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齿轮的变位

4. 齿轮的变位

使用齿轮时会有希望改变中心距或者对强度感到不安的时候。在这里, 我们将向您介绍改变齿形及齿厚的变位。

齿轮有标准齿轮和变位齿轮。
标准齿轮如图 4.1 所示, 是拥有标准齿形的齿轮。
齿轮的变位简单的说就是制作与标准齿轮齿厚不同的齿轮。
增加或减少渐开线齿轮的齿厚, 以达到改变齿轮强度或改变中心距离的目的。

图 4.1  模数为1的齿条齿形
图 4.1  模数为1的齿条齿形

齿轮的齿数和齿形

齿条的齿形为直线, 而渐开线齿轮的齿形为曲线。
渐开线齿形曲线随齿数多少而不同。齿数越多, 齿形曲线越趋近于直线。

图 4.2  齿数不同时的齿形变化
图 4.2  齿数不同时的齿形变化

随齿数增加, 齿根的齿形变厚, 轮齿强度增加。
由上图可以看到, 齿数为 10 的齿轮, 其轮齿的齿根处部分渐开线齿形被挖去, 发生根切现象。

齿形比较

图 4.3  z10 × z200 的齿形比较
图 4.3  z10 × z200 的齿形比较

但是如果对齿数 z = 10 的齿轮采用正变位, 增大齿顶圆直径, 增加轮齿的齿厚的话, 可以得到与齿数 z = 200 的齿轮同等程度的齿轮强度。

变位齿轮

图 4.4 是齿数 z =10 的齿轮正变位切齿示意图。切齿时, 刀具沿半径方向的移动量 xm(mm) 称为径向变位量 ( 简称变位量 )。

xm = 变位量(mm)
x = 变位系数
m = 模数(mm)

通过图 4.5 可以清楚的看到, 通过变位(变位系数 x=+0.5)齿形变化, 轮齿的齿厚增加。外径(齿顶圆直径)也变大。
齿轮通过采取正变位, 可以避免根切 (Undercut) 的发生。
对齿轮实行变位还可以达到其他的目的。

图 4.4  正变位正齿轮的展成
图 4.4  正变位正齿轮的展成
( α = 20°, z = 10, x = + 0.5 )

图 4.5  与正变位齿形的比较
图 4.5  与正变位齿形的比较

改变中心距

标准齿轮(无变位)的标准中心距为分度圆直径和的一半。
齿轮通过变位可以改变中心距离。

正变位 → 中心距离变大
负变位 → 中心距离变小

图 4.6  正变位齿轮的中心距
图 4.6  正变位齿轮的中心距

变位齿轮的特长及注意事项

不论是正变位或是负变位, 都对变位量有限制。

正变位齿轮

图 4.7  齿顶变尖
图 4.7  齿顶变尖

负变位齿轮

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