20世纪继摆线齿轮,渐开线齿轮之后,相继出现了圆弧齿轮,抛物线齿轮,曲线齿轮等多种齿轮,它们各具特点,相互补充,彼此并存。而按齿轮的接触状态可分为两大类:线啮合齿轮---渐开线齿轮,摆线齿轮,抛物线齿轮及曲线齿轮等;点啮合齿轮----圆弧齿轮。
一.各种齿轮的优缺点
(1)摆线齿轮
优点:凹凸齿廓啮合,接触应力小,滑动力小,磨损小,无根切现象,最小齿轮较少。
缺点:互换性差,中心距发生变化时不能实现定传动比传动,传递动力时法相力Fn不断发生变化,轴承上力的大小和方向也不断变化,影响传动的平衡性。
(2)渐开线齿轮
优点:制造简单,中心距具有可分性,法向力Fn恒定。
缺点:当采用外啮合齿轮传动时,综合曲率半径小,承载能力低,要提高承载能力,需要增大齿轮直径或宽度。因此,通常采取如下措施:1.采用合金钢,进行渗碳淬火,磨齿,以提高材料的许用接触应力;2.采用大变位,提高综合曲率半径,以提高承载能力。
(3)圆弧齿轮
优点:凹凸齿廓接触,综合曲率半径打,接触应力小,承载能力高。
缺点:1.没有端面重合度,依靠轴向重合度才能连续传动,齿宽较大,只能做成斜齿轮,不能做成直齿轮;2.没有可分性,当中心距变化及有加工误差时,承载能力会下降;3.加工制造需要专用滚刀,刀具较贵,推广不方便,磨削加工很困难,只能应用在软齿面及中硬齿面的场合。
(4)抛物线齿轮
优点:凹凸齿廓接触的线啮合,承载能力大。
缺点:需要专用的抛物线齿轮滚刀,推广受到一定的限制。
(5)曲线齿圆柱齿柱
优点:凹凸齿廓接触,接触应力小,承载能力大。
缺点:制造,尺寸测量和控制比较困难,推广也受到一定限制。
二.新齿轮必须具备的条件
从上述可知,要想使新齿形得到普遍推广和应用,必须具备下列条件:
(1)刀具制造简单,或者采用已有的齿轮加工刀具,如采用渐开线齿轮滚刀在滚齿机上加工齿轮;
(2)一对齿轮的齿廓应为凹凸齿廓接触,以减小接触应力,提高承载能力;
(3)制造,测量方便,并且齿轮传动的中心距具有可分性,法向力Fn恒定;
三.点线啮合齿轮的产生
综合渐开线齿轮加工方便,具有可分性及圆弧齿轮承载能力高的优点,点线啮合齿轮传动出现了。它是一种具有线啮合性质又有点啮合性质的齿轮传动。其小齿轮为一个渐开线变位短齿齿轮,大齿轮轮廓上部为渐开线凸齿廓,下部为过渡曲线的凹齿廓,大小齿轮相互啮合时,既有接触线为直线的线啮合,又有凹凸齿廓接触的点啮合,因此称之为点线啮合齿轮传动。
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