理论教育 斜齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸计算法

斜齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸计算法

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:其中法面上的齿顶高系数和顶隙系数为标准值,并与直齿轮规定的标准值相同。

斜齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸计算法

1.基本参数

尽管斜齿轮在端面上仍为渐开线齿形,但是,斜齿轮的轮齿为螺旋形,在垂直于螺旋线方向的法面上,其齿形与端面不同,因此,斜齿轮的参数有法面参数和端面参数之分。其中,规定法面参数为标准值,以便选择标准刀具,而端面参数用于几何尺寸计算。

(1)螺旋角β

斜齿轮齿廓曲面与其分度圆柱面的交线为螺旋线,该螺旋线的切线与齿轮轴线的夹角β称为螺旋角。若将斜齿轮的分度圆柱面展开成平面,则螺旋角β如图6-26所示。

螺旋角用于表示轮齿的倾斜程度,螺旋角β越大,则传动平稳性越好,但轴向力也越大,一般取β=8°~15°,人字齿可达25°~40°。

根据螺旋线的方向,斜齿轮可分为左旋和右旋,如图6-27所示。

图6-26 斜齿轮分度圆柱面的展开图

图6-27 斜齿轮的旋向

(a)左旋;(b)右旋

(2)法面模数mn与端面模数mt

在如图6-26所示斜齿圆柱齿轮分度圆柱面的展开图中,由几何关系可知

式中,pn——法向齿距;

   pt——端面齿距。

由于法面模数mn=pn/π,端面模数mt=pt/π,则由上式可得

式中,法面模数mn应取表6-1中的标准值。

(3)法面压力角αn与端面压力角αt(www.daowen.com)

二者的关系为(推导从略)

式中,法面压力角αn=20°,为标准值。

(4)齿顶高系数和顶隙系数

斜齿轮的齿顶高和齿根高在法面和端面上相同,故其计算方法与直齿轮相同。其中法面上的齿顶高系数和顶隙系数为标准值,并与直齿轮规定的标准值相同。

可见,用镜刀切制斜齿轮时,采用切削直齿轮的刀具沿螺旋齿槽方向进行切削,便可得到所需的斜齿轮。

2.几何尺寸计算

因一对斜齿轮传动在端面上相当于一对直齿轮传动,故可将直齿轮的几何尺寸计算公式用于斜齿轮的端面,其计算公式见表6-11。

3.当量齿数

用仿形法加工斜齿轮选铣刀和对斜齿轮进行强度计算时,都是以法面齿形为依据。但斜齿轮法面齿形是复杂的,这就需要找一个与斜齿轮法面齿形相当的直齿圆柱齿轮,即当量齿轮。

表6-11 外啮合标准斜齿圆柱齿轮几何尺寸计算(正常齿制)

如图6-28所示,过斜齿圆柱齿轮分度圆柱上的一点C作轮齿的法面n-n,此法面与分度圆柱的交线为一椭圆,若以该椭圆在C点的曲率半径ρ为分度圆半径,并取斜齿轮的法面模数mn为模数、法面压力角αn为压力角,作一直齿圆柱齿轮,该齿轮即为斜齿圆柱齿轮的当量齿轮,当量齿轮的齿数zv称为当量齿数,其计算式为

图6-28 斜齿轮的当量齿轮

式中,zv——斜齿圆柱齿轮的实际齿数;

   β——螺旋角。

当量齿数zv用于选取齿轮锐刀的刀号、计算斜齿轮的强度、确定斜齿轮不发生根切的最少齿数,zmin=zvmincos3β,可见,斜齿轮不发生根切的最少齿数比直齿轮少,故可使结构更紧凑。

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