高速渐开线平行轴齿轮的设计及程序开发(3)

齿面的接触应力计算和齿根的弯曲应力计算公式与一般齿轮的计算公式一致但在各项系数的选择上要考虑高速齿轮传动的特殊性。

１．４本文研究的主要内容和意义

沈阳鼓风机集团是中国最大的离心压缩机和高速齿轮传动装置专业生产厂。本课题是沈阳鼓风机集团公司的科研开发项目，主要侧重于联接离心压缩机、鼓风机等装置的高速渐开线齿轮设计，齿轮节圆线速度不低于ｌＯＯｍ／ｓ。本课题结合沈鼓几十年的齿轮设计经验、在消化吸收国外引进技术的基础上，深入研究设计高速渐开线齿轮过程中的各项技术及标准，重点研究在设计高速齿轮过程中齿轮参数的选择、承载能力的计算、齿向齿廓的修形、胶合强度计算、齿轮的润滑及结构的设计等，对国内外的设计方法加以研究比较，结合企业制造经验，找出最适合工程应用的实际方法，根据研究成果开发出更高线速度的齿轮，适应市场的需要，并以此结论开发出具有工程使用价值的软件。本课题完成后，可以设计最高节圆线速度在１７０ｍ／ｓ左右的高速齿轮，实现齿轮计算的程序化。．４．

东北大学硕士学位论文第二章高速齿轮啮合参数的选择

第二章高速齿轮基本啮合参数的选择

２．１概述

为了使高速齿轮传动能准确、平稳地运转，并具有较高的承载能力，必须正确合理地选择齿廓及啮合参数，并进行齿轮几何尺寸的精确计算。齿轮啮合参数直接影响到渐开线齿轮的传动质量，选择时在保证连续传动的前提下，要求有良好的高速运转性能，使轮齿交替啮合准确且平稳，齿间滑动造成的磨损少。２．１．１齿形压力角的选择

高速齿轮采用的压力角在１４．５０～２５０之间。目前各国高速齿轮中多以２０。为标准压力角。对于船用柴油机齿轮传动及某些透平齿轮传动，由于采用硬齿面，齿面接触强度显著提高而轮齿抗弯强度转化为薄弱环节，这种情况下压力角就取偏大些，一般为２２．５０＿２５０。

压力角大小对齿轮传动某些性能的影响有以下几点１７］［１０ｌ：

１．压力角小时，端面重合度和实际啮合线长度均较大，对改善传动平稳性有利。２．一般地，压力角愈大，轮齿弯曲强度愈高。压力角从１４．５。或１５０提高到２０。，轮齿弯曲强度约提高２５％；压力角２５。比２００时约提高１５％ｔ“】。

３压力角愈大，轴承的径向载荷也愈大。

４．压力角增大，齿顶滑动速度将减小，越难引起胶合损伤。

综合以上因素，在商速齿轮传动中，压力角一般取为２０。。

２．１．２模数的选择

高速齿轮在轮齿抗弯强度许可的前提下，应尽量选用小的模数，这样做可使齿数相应地增加，提高运转平稳性，对降低噪声有利。对于载荷较大的情况，由于轮齿变形使误差增大，而且大模数的齿轮在啮合开始时，从动齿轮齿顶的尖角冲击主动齿轮齿根的速度大，所以噪音也大，不宜采用大模数…９１。同时因模数较小，使齿面滑动率降低，可以防止胶合、降低磨损。硬齿面轮齿接触强度较高，而抗弯能力较为薄弱，故采用模数偏大些。

