渐开线齿轮传动过渡曲线干涉问题的分析及处理.pdf
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1、渐开线齿轮传动过渡曲线干涉问题的 分析及处理 王志伟 (河南机电高等专科学校机电工程系 新乡453002) 摘要 提出了渐开线齿轮传动过渡曲线干涉的概念,分析了发生过渡曲线干涉 时对齿轮传动的影响以及发生的原因,并且找出了防止干涉的一般方法. 关键词 齿轮;传动;干涉;啮合 中图分类号 TH132. 413 齿轮的齿廓类型很多,但由于渐开线齿廓齿轮(简称渐开线齿轮)具有传动比精确、 传动稳 定及传动效率高等优点,因此渐开线齿轮在齿轮传动中应用最广.但如果在使用渐开线齿轮传 动时发生过渡曲线干涉问题,就无法保证上述优点.本文从渐开线齿轮的制造及安装方面分析 了发生过渡曲线干涉的原因及不发生干涉的
2、条件,并且找出了防止过渡曲线干涉的一般方法. 1 过渡曲线干涉的概念及对传动的影响 1. 1 过渡曲线干涉 渐开线齿轮传动时,如果一个齿轮的齿顶尖角与另一个齿轮的齿根过渡曲线接触,这种现 象称为过渡曲线干涉. 1. 2 过渡曲线干涉对传动的影响 由于齿根过渡曲线部分不是渐开线齿廓,因此发生过渡曲线干涉时,齿廓啮合不符合渐开 线齿廓啮合基本定律,即此时啮合接触点的法线不经过固定节点 P, 这将引起传动比的变化, 甚至有可能使两轮卡住不动.另一方面,渐开线齿廓在啮合过程中啮合点的受力作用线始终和 啮合线重合,这是渐开线齿轮传动比较平稳的一个重要原因.但在发生过渡曲线干涉时,啮合 点的受力作用线沿着
3、其法线方向,不和啮合线重合.因此在齿廓啮合过程中,将发生啮合点受 力方向的改变,造成传动时振动、 冲击及噪音增大,传动平稳性下降. 2 过渡曲线干涉的原因及不发生干涉的条件 2. 1 过渡曲线干涉的原因 图1所示为一对外啮合的渐开线齿轮,点S1和S2分别为两轮齿廓渐开线的起始点,弧 B1F1和弧E2F2分别为两轮齿廓工作段,点F1和F2分别为两轮齿廓工作段渐开线起始点,如 果点S1和S2在B1F1和E2F2之内,那么在啮合过程就有可能造成一轮齿顶尖角与另一轮齿根 2000年6月 第8卷 第2期 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 学 报 Journalof HenanM echanic a
4、nd Electric Engineering College Jun. 2000 Vol . 8. 2 收稿日期: 1999207216 作者:男, 1973年生,学士,助教 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/ 过渡曲线接触,即发生过渡曲线干涉现象. 2. 2 不发生过渡曲线干涉的条件 由上分析可知,如要使两渐开线齿轮在传动过程中不发生过渡曲线干涉,必须使点S1和 S2位于齿廓工作段B1F1和E2F2之外,这样点S1和S2在传动过程中就不参与啮合,亦
5、即两轮 的齿顶尖角都不会与对方齿根过渡曲线接触,这样也就避免了过渡曲线干涉.图1表明,只有 当齿廓工作段渐开线起始点的压力角大于或至少等于该齿廓渐开线起始点的压力角时,该齿 廓渐开线起始点才能处在齿廓工作段渐开线起始点的外边或两点重合,即两轮避免过渡曲线 干涉的条件为:F1S1和 F2S2,或者为tgF1tgS1和tgF2tgS2.现来求tgF1,由图1可 见: 图1 对外啮合的渐开线齿轮 图2 齿条形刀是正变位切削齿轮 N1B2= N1P- PB2= N1P-(N2B2- N2P )= r b1tg rb2(tga2tg ) 则tgF1= N1B2?rb1=tg -(rb2?rb1) (tg
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