在渐开线行星齿轮传动中,采用合理的变位齿轮可改善啮合质量和提高传动的承载能力。在2K-H型传动中,有如下几种变位方法。
(1)高度变位
高度变位的主要目的在于消除根切和使各齿轮的滑动率或弯曲强度大致相等。各齿轮变位系数的关系如下:
当ibaH<4时,太阳轮负变位,行星轮和内齿轮正变位,即
-xa=xg=xb (8-58)
当ibaH≥4时,太阳轮正变位,行星轮和内齿轮负变位,即
xa=-xg=-xb (8-59)
式中 xa——太阳轮变位系数;
xg——行星轮变位系数;
xb——内齿轮变位系数。
变位系数xa及xg,可根据太阳轮和行星轮齿数的组合,若εα≥1.2时,由图8-19选取(当xΣ=0时),也可按外啮合封闭图选取。
(2)角度变位
1)α′ag=α′gb的正角度变位 如图8-18所示,α′ag和α′gb分别为a—g副和g—b副变位后的啮合角。采用这种变位方法时,各齿轮的齿数关系不变,即za+zg=zb-zg,根据同心条件,变位后外啮合与内啮合的中心距变动系数相等(yag=ygb),所以啮合角相等(α′ag=α′gb)。各齿轮变位系数间的关系为
xb=xa+2xg (8-60)
图8-18 2K-H(NGW)型传动的角度变位方法
变位后的啮合角和中心距按下列公式计算
式中
由图8-18和式(8-61)可知,当a—g啮合采用较大变位系数的正角度变位时,内齿轮的变位系数xb会显著增大,过大的xb将使内齿轮的弯曲强度降低。因此,这种方法的总变位系数值不能太大。对于斜齿和人字齿轮,变位系数值以不产生根切为宜。
对于直齿轮传动,当za<zg时,推荐取xa=xg=0.5,这时节点位于双齿对啮合区,使接触强度所限制的承载能力最大,且大小齿轮的轮齿接近于弯曲等强度。
图8-19 xa=xg=0.5,εα≥1.2时za与zg的组合线图(www.daowen.com)
当xa=xg=0.5时,为了满足端面重合度εα≥1.2,可利用图8-19,根据已知的zg(或za)来确定za(zg)的下限值。这时在齿顶非修缘的传动中εα>1.2。例如当zg=40时,若za≥10则εα≥1.2;当za=12时,若zg≥22则εα≥1.2。
如果在已知za和zg时,利用图8-19得到的εα<1.2,则可在封闭图εα=1.2的曲线上求出具有xα=xg之点的变位系数值用于传动。
如当za=12,zg=20时,由图8-19得εα<1.2,因此应采用xa=xg<0.5的变位啮合。由z1=za=12,z2=zg=20的封闭图上求出εα=1.2曲线附近一点,可得到xa=xg=0.43。
2)α′ag>α′gb的角度变位2K-H型传动中,外啮合的接触强度低于内啮合,因此,对于直齿传动,a—g啮合可采用大啮合角的正变位传动,而g—b啮合采用啮合角在20°左右的正变位或负变位传动。这种变位方法是在太阳轮和内齿轮的齿数不变,而将行星轮的齿数减少1~2个的情况下,满足同心条件后来实现的。这种变位方法是根据配齿公式确定zg后,再将zg减小Δ值,使α′ag增大。具体步骤如下:
①根据传动比和前述的选择齿数条件,初步确定各齿轮的齿数za、zg′、zb。
②从提高接触强度出发,由变位系数线图或封闭图查出当zΣ=za+z′g时的总变位系数xΣag。
③确定zg
zg=z′g-Δ (8-64)
Δ=xΣag+0.2 (8-65)
Δ值在0.5~2的范围内变化。
④按zΣag=za+zg再查变位线图或封闭图确定xΣag,并分配变位系数xa和xg。
⑤计算外啮合的啮合角α′ag、中心距变动系数yag和中心距a′ag:
为了计算方便,也可按表8-14推荐的方法进行。
⑥计算内啮合啮合角α′gb:
⑦计算内啮合总变位系数xΣgb及内齿轮变位系数xb:
选择总变位系数时,保证α′ag和α′gb在合理的数值范围内,并尽量取α′为较圆整的数值。
α′ag和α′gb合理数值与传动比和材料许用应力等因素有关,通常取α′ag=24°~26°30′,α′gb=17°30′~21°,当传动比ibaH≤5时,推荐取α′ag=24°~25°,α′gb=20°,即外啮合为角度变位,而内啮合为高度变位,此时
式中,zg为行星轮的实际齿数。
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