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1、-目录1， 根本思路2， 渐开线直齿轮齿的负载特性3， 防止啮合冲击4， 齿形修形的目的和原理5， 对直齿轮和斜齿轮分别进展齿形修形的建议6， 影响齿宽负载分布的因素7， 对直齿轮和斜齿轮分别进展齿向修形的建议8， 现场经历简介负载齿轮的传动试验研究说明，随着齿轮进入啮合和脱离啮合时，由于角速度脉动的变化而增加了啮合冲击。啮合冲击，既使是制造很准确的齿轮也是难以防止的，因为这种冲击局部是由齿轮负载时的弹性变形引起的。啮合冲击的强度决定于负载量以及齿的准确度和壳体传动齿轮与从动齿轮的相互位置，其他影响因素还有如：节线速度，齿轮惯性矩，齿面质量和润滑情况等。齿轮间的波动引起齿轮自身和齿轮轴及壳体的
2、振动从而产生噪音。只有当更高的速度和负载需求及传动噪音要求更高的情况非常紧急时，才能考虑采用通过齿形修形齿顶，齿根修缘减小啮合冲击。一旦实施了热后磨齿，则就能承载更高的传动负载，在这种情况下就要求进展齿形修形。但是随着传动负载的增加，对齿向修形或是鼓形修整也就有了要求。以下将对齿向修形做更深的说明。虽然鼓形修整的主要目的是是齿宽的负载分布均匀，不过设计良好的鼓形修整还可以减小啮合冲击。换句话说，也就是抵消各种与良好齿轮轴承条件相斥的影响。两种类型的齿轮修形齿形和齿向修形的思路是不一样的。因此本论文将分别对两种不同的修形模式进展说明。通常，实际的修形量都比拟小，不管是齿顶修缘，齿根修缘还是端面修
3、缘，通常在7.62到25.4之间。尽管修形量很小，可在修形设计和应用良好的情况下，这一点点的修形可以提高齿面的负载能力。然而，如果要求进展齿形修形以提高齿面负载力，则必须修形确保到达最小制造精度。从振幅的序方面考虑，如果齿形误差接近齿形修形量时，则对齿轮啮合性能的改善就还有所疑心，特别是当修形和误差同时出现时。通常认为，如果要使用齿形和齿向修形的方法增加齿宽负载能力，则必须确保在振幅上齿形误差比修形量小。本文给予的建议都是基于专业的斜齿硬化和磨齿经历提出的。 齿形的准确性符合AGMA的14-15质量的。 然而， 齿廓准确性可以确保更好的质量。1， 根本思路齿轮进入啮合时的速度很大，因此负载转接
4、时，自然地就会产生阻尼振动。对于直齿轮而言，承载负荷的齿数将由两个转为一个，又由一个转回两个，这样使得弹性变形更加复杂。虽然直齿轮和斜齿轮的啮合情况根本一样，可对于斜齿轮而言，相联系的齿轮副更多，且齿数更换的作用也更慢性些。对于一样的负载，传动速度和齿准确度，斜齿的修形量要比直齿的更小。更进一步的思考：斜齿不能立即使整个齿宽相接触，而是负载先由斜齿的顶端承载然后渐渐的传向整个齿宽面见图表1.因此可见，齿向修形鼓形修整或齿端修缘也是防止啮合冲击的有效方法。之后，我们将仅从静态观点，检测直齿轮啮合整个过程的负载情况。但是我们必须谨记啮合冲击指的是一个动态的过程，且其实际的负载力大于理论的、静态值；
5、假定齿轮的振动形状是由齿速和惯性决控制的。2，渐开线直齿轮的负载特性当直齿轮啮合时，其齿间接触是由单对齿和双对齿轮交替进展地。将齿轮的接触线作为横坐标，如图表2，并垂直该轴作一纵坐标，这样我们就能表示出齿的啮合路径AD上任意一点所受的负载力。双对齿的接触路径在AB和CD上，而单对齿接触路径只是在BC之上。其实这些路径长度是由齿轮的尺寸规定的，AC和BD等同于根本节线。对于完全准确和毫无变形的齿轮而言，双接触区域上所受的负载正好是单接触区域负载的一半。这可用AFGHIKLD曲线表示。由于轮齿接触点的外表会变形和轮齿本身也会弯曲变形，所以齿宽的负载分布会发生变化。通过计算可得出负载力的AMNHIO
