錐齒直齒的理論齒形是球面漸開線,但實際生產中,是用當量齒輪來計算的,即以背錐距為分度圓半徑所形成的平面齒形,然后滾印在背錐面上所形成的齒形,來近似代替球面漸開線。
r/ A) q0 a7 T! b# Y( s* W筆者出于想知道兩者的誤差到底有多大的好奇心,對此作了些計算和在CAD中測量。
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樣本數據如下:大端模數4,壓力角20度,軸交角90度,大齒輪齒數29,小齒輪齒數14。以大齒輪為測量對象。
測量步驟如下:
繪制球面漸開線:球半徑為外錐距,基圓半徑為模數乘齒數乘壓力角的余弦然后除以2。以此可以作出球面漸開線。(漸開線的方程在另一張帖里已說明)
繪制當量齒形:通過兩次的坐標變換可將平面齒形轉換成背錐面上的齒形。再通過兩次坐標轉換,可與球面漸開線的坐標重合。(坐標轉換方法在齒輪手冊里有詳細說明)
* ]( E5 S/ F. S! o* U再將球面漸開線投影到背錐面上,射點為軸交點。然后對兩齒形進行比較。
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測量三處,齒頂:分度圓向上一個模數的距離,分度圓,齒根:分度圓向下一個模數的距離。
- p5 x9 U0 s. x, y0 C* Y得到以下三個數據:0.17528,0.16533,0.15060。 球面漸開線的投影線在當量齒形的外側,數據為背錐端面的弧長。
結論:以樣本為例,當分度圓處齒形重合,當量齒形在齒頂處齒厚單面減薄了10微米,在齒根處單面增厚了15微米。說明壓力角增大了。照數據上來看,嚙合時有5個微米的多余材料,如果都換算到基圓弧齒厚,材料的多余量還要增加。更準確的數據還要看配對齒輪的情況。筆者沒有作進一步的研究。
* E3 I" }' o8 j6 d如果采用當量齒形加工錐齒輪,直齒錐齒輪應比圓柱齒輪有更多的修形量,而且應該在齒根處修形。
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