直齒圓柱齒輪的傳動設計,如何設計一對直齒圓柱齒輪傳動

時間 2021-10-14 20:50:18

1樓:匿名使用者

1 設計應滿足的條件

1. 正確嚙合條件

一對漸開線齒廓能保證定傳動比傳動,但這並不表明任意兩個漸開線齒輪都能搭配起來正確嚙合傳動。為了正確嚙合,還必須滿足一定的條件。圖示一對漸開線齒輪同時有兩對齒參加嚙合,兩輪齒工作側齒廓的嚙合點分別為k和k'。

為了保證定傳動比,兩嚙合點k和k'必須同時落在嚙合線n1n2上;否則,將出現卡死或衝擊的現象。這一條件可以表述為。和分別為齒輪1和齒輪2相鄰同側齒廓沿公法線上的距離,稱為法向齒距,用pn1、pn2表示。

因此,一對齒輪實現定傳動比傳的正確嚙合件為兩輪的法向齒距相等。又由漸開線性質可知,齒輪法向齒距與基圓齒距相等,則該條件又可表述為兩輪的基圓齒距相等,即 將和代入上式得 式中m1、m2和α1、α2分別為兩輪的模數和壓力角。由於齒輪的模數和壓力角都已標準化,要使上式成立,可以取 來保證兩輪的法向齒距相等。

因此,漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件最終表述為:兩輪的模數和壓力角分別相等。

2. 連續傳動的條件

(1)嚙合傳動過程

齒輪傳動是通過其輪齒交替嚙合而實現的。圖所示為一對輪齒的嚙合過程。主動輪1順時針方向轉動,推動從動輪2作逆時針方向轉動。

一對輪齒的開始嚙合點是從動輪齒頂圓η2與嚙合線n1n2的交點b2,這時主動輪的齒根與從動輪的齒頂接觸,兩輪齒進入嚙合。隨著嚙合傳動的進行,兩齒廓的嚙合點將沿著嚙合線向左下方移動。一直到主動輪的齒頂圓η1與嚙合線的交點b1,主動輪的齒頂與從動輪的齒根即將脫離接觸,兩輪齒結束嚙合,b1點為終止嚙合點。

線段為嚙合點的實際軌跡,稱為實際嚙合線段。當兩輪齒頂圓加大時,點b1、b2分別趨於點n1、n2,實際嚙合線段將加長。但因基圓內無漸開線,故點b1、b2不會超過點n1、n2,點n1、n2稱為極限嚙合點。

線段是理論上最長的實際嚙合線段,稱為理論嚙合線段。 2)連續傳動條件

連續傳動條件  為保證齒輪定傳動比傳動的連續性,僅具備兩輪的基圓齒距相等的條件是不夠的,還必須滿足≥pb。否則,當前一對齒在點b1分離時,後一對齒尚末進入點b2嚙合,這樣,在前後兩對齒交替嚙合時將引起衝擊,無法保證傳動的平穩性。

重合度  把實際嚙合線段與基圓齒距pb的比值稱為重合度,用εα表示。 重合度表示式 在實際應用中,εα值應大於或等於一定的許用值[εα],即 上式中許用重合度[εα]的值是隨齒輪機構的使用要求和製造精度而定,推薦的[εα]值,見表9.4。

重合度計算公式

外嚙合齒輪的重合度計算公式可參照右圖推出:

實際嚙合線段, 而 將上述關係代入式(9.14)並化簡得: =式中:嚙合角,兩輪齒頂圓壓力角、。

重合度的物理意義 重合度的大小表明同時參與嚙合的輪齒對數的多少。如εα=1表示,齒輪傳動的過程中始終只有一對齒嚙合。若εα=1.