6、PD曲线，负载传递的粗略方式为，啮合从A点开场，该点并承载40%的负载量，从双齿接触转向单齿接触的点的负载涨至60%。之后中央区域单独地承载100%的负荷。滚动齿轮副承载60%的负荷，之后在脱离啮合时其负载有降至40%。3.防止啮合冲击只要目前考虑的轮齿出现任何误差，其负载特性就会发生变化，尤其是那些刚性比拟好的轮齿，即使是轻微的误差也会产生巨大的影响。我们当前研究的主要发现是，当齿轮啮合时，由于轮齿会发生弹性变形，所以其中一个齿轮相对于另一个齿轮会旋转。我们将这一旋转表述为沿着啮合线的位移见图表3. 直齿轮的位移值用以下公式表示：单位：2.54方程1 =啮合线上的一般负载力在齿轮进展啮合的时
7、刻，从动齿的齿廓将会沿着啮合线上下移动，据图表3显示其移动量为。这一结果是由已啮合的齿轮副和齿轮副发生弹性变形引起的。缺少这种相关性将会引起啮合冲击。正如前面以提及的那样，齿形误差也会产生这相似的后果，因为齿形误差也表示了接触点的位移。 在齿面研磨修形设备整合到MAAG机器前，假设要制造高能量和高速度的好、齿轮，通常采用以下实践方式以缓解当时的形势。A） 减小误差围，特别是齿形齿向和邻近节距的误差B） 将端面啮合比增至最大方法之一：在15度压力角的根底上进展齿顶修形-1998年之后称为MAAG-toothingC） 与从动齿的节距相比，稍微增长点传动齿的基圆节距。如图表4所示。如果传动齿轮与从
8、动齿轮的基圆节距差大于所有误差和变形量的总和，则此齿轮进入啮合时，两齿轮齿轮将不会接触。随后啮合的负载将渐渐由此齿轮承当。自然地，两齿轮的基圆节距差不能太大，否则，两基圆直径比将不再与传动比相吻合，且将以齿轮的连续啮合频率，速度不断的上下波动。现实中，两齿轮基圆节距差最大只能为3.81. 使用足够重叠比假设3和4之间的斜齿轮，可以减小齿形误差的影响，尤其是齿廓误差的影响。同时还可以减少由基圆节距差引起的速度波动事件的发生。4，齿廓修形的目的和原理为了防止齿轮进入啮合和脱离啮合时产生冲击，齿面齿廓可以进展适当距离的修整。例如：对小齿轮的齿根和齿顶区域进展修整，大家都熟如“齿根和齿顶修缘。现今，如
9、以上提到的修形，其修形量和修形形状可受MAAG磨床的精细控制。再者，经过修缘的区域能够很顺畅地弯曲至余下的渐开线区域。 齿轮修整有各方面的修形特性规定；且直齿轮和斜齿轮的修形特性是各不一样的。因此修形原理的各种设置在不断开展变化。有关修形价值的最终确定只有在得到较好的实际效果才能给予批准。 为了仔细查看直齿所出现的问题，我们得再次查阅负载图表2. 。见表可知，渐开线齿面上的起始接触点A与终点D之间间距很大。且负载变更点B和C的负载变化急剧，因为B和C点分别是两个轮齿负载突然转换到一个轮齿负载的转换点和一个轮齿负载转换到两个轮齿的转点。由于B和C两转换点会引起齿轮的振动，所以必须尽可能的压制其振
10、动冲击。图表5b是*一特定负载的变更图，此负载量应该能够有效的减少振动冲击。假设无视制造误差，我们还得面对的一个问题：到底应该将齿轮修整到什么确切的形状才能使得轮齿的接触力能够遵循图表5b的AHID图，而非即使齿面修形不当时也适用的AMNHIOPD图。图表5a中A点即为从动轮齿齿顶的起始接触点，此时另一齿轮副已在C点接触。正好在接触C点前，这个齿轮副承载了全部的负载，由此接触点以的幅度在接触线周围上下变换。如果此轮齿齿顶没有修形，则此轮齿将立即承当图表5中M点的负载量。如果将该轮齿齿顶齿廓进展程度的修整，则齿顶的负载就能如愿的从M降至零。进展修整时，齿顶修缘必须在接触点B处完成。随着齿顶的负载
11、的下降，由于总负载必须保持不变，所以之前已啮合过的齿轮副的负载必须相应的有所增加，其增量表达在接触线的E1区。恰好的几何修缘标示在图表5c 中接触线的扩大刻度上，此5c图表与用轮齿齿廓记录仪勾勒的图表相似。轮齿的齿顶修整形状显现在高度扩大了的图表5a中。通过对之后的传动齿轮进展齿顶修缘，则之后齿顶的负载将以齿轮脱离啮合一样方式减负。切合实际地使用以上的几何齿顶修缘，我们可以实现R2似的负载减负和E2似的负载加负。正是通过给传动和从动齿轮进展以上的齿顶修缘，才使得齿顶的接触力符合图表5b中的AHID图。看AHID图可知，这里没有负载急剧变化现象的出现。渐开线齿面传动路线如途中B1C2线，B1C2