高速齿轮传动的模数选用推荐范围如下：．５。

东北大学硕士学位论文第二章高速齿轮啮合参数的选择

模数２～６ｍｍ；

模数５－７ｍｍ｛传递功率＜３０００ｋＷ传递功率３０００－－．６０００ｋＷ

传递功率６０００～１００００ｋｗ模数６－１０ｍｍ。

高速齿轮传动时，齿轮的最大圆周速度越高，模数应该取的越小，模数与圆周速度的关系见表２．１。

推荐模数的原则应优先选用ＧＢｌ３５７．８８《渐开线圆柱齿轮模数》中的第一系列，确有必要也可选择第二系列，但最好不选用括号中的数值。

表２１模数的选取

Ｔａｂｌｅ２１Ｃｈｏｉｅｅｏｆｍｏｄｕｌｅ

２．１．３螺旋角的选择

高速齿轮由于转速较高，为了使运转平稳，多采用斜齿或人字齿来增加重合度【１２１。

在齿宽系数阢（即ｂ／ｄ１）已定条件下，螺旋角愈大，相应地轴向重合度也愈大。但对于单斜齿传动来说，螺旋角过大，会带来轴向推力增加的不利因素，因此要全面兼顾。

通常在设计时要求轴向重合度占。＞ｉ２．２，螺旋角取８。一ｔ７．５。。对于人字齿轮传动来说，则希望每半人字齿的轴向重合度占。＞／３．３以上，但也不能太大，因为螺旋角过大，将使轮齿间相对滑动速度加大，齿面温度增高。

另外在切齿加工时，过大的螺旋角使滚刀架的转角也随之增大，对机床剐性不利。兼顾以上因素，推荐采用人字齿的螺旋角为２５０～３５。。

２．１．４齿宽系数

为了降低高速齿轮的动载荷，设计时尽可能把齿轮的圆周速度降低些，用适当增加齿宽的方法以维持功率的传递。

这样，齿宽系数％比一般传动的大得多。眠值愈大，载荷沿齿宽方向的分布愈不均匀，因而眠值也是有限制的。

在单斜齿传动中％＞１．４和人字齿轮传动中既≥２时应采用齿向修形，才能使齿向载荷分布趋于均匀。

齿宽系数的选取见表２．２。．６．

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表２．２齿宽系数（舛：ｂ／ｄｊ）的选取

Ｔａｂｌｅ２．２Ｃｈｏｉｃｅｏｆｆａｃｅｗｉｄｔｈｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ（％－６／嘶）

２．１．５变位系数的选择和计算

在齿轮传动中采用变位齿轮的目的有以下几方面：

１．为了提高齿轮承载能力，增加轮齿的抗弯强度及齿面的接触强度。

２．为了改善传动的质量指标，使传动平稳性获得改善：为了降低小齿轮根部处最大滑动率，减少齿面的磨损程度。

３当齿数较少时，采用正值的变位系数，以避免根切现象的产生。

４其他方面要求，如为了选取整数值的螺旋角或配凑中心距，而选用变位齿轮。还有为了减少更换各件的工作量，可将已用过的大齿轮回用，即根据原来齿数和螺旋角进行切深使轮齿重现新的齿面，同时更换一个新的小齿轮与其相配。这样，通过齿轮变位实现了新的啮合传动，但为了保持原来的中心距不变和获得较好的啮合参数，可将新换的小齿轮齿数增加１￣２个齿即可。

正确地选择变位系数是设计变位齿轮的关键，应根据所设计的齿轮传动的具体工作要求认真考虑，如果变位系数选择不适当，也可能出现齿顶变尖，齿廓干涉等一系列问题，破坏正常啮合。因此，选择变位系数应在如下基本限制的条件得到保证的前提下，再进一步考虑其他要求。

１．不发生根切。

２．不产生齿廓干涉。

３．有足够的齿顶厚度，通常％≥（Ｏ．２５－０．４）ｍ。

４．有足够的重合度，通常占＞１．１～１．２，对高速齿轮传动，

在高速齿轮传动中，既采用高变位也采用角变位。

在高变位中，小齿轮采用正变位，大齿轮采用负变位，两个变位系数的绝对值相同，中心距保持不变。

这样变位后可在重合度吒及齿面接触强度基本保持不变的情况下，使小齿轮ｓ≥１．４５。的弯曲强度显著地提高。此外由于变位使小齿轮节圆内的齿根部分实际工作段减小，节圆至顶圆部分实际工作段增加，造成渐开线齿廓工作段移开小齿轮基圆，可明显地降低齿根最大滑动率，改善齿面磨损程度。这种变位方法适用于小齿轮齿数较少、减速比较大及软齿面的齿轮传动。．７．

在角变位中，大小齿轮的变位系数之和玉＋ｘ２譬０。在高速齿轮传动中通常用Ｘ１＞０，Ｘ２＞０，采用这种变位可使啮合角增加，对提高齿面接触强度和轮齿的弯曲强度有利。在应用这种方法确定变位系数时，要考虑到齿顶圆同节圆距离拉大 …… 此处隐藏：2101字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……