弧齿锥齿轮传动计算 圆弧齿轮传动
yuanhu chilun chuandong
圆弧齿轮传动
circular profile gearing
齿廓为圆弧形的点啮合齿轮传动。通常有两种啮合形式:小齿轮为凸圆弧齿廓,大齿轮为凹圆弧齿廓,称单圆弧齿轮传动;大、小齿轮在各自的节圆以外部分都做成凸圆弧齿廓,在节圆以内的部分都做成凹圆弧齿廓,称双圆弧齿轮传动(图1[圆弧齿轮啮合的两种形式])。
单圆弧齿轮传动 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,齿廓圆心略偏于节圆以外(图2[单圆弧齿轮传动的啮合情况])。由于大齿轮的齿廓圆弧半径[p]2 略大于小齿轮的齿廓半径[p]1,故当两齿廓转到K点,其公法线通过节点时,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,K2、K、K3、K……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,齿面间易于形成油膜,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。
双圆弧齿轮传动 工作时,从一个端面看,先是主动轮齿的凹部推动从动轮齿的凸部,离开后,再以它的凸部推动对方的凹部(图3[双圆弧齿轮传动的啮合情况]),故双圆弧齿轮传动在理论上同时有两个接触点,经跑合后,这种传动实际上有两条接触线,因此可以实现多对齿和多点啮合。此外,由于其齿根厚度较大,双圆弧齿轮传动不仅承载能力比单圆弧齿轮传动约高30%以上,而且传动较平稳,振动和噪声较小,并且可用同一把滚刀加工相配对的两个齿轮。因此,高速重载时,双圆弧齿轮传动有取代单圆弧齿轮传动的趋向。
在中国,单圆弧齿轮传动已用于高速重载的汽轮机、压缩机和低速重载的轧钢机等设备上;双圆弧齿轮传动已用于大型轧钢机的主传动。
参考书目
太原工学院齿轮研究室主编:《圆弧齿轮》,机械工业出版社,北京,1980。
朱景梓 林朝桧
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