12、距离也是基圆的节距。基于以上观察数据，我们得出了以下几条规则用于确定直齿轮适当的渐开线修形。a） 沿着接触路径，假设路线距离等于基圆节距则此齿轮就不需修形；且修形得延伸至轮齿的两个面，其修形量应差不多大。b） 修形同时适用于传动齿轮和从动齿轮的齿顶修缘，或是用于其中一齿轮的齿顶修缘和齿根修缘。如果传动和从动两齿轮同时进展齿根和齿顶修缘，则其修形量仅仅是附加的，意思是每个齿轮的单个修形量只是总量的一半。此方法已在一些实例中得到了应用，且从制造方面看具有很多优点。c） 修形量决定于齿轮的具体负载和齿轮的精度。对于精度非常高的齿轮而言，其最小修形量，理论上应该等同于方程1计算的。 5，对直齿轮和斜齿
13、轮进展齿廓修形的建议 齿形齿向修形通常只适用于一对齿轮中的一个齿轮；也就是进展齿顶和齿根修缘可能是鼓形修整。这里我们将传动齿轮和从动齿轮的齿廓修整区分开来。接触路线距离等与端面基圆节距的啮合情况，则此类齿轮都一致不需修整。类似的，齿宽的*一段也不须进展齿向修形。从生产上讲，使用这一方法有一很重要的优点即我们可以直接测量出两个重要的尺寸：基圆节距和螺旋角。从操作方面看，由于端面的接触比最小也等于1，所以这一方法可以确保直齿轮良好的轮齿接触状态，即使是在轻负载下仍接触良好。足够大的重叠率的斜齿轮在这一方面就不如直齿轮敏感，因为正确的运动传动是受螺旋的作用保证的。相对于齿轮的尺寸而言，其负载比拟大时
14、，这种情况下则此规则不适用，且接触路线上渐开线的局部也较短。特别情况下，例如飞机齿轮，其齿廓修形可能延伸至整个轮齿的齿面以确保修形的顺利混合。为使齿轮制造完成后的验收测试简单化，建议规定修形的公差极限。公差围的设置必须确公差的保任一偏差能有减轻啮合冲击的效果。传动齿轮和从动齿轮的公差域是互相反的，以证实前面述的减小从动齿轮基圆节距的原理。以一经过修整的小齿轮为例，其渐开线测试仪上记录的典型齿廓图显示在图表7和8中。这些齿廓图表示的是受热影响不是很大以至于要求另加修形的情况。为获得更加平稳的齿廓形状，得加长齿根的修缘，随之齿顶的修缘就必须缩短斜。只有当齿根修形非常短时才能使用这一方法，另一特例就
15、是小模数齿轮也可以使用这一方法。直齿轮的修形量 方程3=齿宽每英寸上的外围单位负载 =每2.54上的修形量第一个轮齿接触的点：公差下极限值 公差下极限值 最后一个轮齿接触点： 公差上极限值 公差下极限值 斜齿轮的修形量 方程4第一个轮齿接触的点：公差下极限值 公差下极限值 最后一个轮齿接触点：公差上极限值 公差下极限值 我们都知道挂高能量、高速度档位齿轮时，小齿轮的平均温度比该档位齿轮的平均温度更高。这导致基圆节距的出现了差异：方程5为小齿轮与档位齿轮的温度差 为热膨胀系数于此，可通过改变未经修整的渐开线局部公差域BC的倾斜度或是修整小齿轮基圆节距等方法进展相应的齿廓修形。减速时，传动系统中小齿轮的温度比挂产生更大基圆节距的档位齿轮时的温度高。如第3节和图表4描述的那样，在一定程度上，这一效果有利于减轻齿轮啮合的冲击。如果温差很大，则必须较小基圆节距差到可承受值。作用于小齿轮齿廓图的更正措施具有提升图表7中点C的效果。然而增速时，情况恰恰相反。从动系统中的小齿轮获得更高的温度和更大基圆节距。然而这一效果如轮齿变形一样易增大齿轮的啮合冲击，见图表3。 为了抵消这种温度的影响，将图表8中公差域BC的点C上升一些，再次给予不同程度的倾斜。这样做也相当于减小了小齿轮的基圆节距。 图表14b表述的即为这一事例。对于小齿一般比档位齿轮温度
