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附录 : , of is an of is be of be of to of so to a in to to is so to of of of so be in to of so as to of In a is a of a to 3; 2; to or of be 2, a of a of is on of of if a is of of of of of of to of at of of to in to of in to of a , of 0, 7.5 of 5 of to 5%, so to 3, A a is of As a of no be a so ll to of so to of of as a of of to at of to so a of is In so In of in to a 0 as a of a so of 4, of a is of is is in of by in is a of In to a be to is on of In is of of it a is of of so as to of of is of to At as a of to of be of in of a of of is in to in of be of of be is as a of so to of of is of as a of of of of be as a of of to so a at of is to of as a of of to a of be , to in of of on in of by of we of is by of he of At at at of a As a of of is in of of on in of by of we of is by of he of At at at of a As a of of is is a of to an of of In of it is to so in to to 变速箱各档齿轮基本参数的选择 1、合理选用模数 模数是齿轮的一个重要基本参数,模数越大,齿厚也就越大,齿轮的弯曲强度也越大,它的承载能力也就越大。反之模数越小,齿厚就会变薄,齿轮的弯曲强度也就越小。对于低速档的齿轮,由于转速低、扭矩大,齿轮的弯曲应力比较大,所以需选用较大的模数,以保证其强度要求。而高速档齿轮,由于转速高、扭矩小,齿轮的弯曲应力比较小,所以在保证齿轮弯曲强度的前提下,一般选用较小的模数,这样就可以增加齿轮的齿数,以得到较大的重合度,从而达到降低噪声的目的。 在现代变速箱设计中,各档齿轮模数的选择是不同的。例如,某变速箱 一档齿轮到五 档齿轮的模数分别是: 3; 2;从而改变了过去模数相同或模数拉不开的状 况。 2、合理选用压力角 当一个齿轮的模数和齿数确定了,齿轮的分度圆直径也就确定了,而齿轮的渐开线齿形取决于基圆的大小,基圆大小又受到压力角的影响。对于同一分度圆的齿轮而言,若其分度圆压力角不同,基圆也就不同。当压力角越大时,基圆直径就越小,渐开线就越弯曲,轮齿的齿根就会变厚,齿面曲率半径增大,从而可以提高轮齿的弯曲强度和接触强度。当减小压力角时,基圆直径就会变大,齿形渐开线就会变的平直一些,齿根变薄,齿 面的曲率半径变小,从而使得轮齿的弯曲强度和接触强度均会下降,但是随着压力角的减小,可增加齿轮的重合度,减小轮齿的刚度,并且可以减小进入和退出啮合时的动载荷,所有这些都有利于降低噪声。因此,对于低速档齿轮,常采用较大的压力角,以满足其强度要求;而高速档齿轮常采用较小的压力角,以满足其降低噪声的要求。 例如:某一齿轮模数为 3,齿数为 30,当压力角为 压力角为 25度时,基圆齿厚为 基圆齿厚增加了 25%左右,所以增大压力角可以增加其弯曲强度。 3、 合理选用螺旋角 与直齿 轮相比,斜齿轮具有传动平稳,重合度大,冲击小和噪声小等优点。