圆弧齿轮传动

  ·  2010-03-24 21:28  ·  8665 次点击
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圆弧齿轮传动
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齿廓为圆弧形的点啮合齿轮传动。通常有两种啮合形式:小齿轮为凸圆弧齿廓,大齿轮为凹圆弧齿廓,称单圆弧齿轮传动;大、小齿轮在各自的节圆以外部分都做成凸圆弧齿廓,在节圆以内的部分都做成凹圆弧齿廓,称双圆弧齿轮传动(图1)。
data/attachment/portal/201111/06/14415375sccosxo5xbz5r3.jpg圆弧齿轮传动
data/attachment/portal/201111/06/14415336azs6x3hps8zdgx.jpg圆弧齿轮传动
单圆弧齿轮传动小齿轮的凸齿工作齿廓在节圆以外,齿廓圆心在节圆上;大齿轮的凹齿工作齿廓在节圆内,齿廓圆心略偏于节圆以外(图2)。由于大齿轮的齿廓圆弧半径data/attachment/portal/201111/06/144156b8y6jo338833yd9b.gif2略大于小齿轮的齿廓半径data/attachment/portal/201111/06/144156b8y6jo338833yd9b.gif1,故当两齿廓转到K点,其公法线通过节点C时,齿便接触,旋即分离,但与它相邻的另一端面的齿廓随即接触,即两轮齿K1、Kí,K2、K娦、K3、K婭……各点依次沿啮合线接触。因此,圆弧齿轮任一端面上凹、凸齿廓仅作瞬时啮合。一对新圆弧齿轮在理论上是瞬时点啮合,故圆弧齿轮传动又常称为圆弧点啮合齿轮传动。轮齿经过磨合后,实际上齿廓能沿齿高有相当长的一段线接触。圆弧齿轮传动的特点是:①综合曲率半径比渐开线齿轮传动大很多,其接触强度比渐开线齿轮传动约高0.5~1.5倍;②两轮齿沿啮合线方向的滚动速度很大,齿面间易于形成油膜,传动效率较高,一般可达0.99~0.995;③圆弧齿轮沿齿高方向磨损均匀,且容易跑合;④圆弧齿轮无根切现象,故最小齿数可以少。但圆弧齿轮对中心距、切齿深度和螺旋角的误差敏感性很大,这三项误差对承载能力影响较大,故圆弧齿轮对制造和安装精度要求较高。此外,单圆弧齿轮轮齿弯曲强度较弱;切削同一模数的大、小齿轮,需用两把不同的滚刀。
data/attachment/portal/201111/06/144157jz7fslkzvft3cpnr.jpg圆弧齿轮传动
双圆弧齿轮传动工作时,从一个端面看,先是主动轮齿的凹部推动从动轮齿的凸部,离开后,再以它的凸部推动对方的凹部(图3),故双圆弧齿轮传动在理论上同时有两个接触点,经跑合后,这种传动实际上有两条接触线,因此可以实现多对齿和多点啮合。此外,由于其齿根厚度较大,双圆弧齿轮传动不仅承载能力比单圆弧齿轮传动约高30%以上,而且传动较平稳,振动和噪声较小,并且可用同一把滚刀加工相配对的两个齿轮。因此,高速重载时,双圆弧齿轮传动有取代单圆弧齿轮传动的趋向。
在中国,单圆弧齿轮传动已用于高速重载的汽轮机、压缩机和低速重载的轧钢机等设备上;双圆弧齿轮传动已用于大型轧钢机的主传动。
参考书目
太原工学院齿轮研究室主编:《圆弧齿轮》,机械工业出版社,北京,1980。
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