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      斜齒輪傳動原理及嚙合特點

      行業新聞|2022-06-09| 深圳維動自動化

      由于直齒圓柱齒輪的輪齒與齒輪的軸線平行,所以在垂直與軸線的各個平面內的情況相同。但齒輪總具有一定寬度,因此在端面研究過的點和線,實際代表齒輪上的線和面。如圖1a所示,直齒圓柱齒輪的齒廓曲面是發生面繞基圓柱作純滾動時,發生面上一條與齒輪軸線平行的直線 KK 所展成的漸開面。

      齒輪分度線圖.jpg

          由齒廓曲面的形成過程可知,一對直齒圓柱齒輪嚙合傳動時,兩齒廓曲面的瞬時接觸線為平行于齒輪軸線的直線。如圖1b所示,在嚙合傳動的過程中,一對輪齒沿著整個齒寬同時進入嚙合和退出嚙合,因此輪齒上的載荷被突然加上,又突然卸掉,使得直齒圓柱齒輪機構的傳動平穩性較差,容易產生較大的沖擊、振動和噪聲。為了克服直齒輪傳動的缺點,于是出現了斜齒輪。

      斜齒輪嚙合.jpg

      斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成原理與直齒圓柱齒輪相似,所不同的是展成漸開面的直線KK不平行于齒輪的軸線,而是偏斜一個角度 βb、,如圖2a所示。當發生面繞基圓柱作純滾動時,直線 KK的軌跡即為斜齒輪的齒廓曲面。由于斜直線 KK上每一點的運動軌跡都是一條位于與齒輪軸垂直的平面內的漸開線,且斜直線 KK 上各點依次與基圓柱接觸,漸開線起點的集合 AA是一條螺旋線,所以斜齒輪的齒廓曲面實際上是漸開線螺旋面。由此可知,齒廓曲面與齒輪上任意圓柱面的交線均為螺旋線,其螺旋線的切線與齒輪軸線之間所夾的銳角稱為該圓柱上的螺旋角。顯然,βb就是基圓柱上的螺旋角。βb越大,輪齒的齒向越偏斜。當 βb=0時,則成為直齒輪,因此直齒輪是斜齒輪的一個特例。

      圓柱齒輪嚙合.jpg

      圖3所示為一對相互嚙合的斜齒圓柱齒輪共軛曲面的形成過程,嚙合面是兩輪基圓的內公切面,當發生面繞兩基圓柱作純滾動時,其上斜直線KK 為圖示位置兩齒廓的瞬時接觸線。因此,一對斜齒圓柱齒輪在嚙合過程中,兩輪齒面上的接觸線是傾斜的,并由短變長,再由長變短,如圖2b所示。整個嚙合過程是一個逐漸嚙合又逐漸退出的過程,輪齒上的載荷也是逐漸加上又逐漸卸掉,所以斜齒圓柱齒輪機構傳動平穩,沖擊、振動和噪聲較小,被被廣泛應用于高速重載的機械中。

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