3 的情況如圖所示,在實際嚙合線的b2a1和a2b1(長度各為0.3pb)段有兩對輪齒同時在嚙合,稱為雙齒嚙合區;而在節點p附近a1a2段(長度為0.7pb),只有一對輪齒在嚙合,稱為單齒嚙合區。

總之,εα值愈大,表明同時參加嚙合輪齒的對數愈多,這對提高齒輪傳動的承載能力和傳動的平穩性都有十分重要的意義。

3. 無齒側隙嚙合條件

齒輪嚙合傳動時,為了在嚙合齒廓之間形成潤滑油膜,避免因輪齒摩檫發熱膨脹而卡死,齒廓之間必須留有間隙,此間隙稱為齒側間隙,簡稱側隙。但是,齒側間隙的存在會產生齒間衝擊,影響齒輪傳動的平穩性。因此,這個間隙只能很小,通常由齒**差來保證。

對於齒輪運動設計仍按無齒側間隙(側隙為零)進行設計。

一對齒輪嚙合過程中,兩節圓作純滾動。因此,兩齒輪的節圓齒距應相等,即p1`=p2` 。為保證無齒側間隙嚙合,一齒輪的節圓齒厚必須等於另一齒輪節圓齒槽寬,即s1`=e2` 或s2`=e1`。

這樣有p1`=s1`+e1`+p1`=s2`+e2`,故p=s1`+s2`

即齒輪嚙合傳動的無側隙嚙合條件是:節圓齒距等於兩輪節圓齒厚之和。

4. 齒廓不根切條件

(1) 根切現象及其產生原因 根切現象 如圖所示,用範成法切製齒輪的過程中,有時刀具會把齒輪根部已加工好的漸開線齒廓切去一部分,這種現象稱為根切。根切將削弱齒根的強度,甚至可能降低重合度,影響傳動質量,應盡量避免。

產生原因 圖為齒條刀的齒頂線超過極限嚙合點n1(嚙合線與被切齒輪基圓的切點)的情況。當刀具以速度ν移動到達位置ⅱ時,刀刃齒廓將被加工輪齒的漸開線齒廓完全切出。范成加工繼續進行,刀具移動距離s到達位置ⅲ,刀刃齒廓與嚙合線nn交於點k。

與此同時,齒輪相應轉過φ角,其基圓轉過的弧長 而刀具兩位置的垂直距離為,則,因此有。該式表明漸開線齒廓上的點n1`落在刀刃的左內側,即點n1`附近的漸開線被刀刃切掉而產生根切,如圖中的陰影部分所示。

(2) 避免根切的方法

以上分析可知,產生根切的原因是刀具的齒頂線超過極限嚙合點n1,因此可以利用移距變位的方法避免根切。

如圖所示,為了避免根切齒條刀採用正變位,變位量為 。這樣使刀具齒頂線通過極限嚙合點n1,剛好不根切。由此可得不根切的條件為: 因,所以有 1) 標準齒輪不產生根切的最少齒數條件

因標準齒輪x=0 ,由式得不根切條件為 因此得出標準齒條刀加工標準齒輪不產生根切的最少齒數zmin : 當ha* =1、α=20。時,可以得到標準齒輪不產生根切的最少齒數zmin =17。

2)變位齒輪不產生根切的最小變位係數

由(9.16)式得不根切條件 因此有 將式代入上式並整理,可得變位齒輪不產生根切的最小變位係數為 上式表明:當z0 ;當 z>zmin時,可以採用負變位(x<0),只要滿足x≥xmin 的條件就不會產生根切。

3) 改變齒頂高係數和壓力角

由式可知,減小齒頂高係數ha* 或加大壓力角α,均可提高齒輪避免根切的能力。但是,這樣需要採用非標準刀具,成本將增加,一般情況不宜採用。

5. 無側隙嚙合條件及無側隙嚙合方程式

(1)無側隙嚙合條件

齒輪嚙合傳動時,為了在嚙合齒廓之間形成潤滑油膜,避免因輪齒摩檫發熱膨脹而卡死,齒廓之間必須留有間隙,此間隙稱為齒側間隙,簡稱側隙。但是,齒側間隙的存在會產生齒間衝擊,影響齒輪傳動的平穩性。因此,這個間隙只能很小,通常由齒**差來保證。

對於齒輪運動設計仍按無齒側間隙(側隙為零)進行設計。

一對齒輪嚙合過程中,兩節圓作純滾動。因此,兩齒輪的節圓齒距應相等,即 p1`=p2` 。為保證無齒側間隙嚙合,一齒輪的節圓齒厚必須等於另一齒輪節圓齒槽寬,即s1`=e2`或p2`=e1`。

這樣有,故 即齒輪嚙合傳動的無側隙嚙合條件是:節圓齒距等於兩輪節圓齒厚之和。

(2)無側隙嚙合方程式

節圓齒厚s1`,p2` : 式中    而 將以上各式代入式並化簡得 上式稱為無側隙嚙合方程式。該式表明:

一對齒輪的變位係數確定後,只有按此式求得的嚙合角α` 安裝,才能保證無側隙嚙合傳動。對於標準齒輪傳動,因x1=x2=0 ,則有α` =α。

6. 保證齒頂厚條件

對於正變位齒輪,過大的變位可能引起齒頂變尖(sa =0)或齒頂厚過小的現象。為了保證齒輪的齒頂強度,齒頂厚不能太小,一般要求 sa ≥0.25 ,對於表面淬火的齒輪,要求sa >0.

