完全非弹性碰撞公式齿轮变位系数选择(优推内容)

2020年10月7日发(作者：阮永清)


变位系数x是径向变位系数，加工标准齿轮时，齿条形刀具中线与
齿 轮分度圆相切。加工变位齿轮时齿条形刀具中线与齿轮分度圆相切
位置偏移距离xm，外移x为正，内移 x为负。除了圆锥齿轮有时采
用切向变位xt外，圆柱齿轮一般只采用径向变位。
变位 系数x的选择不仅仅是为了凑中心距，而主要是为了提高强度
和改善传动质量。变位齿轮的主要功用如下 ：
(1)减小齿轮传动的结构尺寸，减轻重量 在传动比一定的条件下，
可使小齿轮齿 数zl＜zmin，从而使传动的结构尺寸减小，减轻机构重
量。
(2)避免根切，提高齿根的弯曲强度 当小齿轮齿数z1＜zmin时，
可以利用正变位避免根切，提 高齿根的弯曲强度。
x≥xmin=(Z-Zmin)Zmin，对α=20o时，Zmin=17。 (3)提高齿面的
接触强度 采用啮合角α’＞α的正传动时，由于齿廓曲率半径增大，
故可以提高齿面的接触强度。
(4)提高齿面的抗胶合耐磨损能力 采用啮合角α’＞α的正传动，并
适当分配变位系数xl、x2， 使两齿轮的最大滑动率相等时，既可降低
齿面接触应力，又可降低齿面间的滑动率以提高齿轮的抗胶合和 耐磨
损能力。
(5)配凑中心距 当齿数z1、z2不变的情况下，啮合角α’不同，可以
得到不同的中心距，以达到配凑中心距的目的。
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(6)修复被磨损的旧齿轮 齿轮传动中，小齿轮磨 损较重，大齿轮磨
损较轻，可以利用负变位把大齿轮齿面磨损部分切去再使用，重配一
个正变位 小齿轮，这就节约了修配时需要的材料与加工费用。
选择变位系数的基本原则
(1)润滑条件良好的闭式齿轮传动 当齿轮表面的硬度不高时(HBS
＜350)，即对于齿面未经渗 碳、渗氮、表面淬火等硬化处理的齿轮，
齿面疲劳点蚀或剥伤为其主要的失效形式，这时应选择尽可能大 的总
变位系数x，即尽量增大啮合角，以便增大啮合节点处齿廓的综合曲
率半径，减少接触应力 ，提高接触强度与疲劳寿命。
当轮齿表面硬度较高时(HBS＞350)，常因齿根疲劳裂纹的 扩展造
成轮齿折断而使传动失效，这时，选择变位系数应使齿轮的齿根弯曲
强度尽量增大，并尽 量使相啮合的两齿轮具有相近的弯曲强度。
(2)开式齿轮传动 齿面研磨磨损或轮齿折断为其 主要的失效形式。
故应选择总变位系数xΣ尽可能大的正变位齿轮，并适当分配变位系
数，使两 轮齿根处的最大滑动率相等，这样不仅可以减小最大滑动率，
提高其耐磨损能力，同时还可以增大齿根厚 度，提高轮齿的弯曲强度。
(3)重载齿轮传动 重载齿轮传动的齿面易产生胶合破坏，除了要 选
择合适的润滑油粘度，或采用含有添加剂的活性润滑油等措施外，应
用变位齿轮时，应尽量增 大传动的啮合角(即增大总变位系数xΣ)，并
适当分配变位系数xl和x2，以使最大滑动率接近相等 ，这样不仅可
以增大齿面的综合曲率半径，减小齿面接触应力，还可以减小最大滑
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