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一.斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成及齧合特點
直齒輪:直線KK的軌跡-形成直齒輪的齒廓曲面
齧合特點:沿齒寬同時進入或退出齧合。突然加載或卸載,運動平穩性差,衝擊、振動和噪音大。
斜齒輪:斜直線KK的軌跡-形成斜齒輪的齒廓曲面→螺旋線漸開面。
齧合特點:接觸線長度的變化:短→長→短,同時齧合輪齒對數多,重合度大,加載、卸載過程逐漸進行→傳動平穩、衝擊、振動和噪音較小,適宜高速、重載傳動。
齒面接觸線始終與K-K線平行並且位於兩基圓的公切面內。
斜齒輪端面齒廓曲線為標準漸開線,相當於直齒圓柱齒輪傳動,滿足定傳動比要求。
βb-基圓柱上的螺旋角,兩輪齒螺旋角方向相反。
二.斜齒圓柱齒輪傳動的幾何參數和尺寸計算
兩個螺旋角:基圓柱螺旋角βb,分度圓柱螺旋角β(基本參數)
斜齒圓柱齒輪與直齒圓柱齒輪的根本區別在螺旋角β>0,由此導致各截面上參數的不同。β的取值:8-12°
術語:
端面―與軸線垂直的平面
法面―與輪齒垂直的平面
重要慨念:
1.斜齒圓柱齒輪在端面上具有標準漸開線,故齒輪基本尺寸計算在端面上進行(d、df、da、db、a)。
d、df、da、db的計算與直齒圓柱齒輪相同。
中心距:
由上式知,在不改變模數和齒數的條件下,改變分度圓螺旋角,可實現中心距的調整。
一對斜齒圓柱齒輪的正確齧合條件
mn1=mn2 , an1 = an1
外齧合:β1=-β2 內齧合:β1=β2
三.斜齒圓柱齒輪的當量齒數和最少齒數
當量齒輪和當量齒數
當量齒數的提出:
1)銑刀加工時的選刀齒數;
2)強度計算需知道法向齒形。
橢圓長半軸:
橢圓短半軸:
曲率半徑:
四.斜齒圓柱齒輪輪齒的受力分析
輪齒的受力方向:根據齒輪轉向及工作齒側,可由切向力Ft對齒輪迴轉中心的力矩與作用在該齒輪上的力矩T構成平衡的關係確定。
法向力Fn,分解為相互垂直三個方向的分力,求解步驟:
切向力Ft
徑向力Fr
軸向力Fa
總作用力Fn
由於斜齒圓柱齒輪存在軸向力Fa,故不能採用較大的螺旋角。其支承的設計比直齒圓柱齒輪複雜,需採用角接觸軸承(如圓錐滾子軸承),以承受軸向載荷(軸承成對使用)。
採用兩螺旋角反向人字形齒輪可抵消軸向力(P184),但加工製造困難。
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