现在的变速箱由于带同步器,换档时不再直接移动一个齿轮与另一个齿轮啮合,而是所有的齿轮都相啮合,这样就给使用斜齿轮带来方便,因此带同步器的变速箱大多都使用斜齿轮。 由于斜齿轮的特点,决定了整个齿宽不是同时全部进入啮合的,而是先由轮齿的一端进入啮合,随着轮齿的传动,沿齿宽方向逐渐进入啮合,直到全部齿宽都进入啮合,所以斜齿轮的实际啮合区域比直齿轮的大。当齿宽一定时,斜齿轮的重合度随螺旋角增加而增加。承载能力也就越强,平稳性也就越好。从理论上讲,螺旋角越大 越好,但螺旋角增大,会使轴向分力也增大,从而使得传递效率降低了。 在现代变速箱的设计中,为了保证齿轮传动的平稳性、低噪声和少冲击,所有齿轮都要选择较大的螺旋角,一般都在 30左右。对于高速档齿轮由于转速较高,要求平稳,少冲击,低噪声,因此采用小模数,大螺旋角;而低速档齿轮则用较大模数,较小螺旋角。 4、合理选用正角度变位 对于具有良好润滑条件的硬齿面齿轮传动,一般认为其主要危险是在循环交变应力作用下,齿根的疲劳裂纹逐渐扩张造成齿根断裂而失效。变速箱中齿轮失效正是属于这一种。为了避免轮齿折断,应尽量提高齿根弯 曲强度,而运用正变位,则可达到这个目的。一般情况下,变位系数越大,齿形系数值就越小,轮齿上弯曲应力越小,轮齿弯曲强度就越高。 在硬齿面的齿轮传动中,齿面点蚀剥落也是失效原因之一。增大啮合角,可降低齿面间的接触应力和最大滑动率,能大大提高抗点蚀能力。而增大啮合角,则必须对一副齿轮都实行正变位,这样既可提高齿面的接触强度,又可提高齿根的弯曲强度,从而达到提高齿轮的承载能力效果。但是,对于斜齿轮传动,变位系数过大,又会使轮齿总的接触线长度缩短,反而降低其承载能力。同时,变位系数越大,由于齿顶圆要随之增大,其齿顶 厚度将会变小,这会影响齿顶的强度。 因此在现代变速箱的设计中,大多数齿轮均合理采用正角度变位,以最大限度发挥其优点。主要有以下几个设计准则: 对于低速档齿轮副来说,主动齿轮的变位系数应大于被动齿轮的变位系数,而对高速档齿轮副,其主动齿轮的变位系数应小于被动齿轮的变位系数。 主动齿轮的变位系数随档位的升高而逐渐下降。这是因为低档区由于转速低、扭矩大,齿轮强度要求高,因此需采用较 各档齿轮的总变位系数都是正的(属于角变位修正),而且随着档位的升高而逐渐减小。总变位系数越小,一对齿轮副的齿根总 的厚度就越薄,齿根就越弱,其抗弯强度就越 低,但是由于轮齿的刚度减小,易于吸收冲击振动,故可降低噪声。而且齿形重合度会增加,这使得单齿承受最大载荷时的着力点距齿根近,使得弯曲力矩减小,相当于提高了齿根强度,这对由于齿根减薄而消弱强度的因素有所抵消。所以总变位系数越大,则齿根强度越高,但噪声则有可能增大。因此高速档齿轮要选择较小的总变位系数,而低速档齿轮则必须选用较大的总变位系数。 5、提高齿顶高系数 齿顶高系数在传动质量指标中,影响着重合度,在斜齿轮中主要影响端面重合度。由端面重合度的公式可知,当齿数和啮合 角一定时,齿顶圆压力角是受齿顶高系数影响的,齿顶高系数越大,齿顶圆压力角也越大,重合度也就越大,传动也就越平稳。但是,齿顶高系数越大,齿顶厚度就会越薄,从而影响齿顶强度。同时,从最少不根切齿数公式来看,齿顶高系数越大,最少不根切齿数就会增加,否则的话,就会产生根切。因此,在保证不根切和齿顶强度足够的情况下,增大齿顶高系数,对于增加重合度是有意义的。 因此在现代变速箱的设计中,各档齿轮的齿顶高系数都选择较大的值,一般都大于 为细高齿,这对降低噪声,增加传动平稳性都有明显的效果。对于低速档齿轮,为了保证 其具有足够的齿根弯曲强度,一般选用较小的齿顶高系数;而高速档齿轮,为了保证其传动的平稳性和低噪声,一般选用较大的齿顶高系数。 以上是从模数、压力角、螺旋角、变位系数和齿顶高系数这五个方面去独立分析齿轮设计趋势。实际上各个参数之间是互相影响、互相牵连的,在选择变速箱的参数时,既要考虑它们的优缺点,又要考虑它们之间的相互关系,从而以最大限度发挥其长处,避免短处,改善变速箱的使用性能。
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