变位齿轮时，可以按其当量齿数zv(＝z/cos3β)，仍用直齿圆圆柱齿轮选择变位系数的方法确定其变位系数。
" [' ]$ w; {: z- u# q) g, D   选择变位系数的限制条件:
   1. 保证加工时不根切；
   2. 保证加工时不顶切；
4 |; O9 e% w# w, ^0 O   3. 保证必要的齿顶厚；
/ H+ v+ ?% r6 r7 \# v$ E   4. 保证必要的重合度
/ I: I2 e9 |) H. s6 [   5. 保证啮合时不干涉；
   通常采用角度变位，大、小齿轮都用正变位，按等滑动比的原则选取。一般总变位系数≤1.2，小齿轮变位系数xl＝0.3～0.5较佳。按下面半经验半公式方法进行变位系数分配：
3 Y: F/ g) ]2 I8 d   (1) 如果xΣ=0 和 z1≤17，x1=0.4
4 Y) d2 E6 x4 g* ~9 P( t5 W   (2) 如果z1 /z2 =1 和 x1≤0.6
   如果z1 ≤20，x1=0.7xΣ
' E5 A+ N5 Z8 A* Z" D$ r7 S; z   如果z1 > 20，x1=0.65xΣ
   (3)如果0.6<xΣ≤1，x1=0.5
, \$ K; V9 k. i% T: [   (4) 如果xΣ>1，x1=0.5xΣ

太良平

原帖由 lixl0625 于 2006-12-17 16:09 发表
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变位系数
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