單圓弧齒輪傳動

單圓弧齒輪傳動
    圖8.3-4為一對單圓弧齒輪的嚙合簡圖，其中小
齒輪采用凸齒，大齒輪采用凹齒。凸齒齒廓的圓心C
位于節圓上，凹齒齒廓的圓心M位于節圓外,并且


凹齒齒廓的圓弧半徑P2取成比凸齒齒廓的圓弧半徑
P1稍大些，因此理論上兩齒廓是點接觸，故圓弧齒
輪又稱圓弧點嚙合齒輪。
    圖8.3-4所示為圓弧齒輪兩端面齒廓在K點嚙合
的情況，此時嚙合點K處的公法線通過節點C。當小
齒輪轉過角度△φ1同時大齒輪以一定的傳動比轉過
△φ1之后(如圖中虛線所示)，兩齒廓之間就一定會

出現間隙而脫離接觸。顯然，若將圓弧齒輪做成直齒
輪(β=0°)，則端面重合度εα為零，是不能實現連
續傳動的。因此，為了保證連續傳動，必須制成斜齒
輪，并使縱向重合度εβ大于1。
    圓弧齒輪的嚙合過程如圖8.3-5所示。當前一對
端面齒廓離開瞬時嚙合點時，與其相鄰的一對端面齒
廓將進入嚙合，嚙合點K沿平行于軸線的KK'線移
動，即兩螺旋齒面沿直線盆兀，做相對滾動。直線KK'
稱為嚙合線。螺旋線KK1, KK2是齒面上接觸點的軌
跡，稱為接觸跡線。因為各瞬時嚙合點的齒廓公法線
均通過節點，所以節點C將拾著直線CC'做軸向移
動，直線CC'稱為節線。

    單圓弧齒輪傳動的主要優點是:
    1)圓弧齒輪在理論上為點接觸，但實際上經磨
合后，在齒廓法面上呈線接觸(圖8.3-6)。在垂直
于瞬時接觸線Ln的截面(n-n)中，當童曲率半徑
按下式計算:

    當接觸點處的實際壓力角αn=28°，在β=10°～
30°范圍內，圓弧齒輪的當量曲率半徑比參數與尺寸
相同的漸開線齒輪的當金曲率半徑約增大20～200
倍。因此，雖然圓弧齒輪接觸線長度很短，但其齒面
接觸強度仍遠比漸開線齒輪為高。單圓弧齒輪傳動的
接觸強度承載能力一般比漸開線齒輪高1～1.5倍。
    2)在齒面上，兩接觸線沿齒長方向的滾動速度
很大，有利于油膜形成，因此摩擦損失小。效率高
(可達0.99～0.995)，齒面磨損小。
    3)齒面間沿齒高方向各點的相對滑動速度相等，
因此齒面磨損均勻，齒面容易磨合，具有良好的磨合
性能。
    4)圓弧齒輪無根切現象，所以小齒輪齒數可以
小(Z1min=6～8)，其最小齒數主要是受軸的強度及
剛度限制。
    單回弧齒輪傳動的主要缺點是:
    1)圓弧齒輪傳動中心距及切齒深的偏差，引起
齒高方向接觸位置變化，這對于傳動承載能力影響較
大，因此對中心距及切齒深度的精度要求高。此外，
圓弧齒輪對螺旋角尹的精度要求也高，因為螺旋角誤
差(齒向偏差)將影響傳動的平穩性及齒寬方向的
接觸情況。
    2)一對單團弧齒輪需用兩把滾刀切制凸齒和凹
齒，而切制一對漸開線齒輪只需要一把滾刀。
    3)輪齒杭彎強度較弱。
(責任編輯：laugh521521)

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