避免齿根根切及其齿根“限缩”现象

同一种少

齿数渐开

线齿轮的

两种齿形

“限缩”效

应比较

(z＝10、

y＝0.25、

f＝0.35)

(z＝10、

y＝0.45、

r_f—全圆弧)

当圆柱渐开线齿轮的压力角α＝20°、齿数少于17、基本齿条变位量又不够大时，采用齿轮滚刀展成滚切加工的齿轮齿根处会出现根切。这种根切将严重削弱轮齿强度，特别是塑料齿轮应予以避免。此外，这类根切还将带来另一类模塑成型问题，当齿根圆角较小时，轮齿根切更加突显。即齿轮在模塑成型的冷却、收缩过程中，根切状态会在型腔齿槽内相对狭窄部位引发“限缩”现象，限制齿轮径向和周向的自由综合收缩。图a所示为两个齿数相同的m＝1mm小齿轮齿根不同的“限缩”效应。在左图中，齿根圆角较小的小齿轮，基本齿条的变位量y＝0.25时，其齿根的“限缩”效应仍显著。而右图所示，当齿根为全圆弧，基本齿条变位量增大为y＝0.45，则这种“限缩”现象已基本消除。在计时仪器用渐开线齿轮轮系设计中，为了提高单级齿轮副的传动比，小齿轮齿数往往为z＜10。如果仍按标准所定义的参数设计齿轮，则这种少齿数齿轮的齿根将出现严重的“限缩”效应。为了避免这种情况的发生，最好的解决方案是对少齿数齿轮的基本齿条采取足够大的正变位修正和齿根全圆弧的设计方案

非标准圆

弧齿形

计时仪器用圆弧齿轮齿形，由于分度圆齿厚要比齿根厚度大，如果塑料圆弧齿轮仍按这种标准齿形设计，就会出现以下不良情况：一是轮齿齿根处的弯曲强度最弱；二是轮齿的“限缩”效应会影响模塑齿轮的收缩和顶出脱模。为了避免以上情况出现，图b中推荐一种非标准计时仪器用圆弧齿轮齿形。这种圆弧齿形的主要特点是轮齿的齿根段为非径向直线，它相对标准圆弧齿形的径向直线齿根，已向轮齿体外偏转了一个+γ角。这种非径向直线齿根的金属圆弧齿轮，最早出现在前苏联兵器工业高炮时间控制引信的延时机构中。因为高射炮弹在发射瞬间，要承受极大的瞬时加速度和冲击力，为了增强圆弧齿轮齿根强度，适应极其恶劣的工作条件，特采用了这种非标准圆弧齿轮齿形

圆弧齿轮啮合传动分析研究表明，这种非标准圆弧齿根非径向性齿轮，对其轮系的传动啮合曲线特性的影响甚小，可以忽略不计