圆柱齿轮传动的使用要求优化

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：对不同用途和不同工作条件的齿轮传动，其主要使用要求是不同的，这四项要求是确定齿轮和齿轮副互换性的依据。将最大转角误差转化为弧度并乘以半径则得到线性值，它表示从动齿轮传递运动准确性的精度。

齿轮传动的要求是多方面的，基本的要求有四个方面，即传递运动的准确性、传动的平稳性、载荷分布的均匀性和侧隙的合理性。对不同用途和不同工作条件的齿轮传动，其主要使用要求是不同的，这四项要求是确定齿轮和齿轮副互换性的依据。

1.齿轮传递运动的准确性

齿轮传递运动的准确性是要求齿轮在转一周范围内，齿轮的最大的转角误差应限制在一定的范围之内。齿轮转一周过程中产生的最大转角误差用Δφ∑来表示。理论上，渐开线齿轮传动中传动比为一常数，从而保证精确的传递运动，但由于齿轮的加工和安装误差，使得齿轮在传动过程中每一个瞬时的传动比都不相同，从而造成了从动齿轮的实际转角偏离理论值而产生了转角误差。传递运动的准确性用最大的转角误差或相应的参数来衡量。

如图7-1所示，假设主动齿轮为无误差的理想齿轮，它的各个轮齿相对于它的回转中心O1的分布是均匀的，而从动齿轮的各个轮齿相对于它的回转中心O2的分布是不均匀的。现在不考虑其他误差，当两个齿轮单面啮合而主动齿轮匀速回转时，从动齿轮就会产生不等速回转，从动齿轮每转一齿，转角误差的变化情况如图7-2所示，齿轮转角误差曲线形状呈正弦规律变化，即齿轮转一周中最大的转角误差只出现一次，而且出现最大转角误差时两个轮齿相隔180°。将最大转角误差转化为弧度并乘以半径则得到线性值，它表示从动齿轮传递运动准确性的精度。

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图7-1　齿轮啮合的转角误差

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图7-2　从动齿轮的转角误差曲线

2.齿轮传动的平稳性

齿轮传动的平稳性是要求齿轮在转过一个较小角度范围内，瞬时传动比变化尽量小，也就是要求齿轮在转过一个齿的范围内，瞬时传动比的变化不超过一定限度，以保证齿轮在传动过程中冲击低、噪声小和振动较小。它可以用转一齿过程中的最大转角误差表示。

可以看出，齿轮传递运动的准确性和平稳性都取决于齿轮传动比的变化量。不同的是，导致齿轮传递运动不准确的是以齿轮回转一周为周期传动比的最大变化量，且波幅大。而影响齿轮传动平稳性的是以齿轮转过一个齿范围内瞬时传动比的变化量，且出现频繁、波幅小。

3.载荷分布均匀性

齿轮载荷分布均匀性是要求齿轮工作时，齿面接触良好，载荷分布均匀，避免齿轮在传递动力时因载荷分布不匀而使接触应力过大，引起局部齿面过早磨损和折齿，以保证齿轮的承载能力和使用寿命。

4.传动侧隙的合理性

传动侧隙的合理性是要求齿轮工作时，非工作齿面间留有一定的间隙，以储存润滑油，补偿因温度、弹性变形所引起的尺寸变化和加工、装配时的一些误差。

齿轮的制造精度和齿侧间隙主要根据齿轮的用途和工作条件而定。对于分度传动用的齿轮，如测量仪器的读数齿轮、机床的分度齿轮、自动控制系统和计算机构中的齿轮，主要要求齿轮的运动精度较高；对于高速动力传动用齿轮，如航空发动机、汽轮机中的齿轮，为了减少冲击和噪声，对工作平稳性精度有较高要求；对于重载、低速传动用的齿轮，如轧钢机、起重机、矿石机械中的齿轮，则要求齿面有较高的接触精度，以保证齿轮不致过早磨损；对于换向传动和读数机构用的齿轮，则应严格控制齿侧间隙，必要时须消除间隙。

圆柱齿轮传动的使用要求优化

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