变位齿轮传动的设计步骤
设计变位齿轮时,根据不同的已知条件,可采用不同的设计步骤。
(1)已知z1、z2、m、α、ha*和c*时,其设计步骤为:
1)选择传动类型,若z1+z2 < 2zmin,必须采用正传动,否则可考虑其它传动类型;
2)选择两齿轮的变位系数;
3)计算两齿轮的几何尺寸;
4)验算重合度及轮齿强度。
(2)已知z1、z2、m、a'、α、ha*和c*时,其设计步骤为:
1)计算啮合角α'
cosα'=(a/a')cosα
2)选择两齿轮的变位系数
invα'=2tgα(x1+x2)/(z1+z2) + invα
x1+x2=(z1+z2)(invα'-invα)/2tgα
x1≥ha*(zmin-z)/zmin,x2≥ha*(zmin-z)/zmin
3)计算两齿轮的几何尺寸
4)验算重合度及轮齿强度
(3)已知i、m、a'、α、ha*和c*时,其设计步骤为:
1)确定两齿轮的齿数
因 a'=acosα/cosα'=[m(z1+z2)/2]cosα/cosα'=[mz1(1+i)/2]cosα/cosα' 故z1≈2a'/(i+1)m 取整数,
z2=iz1 取整数。
思考题:
1)某机器中的一对外啮合标准圆柱直齿轮,小齿轮轮齿严重磨损,拟报废,大齿轮轮齿磨损较轻,拟修复。试问采用什么方法可使传动能恢复使用?
2)图示为一单联滑移齿轮机构,已知基本参数为m=3mm,z1=18,z2=30,z3=27。试问有几种设计方案?哪种方案较好?
3)吊车行走机构中有一对标准直齿轮传动,已知z1=13,z2=47,m=3mm,齿轮1因根切经常断齿。试问采用什么方案来解决这个问题?
例 用齿条插刀加工一个直齿圆柱齿轮。已知被加工齿轮轮坯的角速度ω1=5 rad/s,刀具的移动速度为0.375m/s,刀具的模数m=10mm,压力角α=200。
1)求被加工齿轮的齿数z1;
2)若齿条分度线与被加工齿轮中心的距离为77mm,求被加工齿轮的分度圆齿厚;
3)若已知该齿轮与大齿轮2相啮合时的传动比i12=4,无侧隙准确安装时的中心距a'=377mm,求这两个齿轮的节圆半径r1'、r2'及啮合角α'。
解:(1)齿条插刀加工齿轮时,被加工齿轮的节圆与其分度圆重合,且与刀具的节线作展成运动,则有
r1ω1=V刀 而r1=mz1/2
故得 z1=2V刀/mω1=2*375/(10*5)=15
(2)因刀具安装的距离(L=77mm)大于被加工齿轮的分度圆半径(r1=mz1/2=75mm),被加工齿轮为正变位,其变位量为
xm=L-r1=77-75=2mm x=xm/m=2/10=0.2
故被加工齿轮的分度圆齿厚为
s=(π/2 + 2xtgα)m=(π/2 + 2*0.2*tg200)*10=17.164mm
(3)由两齿轮的传动比i12和实际中心距a'可知
z2=i12z1=4*15=60 i12=ω1/ω2=r2'/r1'=4
r2'=4r1'
r1'+r2'=a'=377mm
联立求解上面可得r1'=75.4mm,r2'=301.6mm
两齿轮的标准中心距为
a=m(z1+z2)/2=10*(15+60)/2=375mm
由cosα'=acosα/a'=375cos200/377=0.93471
α'=20.8190