点线啮合齿轮传动的特点

点线啮合齿轮传动的特点

1) 制造简单。点线啮合齿轮可以用滚切渐开线齿轮的滚刀与渐开线齿轮一样在滚齿机上滚切而成。还可以在磨削渐开线齿轮的磨齿机上磨削点线啮合齿轮。因此一般能加工渐开线齿轮的工厂均能制造点线啮合齿轮。不像圆弧齿轮需要专用滚刀它的测量工具与渐开线齿轮相同

2) 具有可分性。点线啮合齿轮传动与渐开线齿轮传动一样具有可分性因此中心距的制造误差不会影响瞬时传动比和接触线的位置

3) 跑合性能好、磨损小。点线啮合齿轮采用了特殊的螺旋角滚齿以后螺旋线误差基本上为零当两齿轮孔的平行度保证的情况下齿长方向就能达100%的接触。此外当参数选择合适时凹凸齿廓的贴合度很高如下图在J点以下凹凸齿廓全部接触因此略加跑合就能达到全齿高的接触形成面接触状态如下图所示跑合以后齿面粗糙度下降磨损减小

单点线啮合齿轮传动

4) 齿面间容易建立动压油膜。如上图所示点线啮合齿轮在没有达到J点形成面啮合时它像滑动轴承那样形成楔形间隙就容易形成油膜。当达到J点形成面啮合以后在转动的过程中这个啮合面向齿长方向移动的速度很大对建立动压油膜有利可以提高承载能力减少齿面磨损提高传动效率

5) 强度高、寿命长。点线啮合齿轮既有线啮合又有点啮合在点啮合部分是一个凹凸齿廓接触它的综合曲率半径比渐开线齿轮的综合曲率半径大因此接触强度高经过承载能试验点线啮合齿轮传动的接触强度比渐开线齿轮传动提高1~2倍。点线啮合齿轮的小齿轮与大齿轮的齿高均比渐开线齿轮短。而且从接触迹分析可以知道渐开线齿轮的弯曲应力有两个波峰而点线啮合齿轮弯曲应力基本上只有一个波峰其峰值也比渐开线齿轮小在相同参数条件下渐开线齿轮不仅受载大而且循环次数相当于点线啮合齿轮的2倍。因此点线啮合齿轮的弯曲应力比渐开线齿轮要小根据试验弯曲强度提高15%左右。齿轮的折断方式也不同渐开线齿轮大部分为齿端倾斜断裂圆弧齿轮为齿的中部呈月牙状断裂而点线啮合齿轮则为全齿长断裂。在相同条件下寿命比渐开线齿轮要长

6) 噪声低。齿轮的噪声有啮合噪声与啮入冲击噪声两大部分对于啮合噪声则与齿轮精度和综合刚度有关系。点线啮合齿轮的综合刚度比渐开线齿轮要低很多。而且点线啮合齿轮的啮合角通常在10°左右比渐开线齿轮小很多。在传递同样圆周力下法向力就要小。冲击噪声与一对齿轮刚进入时的冲击力有关。如上图可以看出当第二对齿进入啮合时第一对齿在J部位承受的载荷很大而刚进入啮合时的一对齿轮承受的载荷就很小从接触迹分析可以看到一对渐开线齿轮与一对点线啮合齿轮各位置的载荷分配比例也可看出点线啮合齿轮的载荷很小。因此当一对齿轮进入啮合时的啮入冲击就非常小。这两种因素加在一起是造成点线啮合齿轮噪声低的主要原因根据实验与实践应用表明点线啮合齿轮传动的噪声比渐开线齿轮要低得多甚至要低5~10dB(A)。由于受载以后齿面的贴合度增加因此随着载荷的增加噪声还要下降2~3dB(A)这与所有的齿轮传动都不同

7) 点线啮合齿轮小齿轮的齿数可以很少甚至可以达到2~3齿。这是因为点线啮合齿轮的齿高比渐开线齿轮要短小齿轮不存在齿顶变尖的问题又可以采用正变位使其不发生根切。因此齿数可以很少。但是通常受滚齿机滚切最小齿数的影响齿数大于8齿。而磨齿时通常受磨齿机的影响齿数大于11齿。在相同中心距下由于齿数可以减少因而模数就可以增大弯曲强度可以提高另外传动比也可以增大

8) 材料省、切削时间短、滚刀寿命长。点线啮合齿轮的大小齿轮均为短齿因此切齿深度比渐开线齿轮要浅。点线啮合齿轮的大齿轮其顶圆直径比分度圆直径还要小因此大齿轮节约材料约10%左右

9) 可制成各种硬度的齿轮。点线啮合齿轮可以采用渐开线齿轮所有热处理的方法来提高强度可以做成软齿面、中硬齿面、硬齿面齿轮以适应不同场合的应用和不同精度的要求