寧波夏廈齒輪有限公司 何元春 任傳杰

寧波財(cái)經(jīng)學(xué)院 馬 勰

浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院 馬修水

0 引言

漸開(kāi)線圓柱齒輪外嚙合副變?yōu)橄禂?shù)分配方法，世界各國(guó)都有不同的推薦方法[1,2]，如避免根切、避免頂切、平衡滑動(dòng)率、平衡閃溫，平衡彎曲疲勞壽命等，比較典型的采用平衡滑動(dòng)率法，本文結(jié)合工作實(shí)際，介紹一種降低漸開(kāi)線圓柱齒輪副最大滑動(dòng)率方法。

1 工作原理

圖1 嚙合齒輪滑動(dòng)率圖

圖1所示為一對(duì)嚙合齒輪滑動(dòng)率圖，在節(jié)圓處無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，而越接近齒根部滑動(dòng)率越大，齒頂滑動(dòng)率相對(duì)齒根較小，因此齒根比齒頂先發(fā)生磨損。計(jì)算式里齒頂壓力角以變位系數(shù)形式表示，然后使用牛頓迭代方法精確計(jì)算，分別計(jì)算出兩齒輪位系數(shù)，也可采用PD 6457法計(jì)算出兩齒輪變位系數(shù)[3，4]。

式中，η1max小齒輪的齒根處最大滑動(dòng)率，η2max大齒輪的齒根處最大滑動(dòng)率，αa1小齒輪齒頂壓力角，αa2大齒輪齒頂壓力角，齒輪副端面嚙合角，z1小齒輪齒數(shù)，z2大齒輪齒數(shù)，u傳動(dòng)比（u = z2/ z1）。

2 降低滑動(dòng)率方法

由理論分析可知，降低滑動(dòng)率方法有：增大變?yōu)橄禂?shù)Σx，增大壓力角，采用短齒制，改變模數(shù)，表1為采用不同方法降低滑動(dòng)率匯總表。

（1）增大變?yōu)橄禂?shù)Σx

由表1可見(jiàn)，當(dāng)變位系數(shù)和分別為：①Σx=0；②Σx=-0.3；③Σx=0.5時(shí)，按平衡滑動(dòng)率分配變?yōu)橄禂?shù)計(jì)算出最大滑動(dòng)率，增大變位系數(shù)和Σx后，滑動(dòng)率η1max和 η2max有一定降低，隨著Σx增大，變位系數(shù)也相應(yīng)增大，齒輪承載能力會(huì)有所提高。

（2）增大壓力角

由表1可見(jiàn)，當(dāng)壓力角分別為：①α=20°④α=17°⑤α=25°時(shí)，增大壓力角后，最大滑動(dòng)率降低比較明顯，此方法可以較大提高齒輪承載力，如汽車(chē)變速箱低速級(jí)使用大壓力角。

（3）采用短齒制

當(dāng)采用短齒制，如表1所示，當(dāng)齒頂高系數(shù)分別為：①ha*=1、⑥ha*=0.8，在保證重合度大于1情況下，也可降低最大滑動(dòng)率。

（4）改變模數(shù)

在保證彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度，可適當(dāng)減小齒輪模數(shù)。如表1所示，當(dāng)模數(shù)分別為：①m=1.5、⑦m=1時(shí)，減小模數(shù)，最大滑動(dòng)率有所降低，此方法可增加重合度。

表1 采用不同方法降低滑動(dòng)率匯總表

3 小結(jié)

在設(shè)計(jì)外嚙合齒輪時(shí)，根據(jù)齒輪箱結(jié)構(gòu)及節(jié)圓速度，可適當(dāng)采取增大壓力角、減小模數(shù)及短齒制、增大變位系數(shù)∑x等方法，來(lái)降低滑動(dòng)率，以提高齒面抗磨損能力和抗膠合能力。低速級(jí)選擇大壓力角，常用壓力角為20°時(shí)，推薦增大Σx。無(wú)論采取那種方法，要避免根切和嚙合干涉，保證齒頂齒厚。