-
錐齒輪
鎖定
- 中文名
- 錐齒輪
- 外文名
- Bevel gear
- 別 稱
- 傘齒輪
- 分 類
- 直齒、斜齒、曲線齒
- 特 點
- 降噪、減震、重量輕、成本低等
- 應用領域
- 工業傳動設備,車輛差速器等
錐齒輪齒廓的形成
錐齒輪齒廓的形成,與圓柱齒輪相似,其差別在於用基圓錐代替了基圓柱。如右圖所示,發生面S與基圓錐母線相切。當發生面S沿基圓錐作純滾動時,發生面上任意一條與基圓錐母線ON相接觸的直線OK將在空間形成一漸開線曲面。該曲面即為直齒錐齒輪的齒廓曲面。直線OK上各點的軌跡都是漸開線(在頂點O處的漸開線為一點)。漸開線NK上各點均與錐頂O等距,故該漸開線必定在一以錐頂O為中心,以OK為半徑的球面上,即NK是球面漸開線
[2]
。
錐齒輪背錐與當量齒輪
如下圖所示為一對特殊的錐齒輪傳動。其中輪1的齒數為
,分度圓半徑為
,分度圓錐角(reference cone angle)為
;輪2的齒數為
,分度圓半徑為
,分度圓錐角
=90°,其分度圓錐表面為一平面,這種齒輪稱為冠輪(crown gear)。
過輪1大端節點
,作其分度圓錐母線
的垂線,交其軸線與
點,再以
點為錐頂,以
為母線,作一圓錐與輪1的大端相切,稱該圓錐為輪1的背錐(back cone)
[3]
。同理,可做輪2的背錐,由於輪2為一冠輪,故其背錐成為一圓柱面。若將兩輪的背錐展開,則輪1的背錐將展成為一個扇形齒輪,而輪2的背錐則展成為一個齒條,即在其背錐展開之後,兩者相當於齒輪與齒條齧合傳動。根據範成原理可知,當齒條(即冠輪的背錐)的齒廓為直線時,輪2在背錐上的齒廓為漸開線。
先設想把展開的扇形齒輪的缺口補滿,則將獲得一個圓柱齒輪。這個假想的圓柱齒輪稱為錐齒輪的當量齒輪,其齒數
稱為錐齒輪的當量齒數。當量齒輪的齒形和錐齒輪在背錐上的齒形(即大端齒形)是一致的,故當量齒輪的模數和壓力角與錐齒輪大端的模數和壓力角是一致的。至於當量齒數,則可如下求得:
由上圖可見,輪1的當量齒輪的分度圓半徑為
對於任一錐齒輪有
錐齒輪輪齒受力分析
大齒輪上受力分析與小齒輪類似。
錐齒輪幾何參數與計算
錐齒輪以大端參數為標準值,故在計算其幾何尺寸時,也應以大端為準。如下圖所示,兩錐齒輪的分度圓直徑分別為
兩輪的傳動比為
當兩錐齒輪之間的軸交角
=90°,時,則因
=90°上式變為
在設計錐齒輪傳動時,可根據給定的傳動比
,按上式確定兩輪分錐角的值。
至於錐齒輪齒頂圓錐角和齒根圓錐角的大小,則與兩圓錐齒輪齧合傳動時對其頂隙的要求有關。根據國家標準(GB/T 12369—1990,GB/T12370—1990)規定,現多采用等頂隙錐齒輪傳動,其兩輪的頂隙從齒輪大端到小端是相等的,兩輪的分度圓錐及齒根圓錐的錐頂重合於一點。但兩輪的齒頂圓錐,因其母線各自平行於與之齧合傳動的另一錐齒輪的齒根圓錐的母線,故其錐頂就不再與分度圓錐錐頂相重合了。這種圓錐齒輪相當於降低了輪齒小端的齒頂高,從而減小了齒頂過尖的可能性;且齒根圓角半徑較大,有利於提高輪齒的承載能力、刀具壽命和儲油潤滑
[3]
。
名稱 | 代號 | 小齒輪 | 大齒輪 |
分錐角 | |||
齒頂高 | |||
齒根高 | |||
分度圓直徑 | |||
齒頂圓直徑 | |||
齒根圓直徑 | |||
錐距 | |||
齒根角 | |||
頂錐角 | |||
根錐角 | |||
頂隙 | |||
分度圓齒厚 | |||
當量齒數 | |||
齒寬 |