hello,大家好!在本文中,您将了解更多关于摆线齿轮齿啮合的相关知识。
1啮合线
2传动定律
3点齿形
啮合线
下图显示了两个摆线齿轮的啮合。点划线表示的节圆同时又是滚动圆,对应于创建相应齿轮的摆线形状的基圆(参见之前介绍摆线齿轮的文章)。滚动圆在节点C处相互接触。以红色突出显示的接触线与齿面接触,穿过该节点。接触线由构成摆线齿形的滚动圆的部分圆弧组成。
图:啮合过程中摆线齿轮的接触线
对于摆线齿轮,接触线由内摆线的滚动圆形成,并在齿轮的齿顶圆结束!
仔细观察啮合会发现,主动齿轮(黄色)的凹齿根齿面首先与从动齿轮(蓝色)的凸齿根齿面相遇。在节点(接触线的拐点)处变更,主动齿轮的凸齿根齿面与从动齿轮的凹齿根齿面相遇。因此,与渐开线齿相比,摆线齿始终可以提供光滑的齿面配对,从而显著降低表面压力。这也减少了对牙齿的磨损。请注意,对于摆线齿轮,一个齿轮的齿根齿面永远不会与另一个齿轮的齿根齿面接触(这同样适用于齿顶齿面)!
动画:摆线齿轮的接触线(啮合)
与渐开线齿轮相比,摆线齿轮的齿面磨损相对较低!
齿轮传动定律
摆线齿轮也满足齿轮传动定律,可以提供恒定传动比的原因在于,用于构造摆线齿形的滚圆同样适用于两个齿轮:用于构造摆线齿形的滚动圆,作为一个齿轮的内摆线用于构造配对齿轮的外摆线,反之亦然(参见文章摆线齿轮的几何)。
这一事实满足齿轮传动定律,该定律指出,对于恒定的传动比,啮合的两个齿面接触点处的法线必须始终穿过节点C(瞬心点)。
图:摆线齿轮的传动规律
两个相接触的齿面接触点的法线必须始终穿过节点(齿轮传动的一般规律)!
动画:摆线齿轮的传动规律
如果不是这种情况,那么扭矩将无法保持恒定。与渐开线齿轮相比,两个摆线齿轮的(标准参考)节圆因此必须精确地相互接触(接触线中的拐点位置),即必须精确地+8-持作为节圆半径之和的中心距。由于这在实际制造中很难得到保证(例如热变形、零件间隙),因此在经典机械工程中很少使用摆线齿轮。
为了符合齿轮传动定律(恒定传动比),摆线齿轮的中心距必须保持精确!
点齿形式
如果为内摆线的构造选择了越来越大的齿根齿侧滚动圆,那么齿根齿侧减小的幅度越来越大。下面的动画显示了基圆与滚动圆之比为0.97的内摆线的构造。注意,齿面只是这个绘制的内摆线的一小部分。
图:滚圆与基圆比为0.97的摆线齿的构造
动画:构造一个滚圆与基圆比为0.97的摆线齿轮
图:滚圆与基圆比为0.97的摆线齿轮的齿形
下面的动画显示了两个摆线齿轮的啮合,其滚动圆与基圆的比率为0.97。由于滚动圆几乎相同地位于节圆上,滚动圆最终决定了接触线,因此齿几乎完全啮合在节圆上。
动画:滚圆与基圆比为0.97的摆线齿轮啮合
因此,齿面的接触点在接触线的第一部分直到节点C几乎完全保持在黄色(驱动)齿轮的节圆上(参见点A)。因此,节圆上齿根侧面的磨损非常高。只有接触线的第二部分(即从节点到啮合结束),整个齿顶齿面依次用于啮合。然而,蓝色(从动)齿轮上的啮合现在几乎完全在节圆上(见B点)。
图:滚圆与基圆比为0.97的摆线齿轮的啮合
在滚动圆对应于基圆并因此直径比变为1的极限情况下,齿根侧面仅集中在一个点上。这导致了所谓的点齿形式,因为配合齿轮的整个齿顶齿面仅在这一点上滑动。这种尖齿形的磨损相应变高。
动画:摆线齿轮与点齿形的啮合
点齿形仅在接触线方面是有利的,接触线增加到最大值,从而确保大的接触比。下图显示了不同滚动与基圆比率的接触线。
点齿形具有较大的接触比;但是,齿面的磨损非常高!
图:不同滚圆与基圆比的摆线齿轮的接触线
注:接触比由接触线长度与基本节距(接触的两个相邻侧面之间的距离)之比决定。
由于不利的磨损,点齿形式通常不使用。
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