降低漸開線圓柱齒輪副最大滑動率方法

寧波夏廈齒輪有限公司 何元春 任傳杰

寧波財經學院 馬 勰

浙江大學寧波理工學院 馬修水

0 引言

漸開線圓柱齒輪外嚙合副變為系數分配方法，世界各國都有不同的推薦方法[1,2]，如避免根切、避免頂切、平衡滑動率、平衡閃溫，平衡彎曲疲勞壽命等，比較典型的采用平衡滑動率法，本文結合工作實際，介紹一種降低漸開線圓柱齒輪副最大滑動率方法。

1 工作原理

圖1 嚙合齒輪滑動率圖

圖1所示為一對嚙合齒輪滑動率圖，在節圓處無相對滑動，而越接近齒根部滑動率越大，齒頂滑動率相對齒根較小，因此齒根比齒頂先發生磨損。計算式里齒頂壓力角以變位系數形式表示，然后使用牛頓迭代方法精確計算，分別計算出兩齒輪位系數，也可采用PD 6457法計算出兩齒輪變位系數[3，4]。

式中，η1max小齒輪的齒根處最大滑動率，η2max大齒輪的齒根處最大滑動率，αa1小齒輪齒頂壓力角，αa2大齒輪齒頂壓力角，齒輪副端面嚙合角，z1小齒輪齒數，z2大齒輪齒數，u傳動比（u = z2/ z1）。

2 降低滑動率方法

由理論分析可知，降低滑動率方法有：增大變為系數Σx，增大壓力角，采用短齒制，改變模數，表1為采用不同方法降低滑動率匯總表。

（1）增大變為系數Σx

由表1可見，當變位系數和分別為：①Σx=0；②Σx=-0.3；③Σx=0.5時，按平衡滑動率分配變為系數計算出最大滑動率，增大變位系數和Σx后，滑動率η1max和 η2max有一定降低，隨著Σx增大，變位系數也相應增大，齒輪承載能力會有所提高。

（2）增大壓力角

由表1可見，當壓力角分別為：①α=20°④α=17°⑤α=25°時，增大壓力角后，最大滑動率降低比較明顯，此方法可以較大提高齒輪承載力，如汽車變速箱低速級使用大壓力角。

（3）采用短齒制

當采用短齒制，如表1所示，當齒頂高系數分別為：①ha*=1、⑥ha*=0.8，在保證重合度大于1情況下，也可降低最大滑動率。

（4）改變模數

在保證彎曲強度和接觸強度，可適當減小齒輪模數。如表1所示，當模數分別為：①m=1.5、⑦m=1時，減小模數，最大滑動率有所降低，此方法可增加重合度。

表1 采用不同方法降低滑動率匯總表

3 小結

在設計外嚙合齒輪時，根據齒輪箱結構及節圓速度，可適當采取增大壓力角、減小模數及短齒制、增大變位系數∑x等方法，來降低滑動率，以提高齒面抗磨損能力和抗膠合能力。低速級選擇大壓力角，常用壓力角為20°時，推薦增大Σx。無論采取那種方法，要避免根切和嚙合干涉，保證齒頂齒厚。