4 m。

2 齒輪機構嚙合傳動的幾何尺寸

1. 中心距α`與中心距變動係數y

1) 中心距α`

由圖可得一對變位齒輪的中心距α` 對於一對標準齒輪而言,因x1=x2=0,α` =α,則其中心距α` 為 此中心距稱為標準安裝中心距,簡稱標準中心距。此時,兩輪的分度圓相切並與其節圓重合,既保證無側隙嚙合,又保證頂隙是標準值。頂隙可以避免嚙合輪齒的頂部與根部相抵干涉,同時用作儲存潤滑油。

2) 中心距變動係數y

現以ym表示變位齒輪中心距與標準中心距之差(又稱中心距變動量),則有 故 式中y稱為中心距變動係數。

2. 齒頂高ha與齒頂高變動係數δy 假想有一把標準齒條刀具,它可以同時雙面切削兩個正變位齒輪,其變位量分別為x1m 和x2m 。兩輪均具有標準齒高和標準頂隙c*m。

從圖中可以看出,兩輪齒廓與刀具的直線齒廓分別在點a1、b1和點a2、b2接觸,而且輪1上的點a1和輪2上的點a2分別處在同一刀刃齒廓兩側不同位置,點b1和b2也是如此。因此,當抽去假想齒條刀具,並讓兩齒輪按此位置安裝時,雖然兩輪之間具有標準齒頂隙c*m ,但卻出現齒側間隙。為了實現無側隙嚙合,可把兩輪中心靠近,直至無側隙為止,並設中心距縮短量為δym 。

顯然,此時頂隙也將減小δym,不再是標準頂隙。因此為了實現無側隙嚙合的同時也保證標準頂隙,必須將兩輪齒頂削去δym。這樣齒頂高ha為 式中 δy 稱為齒高變動係數。

相應全齒高為 設中心距減小δym 前後的中心距分別為α"和α',則有 故 以上僅就正變位齒輪進行分析。但可以證明:對於外嚙合傳動,無論 x1 和x2 取何值,δy恒為正值。

變位齒輪的全齒高恆大於或等於標準齒輪的全齒高。外嚙合變位齒輪傳動的幾何尺寸計算參看下表。 3 齒輪傳動的型別

根據(x1 +x2 )及 x1 、x2 取值不同,可把齒輪傳動分為三種基本型別,即標準齒輪傳動、高度變位齒輪傳動及角度變位齒輪傳動。它們的傳動特點比較詳見下表。

2樓:匿名使用者

要看你的原始資料 設計 要考慮狠多 疲勞強度 接觸強度 還有 材料的選著 有很多的問題的一般設計要花四五天 好好設計的話 需要很長時間 乙個問題是要 rmb的

3樓:匿名使用者

這個應該是需要rmb的

如何設計一對直齒圓柱齒輪傳動

4樓:無紡裝置工程師

因為你提供的是標準齒形齒輪

安裝中心距為300mm

即二個齒輪分度圓徑專各為=300mm

分度圓徑=齒數×模數(此為屬齒輪國標公式) 齒數=30齒 (齒數=300/10=30齒)

分度圓徑就是兩個相嚙合齒輪的齒面接觸中心線,即兩齒輪的安裝中心.

齒全高=齒頂高+齒根高 齒頂高與齒根高以分度圓徑為分解線齒頂高=m即模數 齒根高=2.25m模數外徑=分度圓徑+2m( 通俗講外徑=分度圓徑加二個齒頂高)外徑=320mm.根徑=分度圓徑-2.

25m 根徑=277.5mm外圓倒角:8×45°

按10m數齒輪建議你齒寬在 50mm以上

提供以上資料即可加工,當然要內孔.健糟.搭子直徑及高度.還有緊固健槽螺孔.

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