少齿数渐开线圆柱齿轮传动研究现状综述

《少齿数渐开线圆柱齿轮传动研究现状综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2010年3月陕西理工学院学报(自然科学版)Mar．2010第26卷第1期JournalofShaanxiUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition)Vo1．26No．1[文章编号]1673—2944(2010)01—0001—04少齿数渐开线圆柱齿轮传动研究现状综述王保民，张国海，李鹏(陕西理工学院机械工程学院，陕西汉中723003)[摘要]简述了少齿数齿轮传动的特点及优点，分析归纳了针对少齿数齿轮传动研究已经解决和有待解决的问题，为对该领域研究情况的认识和进一步的研究提供了一个较系统的宏观参考。[关键词

2、]少齿数齿轮传动；变位齿轮；变位系数；强度计算[中图分类号]TH132．41[文献标识码]A少齿数齿轮传动(小齿轮齿数z=1—1O)作为渐开线齿轮传动的重要组成及延伸，有着单级传动比大、结构紧凑、重量轻等优点。特别适用于中小功率，结构尺寸受限制，传动比大，中、大模数齿轮传动的场合。目前，国外在摩托车发动机等产品中已有成熟的应用，国内在助力车、电动自行车等领域也有应用的尝试。但现有的设计资料几乎没有涉及齿数小于8的齿轮，因而给少齿数齿轮传动的推广应用带来了一定的困难。本文主要是结合陕西理工学院少齿数齿轮课题组及同行的研究情况，针对少齿数渐开线圆柱齿轮传动

3、的优点、特点，通过研究已经解决的问题和尚需要解决的问题展开较系统的讨论。1少齿数齿轮传动的特点少齿数齿轮传动中，其端面齿廓曲线仍然是渐开线，但由于采用了很少的齿数，与普通渐开线齿轮传动相比，有其不同的特点。1．1采用大的径向变位以避免根切由于少齿数齿轮传动中，小齿轮齿数少到l，为了解决根切问题，必须采用较大的径向变位系数。1．2小齿轮的径向直径尺寸小由于小齿轮的齿数少，径向直径尺寸小，一般只能设计成齿轮轴的结构；齿根圆直径小，齿轮轴的扭转强度相对较弱，设计时需要同时考虑小齿轮轴的扭转强度；同时由于齿轮轴刚度小，滚切时齿轮轴毛坯变形量大，影响齿轮的加工质

4、量。1．3采用较大的螺旋角口和齿宽由于小齿轮的齿数少，齿轮传动的端面重合度小，为了满足连续传动的条件，只能采用斜齿轮传动，且选用较大的螺旋角和齿轮宽度，以增大齿轮传动的轴面重合度。1．4‘具有较大的啮合角和相对滑动系数u由于选用较大的变位系数，采用了远离基圆的一段渐开线作为齿轮的齿廓曲线，且某些情况下属于节点外啮合，导致传动的啮合角和相对滑动系数均增大。1．5轮齿齿顶容易变尖变位系数越大，齿顶圆轮齿齿厚越小，过大的变位系数甚至会导致齿顶圆齿厚小于等于O的情况。初步研究结果表明，在保证不出现根切的条件下，当小齿轮齿数在1—7的范围内，都会出现齿顶变尖或收

5、稿日期：2009—09—21基金项目：陕西省重点实验室科研项目(05JS15)。作者简介：王保民(1959一)，男，陕西省武功县人，陕西理工学院教授，硕士研究生导师，主要研究方向为新型机械传动的设计与研究。陕西理工学院学报(自然科学版)第26卷齿顶厚为负值的情况。1．6可能出现节点外啮合j少齿数渐开线齿轮传动在满足一定条件时，节点不在实际啮合线上，属于节点外啮合，即在偏于大齿轮一侧的节点外啮合。啮合过程中，无纯滚动啮合点，而且啮合区内两齿廓间相对滑动速度方向一致，所以齿廓间相对滑动速度(相对滑动系数)大、磨损较严重。1．7齿根圆直径可能大于分度圆直径由

6、于少齿数齿轮采用大的变位系数，根据斜齿圆柱齿轮的齿根高计算公式]：J】l，=171,(J】l二+c一)(1)式中：Jjl二——法面齿顶高系数，c：——法面顶隙系数，——法面变位系数。可知，当二+c≤时，齿根高，<0，即齿根圆直径大于分度圆直径。2通过研究已经解决的问题少齿数渐开线齿轮传动具有自身的特点，目前关于渐开线齿轮传动成熟的设计计算理论及加工工艺设备都不能直接应用于少齿数齿轮传动。2O多年来一些科技工作者针对少齿数齿轮传动展开了不少研究，也解决了一些问题，为进一步的研究应用奠定了基础。陕西理工学院是国内最早致力于少齿数渐开线齿轮传动研究的院校之一

7、，取得了一定的研究成果，在该领域具有一定的代表性。2．1推导出了节点外啮合的条件标准齿轮传动中节点即为两轮分度圆的切点，且节点位于实际啮合线B。中点附近，因为d。，>．，所以船：稍长于PB；在普通变位齿轮传动中，因为>：，节点在2上，但稍偏于Ⅳ2一方；如图1所示，少齿数渐开线齿轮传动在偏于大齿轮一方的节点外啮合，实际啮合线落在尸Ⅳ2区段内，节点P不在实际啮合线上。由于=Ⅳ2B2一Ⅳ2P=rb，(tga，一tga)，在节点外啮合时，Ⅳ2B2

8、的以节点作为计算点的齿面接触强度计算方法不适用于少齿数齿轮传动。为此通过研究渐开线齿轮传动的啮