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《調(diào)研報告：修形對齒輪的影響》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、修形對齒輪性能的影響——對相關(guān)理論的學(xué)習(xí)及書刊選摘一、齒輪修形在機械工程中，齒輪傳動是一種應(yīng)用最廣的機械傳動形式,具有傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊等特點。但由于不可避免地存在制造和安裝誤差,齒輪傳動裝置的振動和噪聲往往較大,特別是在一些高速重載傳動裝置中,振動和噪聲對傳動性能有較大的影響。齒輪修形是降低齒輪傳動裝置振動和噪聲的一種成熟而有效的技術(shù),近年來獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。齒輪修形包括齒廓修形和齒向修形。1.齒向修形1)齒向修形原理：齒輪傳動系統(tǒng)在載荷的作用下將會產(chǎn)生彈性變形，包括輪齒的彎曲變形、剪切
2、變形和接觸變形,還有支撐軸的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形。這些變形將會使輪齒的螺旋線發(fā)生變形,導(dǎo)致輪齒沿一端接觸,造成載荷分布不均勻,出現(xiàn)偏載現(xiàn)象。齒向修形可以通過補償形變改善傳動效果。摘自《齒形齒向修形初探》圖1齒向修形原因19來自《斜齒輪齒向修形研究》圖2齒向修形理論曲線1)齒向修形的方法：齒向修形一般只對小齒輪進行修形，分為齒端修形、鼓形修形和曲面修形。A.齒端修形由于全修形曲面較為復(fù)雜，所以在一定傳動條件下可以用齒端修形代替齒向的全修形，齒端修形是指在輪齒的兩端沿齒寬方向倒坡修形，或在齒根至齒頂45
3、°倒角也可以有效避免齒端過載。圖3齒端修形及截面圖齒端修形的公式：修形量：其中： ——齒向線角度偏差（參照GB1009—88）修形長度：或19其中:——齒輪模數(shù)——齒寬圖片及公式來自《齒輪修形小結(jié)》A.鼓形修形齒輪齒向修形的目的是消除齒輪軸受載產(chǎn)生的彎曲及扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的彈性變形所帶來的應(yīng)力集中。另外，軸承孔座的誤差及受載后的變形所引起的軸線不平度以及高速齒輪因為離心力引起的變形等因素都會對齒向修形產(chǎn)生一定影響。而鼓形齒修形既減少頂嚙合發(fā)生的嚙合沖擊及噪聲，又降低因齒向誤差及齒輪軸向彎曲和扭轉(zhuǎn)變形而造成
4、的載荷集中，嚙合過程平穩(wěn)，載荷沿齒向分布均勻。傳統(tǒng)的鼓形修形是對稱的鼓起以提高齒輪的嚙合效果和傳動性能，對于斜齒輪等嚙合線不斷變化的齒輪，可以通過調(diào)整鼓形高點的位置和鼓起率來加以調(diào)整。常用的方法是在漸開線上選定一些點并擬合成修形曲線，由于這種方法沒有嚴(yán)格的理論計算公式，很大程度上是依據(jù)經(jīng)驗公式進行修形，這樣在高速重載等工作條件下，很難保證其修形的有效性。圖片摘自《斜齒輪齒向修形研究》圖4常用的鼓形修形曲線鼓形修整雖然可以改善輪齒接觸線上載荷的不均勻分布，但是由于齒的兩端載荷分布并非完全相同，誤差也
5、不完全按鼓形分布，因此修形效果也不理想。曲面修整是按實際偏載誤差進行齒向修形?？紤]實際偏載誤差，特別是考慮熱變形，則修整以后的齒面不一定總是鼓起的，而通常呈凹凸相連的曲面。19A.曲面修形曲面修形就是通過計算機輔助對工作曲面進行設(shè)計，并對工作條件進行仿真，并根據(jù)材料在工作條件下的彈性形變、溫度影響下的變形計算出加工曲面。曲面修整效果較好，是較理想的修形方法，但計算比較麻煩，工藝比較復(fù)雜但是由于工作條件仿真難度較大，并且同一齒輪傳動條件往往在不同的工作條件下進行工作，這種修形方法還有待進一步發(fā)展。1
6、)目前齒向修形的發(fā)展：齒向修形的研究在國內(nèi)已經(jīng)取得了一定的發(fā)展，要求實際螺旋角與理論螺旋角之間存在適當(dāng)?shù)牟钪?，以補償齒輪在全工況下多種原因造成的螺旋角齒向變形，盡量實現(xiàn)齒寬的均勻受載，提高齒輪承載能力及減小嚙合噪聲，但是目前并沒有給出具體的修形理論公式。齒向修形圖由整體螺旋角誤差修整、彎扭綜合彈性變形修整、熱彈性變形修整以及齒端倒坡等諸因素疊加而確定，但修形方法的理論研究不夠。采用有限元法對齒輪軸的變形進行了分析計算，掌握了齒輪軸的整體彈性變形和輪齒的變形情況，進而求得三維齒向修形曲線。但它只分析
7、了單齒嚙合的情況，而沒有考慮多對齒嚙合的情況。一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家已制定了齒向修形的基本標(biāo)準(zhǔn)，但由于影響齒向載荷分布因素的復(fù)雜性，很難適應(yīng)所有的工作條件。目前，國外的研究已由靜態(tài)修形向動態(tài)修形方向發(fā)展，但這些研究仍處于理論研究和試驗階段。因此，修形參數(shù)的確定在很大程度上還是依賴于經(jīng)驗，難以最大限度地減少振動、噪聲。國外對齒輪修形的研究大部分采用有限元分析的方法，先建立齒輪三維模型，再通過各種方法推導(dǎo)出修形曲線，最后用有限元方法對壓力、載荷等進行仿真分析。另外一種方法是直接對加工齒輪的滾銑齒輪或剃齒刀進
8、行修形，由此加工出來的齒輪即為目標(biāo)修形齒輪，這樣可以大大節(jié)省材料，縮短加工時間。再有一種方法就是通過建立實際齒輪傳動裝置動態(tài)模型，用實驗的方法得到齒輪修形的優(yōu)化曲線。1.齒廓修形1)齒廓修形的原理：齒輪傳動過程中，為了保證傳動的平穩(wěn)，要求一對齒輪的基節(jié)處處相等，但是由于存在彈性變形，主動輪與從動輪的基節(jié)變得不相等，造成了齒輪之間19的干涉，從而產(chǎn)生了嚙入、嚙出沖擊，形成了嚙入時的碰撞和嚙出時的根刮。在一對齒的嚙合過程中，由于參與嚙合的輪齒對數(shù)是變化的，所以會引起齒面載荷的變化，在極
