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圆弧齿轮的断面齿形为非共轭齿形,为了能达到连续而平稳的传动,就必须具备下列的运动特性:
1.两齿轮的工作面(在理论上的接触线或实际运转中的接触带),必须是螺旋线或螺旋面。
2.一对相啮合的齿轮,在两个节圆柱上的螺旋角必须大小相等,方向相反。也就是两个齿轮的轴向节距(齿距)必须相等。这一点和渐开线斜齿轮是一致的。
3.一堆相啮合的齿轮,其轴向重合度必须大于1。
4.一对向啮合的齿轮其模数必须相等。
5.一对向啮合的齿轮,其啮合点(区域面)移动的方向是与两齿轮的轴线方向平行的。
6.一对相啮合的齿轮,其齿面之间不得产生齿形干涉。
1.两啮合齿轮的工作齿面是凸齿齿廓与凹齿齿廊,即啮合时凹齿包住凸齿,以提高其接触强度。
2.在理论上,最好使凸凹齿廓的圆弧半径相的等,这样才能得到沿整个齿高的瞬时线接触。但是由于制造和安装时将产生各种误差,如果凸、凹齿的齿廓圆弧半径相等,则由于误差的影响,将会引起齿顶棱边接触。因此在设计齿形时,凸、凹两工作齿廓的圆弧半径需要有一个很小的差值(凹齿齿廓的圆弧半径稍大于凸齿齿廓的圆弧半径)。这样,齿轮运转时,开始只有一个点接触(避免了齿顶棱边接触),运转一段时间后,齿面逐渐跑合,凸齿面和凹齿面接触弧的曲率半径趋于相等,达到了沿齿高瞬时线接触的理想情况。
3.在两齿面的正确啮合情况下,由于两齿面存在齿廓圆弧半径差,如果轮齿绝对刚性,齿面没有磨损,而且具有绝对光洁度,此时,齿面才发生点接触。实际上,在负荷作用下,齿轮材料发生弹性交形,加工后的齿面并非绝对光洁,齿轮运转后,齿面逐渐磨损而跑合。所以在负荷作用下,两啮合齿面的实际接触部分,首先出现近似椭圆形状的接触区(见图1-6a、b)。若负荷再加大,则呈现"校形"接触区(见图1-6C、d)。有的文献则认为:在负荷作用下,圆弧齿轮同一齿上有两点接触时,由于轮齿纵向变形,及齿面各点曲率半径的不同,齿面接触区呈近似梯形。
如果渐开线会画,那么圆弧的更简单了。在齿轮中,渐开线是比较难的,复杂的难的都会了。这圆弧简单的,更不在话下了。:$
圆弧齿轮必须是斜齿轮。因为,圆弧齿轮的端面重合度是0,必须由轴向重合度(大于1)实现圆弧齿轮的连续啮合、转动。
相切式四圆弧齿轮基本齿廓设计
提出了一种新型多圆弧齿廓齿轮的几何设计方案,该设计解决了公切线式双圆弧齿轮非工作面接触问题。并且这种新型齿廓较双圆弧齿廓增加了一个啮合点。根据此方案,设计出法面相切式四圆弧齿轮基本齿廓,给出相切式四圆弧基本齿廓参数的计算方法。提出了公切线式双圆弧齿廓以及相切式四圆弧齿廓非工作面间隙的近似计算方法,同时提出了非工作面不发生接触的判别标准,并加以验证。与分阶式设计相比,公切线式设计方案由于齿廓上不存在尖点因而适于数控成形硬齿面磨削。
圆弧齿轮输油泵主动轴的数控加工
本文对圆弧齿轮输油泵主动轴进行了详细的分析,了解其结构和技术要求,确定加工基准,设计符合要求的加工工艺,选择合适的加工刀具和加工设备,并通过计算完成切削用量的选择,从而编写出合理的加工程序。
小齿轮的凸齿工作齿廓在节圆以外,齿廓圆心在节圆上;大齿轮的凹齿工作齿廓在节圆内﹐齿廓圆心略偏於节圆以外。由於大齿轮的齿廓圆弧半径p2略大於小齿轮的齿廓半径p1﹐故当两齿廓转到K 点﹐其公法线通过节点c时﹐齿便接触﹐旋即分离﹐但与它相邻的另一端面的齿廓随即接触﹐即两轮齿K1﹑K'1﹐K2﹑K'2﹑K3﹑K'3 ……各点依次沿啮合线接触。因此﹐圆弧齿轮任一端面上凹﹑凸齿廓仅作瞬时啮合。一对新圆弧齿轮在理论上是瞬时点啮合﹐故圆弧齿轮传动又常称为圆弧点啮合齿 轮传动。轮齿经过磨合后﹐实际上齿廓能沿齿高有相当长的一段线接触 。
(1) 圆弧圆柱齿轮分单圆弧齿轮和双圆弧齿轮。
(2) 单圆弧齿轮的接触线强度比同等条件下渐开线齿轮高,但弯曲强度比渐开线低。
(3) 圆弧齿轮主要采用软齿面或中硬齿面,采用硬齿面时一般用矮形齿 。
小齿轮的凸齿工作齿廓在节圆以外,齿廓圆心在节圆上;大齿轮的凹齿工作齿廓在节圆内﹐齿廓圆心略偏於节圆以外(图2 单圆弧齿轮传动的啮合情况 )。由於大齿轮的齿廓圆弧半径p2 略大於小齿轮的齿廓半径p1﹐故当两齿廓转到K 点﹐其公法线通过节点c时﹐齿便接触﹐旋即分离﹐但与它相邻的另一端面的齿廓随即接触﹐即两轮齿K1﹑K'1﹐K2﹑K'2﹑K3﹑K'3 ……各点依次沿啮合线接触。因此﹐圆弧齿轮任一端面上凹﹑凸齿廓仅作瞬时啮合。一对新圆弧齿轮在理论上是瞬时点啮合﹐故圆弧齿轮传动又常称为圆弧点啮合齿 轮传动。轮齿经过磨合后﹐实际上齿廓能沿齿高有相当长的一段线接触。圆弧齿轮传动的特点是﹕(1)综合曲率半径比渐开线齿轮传动大很多﹐其接触强度比渐开 线齿轮传动约高0.5~1.5倍﹔(2)两轮齿沿啮合线方向的滚动速度很大﹐齿面间易於形成油膜﹐传动效率较高﹐一般可达0.99~0.995﹔(3)圆 弧齿轮沿齿高方向磨损均匀﹐且容易跑合﹔(4)圆弧齿轮无根切现象﹐故最小齿数可以少。但圆弧齿轮对中心距﹑切齿深度和螺旋角的误差敏感性很大﹐这三项误 差对承载能力影响较大﹐故圆弧齿轮对制造和安装精度要求较高。此外,单圆弧齿轮轮齿弯曲强度较弱﹔切削同一模数的大、小齿轮,需用两把不同的滚刀。