中国高效K系列斜齿轮减速机斜齿轮减速机布置

如何选择螺旋齿轮箱

选择最佳的螺旋齿轮箱取决于齿轮的应用类型。您需要考虑接触比和所需的齿廓总位移量。

正齿轮比斜齿轮效率更高。

与斜齿轮相比，正齿轮的齿是直的，齿与齿轮轴线平行。由于效率更高，正齿轮常用于低速应用。然而，斜齿轮更适合低噪音和高速应用。尽管正齿轮具有诸多优势，但在某些设备中仍然会使用。
正齿轮的耐用性不如其他齿轮。它们在长距离传递动力时效率较低，而且高速运转时会产生过大的噪音。此外，它们还会对轴承施加径向载荷。它们还会产生显著的振动，从而限制其最高运行速度。
斜齿轮在传递载荷方面表现更佳。它们被广泛应用于汽车变速器、电梯和传送带等多种设备中。斜齿轮还能产生较大的推力，而且比正齿轮运转更安静。
与正齿轮不同，斜齿轮使用轴承来承受其推力。斜齿轮的齿数更多，因此比正齿轮能承受更大的负载。它们还可以用于非平行轴上。
斜齿轮通常用于高速机械系统中。与正齿轮相比，斜齿轮的齿面磨损更小，运行噪音也更低。
斜齿轮是正齿轮的改进型。它们也应用于印刷业、电梯和汽车变速箱中。斜齿轮通常与蜗轮蜗杆配合使用，以分散负载。斜齿轮的转速更高，但效率不如正齿轮。由于斜齿轮产生的噪音和振动更小，因此也被用于一些高速机械系统中。
正齿轮常用于低速应用，例如齿轮齿条传动装置。其设计使其动力传输效率更高，但与斜齿轮相比，其耐用性较差。
设计空间受限于所需的中心距、目标齿轮比和齿廓偏移量之和。
作者利用统计推导的参数，对两个外圆柱齿轮的齿廓偏移进行了多目标优化。本研究的主要目标是在优化空间内最大化效率并最小化功率损失。
为此，作者采用了一种多目标优化算法，该算法涵盖了最优轮廓偏移的所有方面。该算法通过一系列迭代来评估目标函数，从而确定最佳解决方案。
该多目标优化算法基于已验证的优化算法。该算法结合了解析压力载荷估计和齿轮箱变形的有效计算方法。利用上述公式，作者找到了一个可行的解决方案。数值计算结果也表明，相应的比滑动系数达到了完美的平衡。
为了确定最有效的轮廓偏移方法，作者基于效率和质量两个目标选择了最有效的方法。考虑到优化空间较小，效率目标被设定为最重要的目标。该目标有助于减少磨损失效。

圆柱齿轮最常用的热处理工艺是表面硬化。ISO/TR 4467:1982 标准为齿轮设计提供了实用指南。小齿轮和大齿轮的最大半径分别为 rb1 和 rb2。小齿轮齿宽与基圆直径之比通常小于 1。
沿作用线，滑行速度随着距俯仰点距离的增加而增大。
螺旋齿轮渐开线齿廓的变形是由于齿上载荷的作用而产生的。然而，该齿轮的最佳压力角尚不清楚。
如果没有表面模型，就无法计算螺旋齿轮的正确压力角。假设压力在轮廓上均匀分布，则 20° 的压力角较为合适。然而，这需要一个可以从 Archard 磨损方程推导出的数学模型。
一般来说，压力角受齿轮直径和啮合几何形状的影响。了解螺旋齿轮的实际角度至关重要，因为它会影响齿廓的曲率、法向力和径向力。
测量压力角的最佳方法是考虑理论节圆直径。如果节圆直径较小，则实际压力角也会较小，这会导致齿面之间出现间隙。然而，这也可能导致齿轮变形，从而引起意外的工作状态。
一个有趣的切线是节圆平面，它是与节圆表面相切的假想平面。节圆平面垂直于齿轮横截面的轴向平面。它通常用作计算横向压力角的参考点。
工作压力角是指齿轮啮合压力线的角度。该角度与参考压力角相同，但接触线的长度有所减小。
计算工作压力角的最佳方法是使用齿轮啮合的压力线。这样可以得到更精确的值。压力线的实际角度也与传动比有关。该传动比通常以角速度的标称比值表示。实际角速度会在该标称比值附近波动。

螺旋齿轮齿根的倒角

小齿轮根部的倒角会影响螺旋齿轮接触线上的载荷分布。这会导致某些齿承受高于标称值的载荷，并产生幅度调制噪声。
牙根受多种因素影响，包括牙齿切削刀具的形状。切削刀具的设计必须避免产生倒凹，同时又不减少牙齿数量。这可以通过称为轮廓偏移的工艺来实现。
轮廓偏移是指切削刀具改变切削深度，从而防止底切。它常用于制造过程中，以实现更大的重叠率。重叠率越高，接触线之间的偏差就越小。这可以降低动态齿载荷并减少噪音。
齿廓偏移通常与切削刀具的刀尖相关。这是渐开线齿廓离开齿轮表面、刀尖开始变细之前的点。渐开线齿廓可以定义在齿轮齿宽的每个横截面上。边界点是渐开线齿廓和齿根齿廓的切点。
圆的渐开线是定义齿轮齿廓的常用方法。渐开线是指圆周上一点沿圆周滚动时所形成的轨迹。它是圆柱渐开线齿轮的一个重要特征。
螺旋角对于螺旋齿轮也至关重要。它能增大齿轮的接触面积，并提高齿轮的抗弯能力。螺旋齿轮的规格中必须包含螺旋角。该角度必须可测量，并包含正负号（+/-）。
牙齿的抗弯强度取决于牙根的形状。较大的倒凹会降低牙齿的强度。

接触率

无论螺旋齿轮箱是动态的还是稳态的，接触比都是一个关键因素。总接触比定义了作用平面内平均接触齿数。它是通过将横向接触比乘以重叠比计算得出的。重叠比始终不为零。
为了保证从动侧恒速旋转，总接触比必须大于等于 1.0。总接触比低的齿轮会降低从动齿轮的转速。总接触比受接触线长度的影响。高接触比有利于承受动态载荷。
接触比过低会导致更大的轮廓偏移和更大的噪声。接触比过高则可能导致EAP滑动速度过快，从而造成擦伤。此外，载荷分配不均会导致振幅调制振动。
螺旋齿轮是由一对细长的直齿轮组成。这些齿轮层叠排列在一个平行于齿面宽度的平面上。每个齿轮齿都与下一个齿轮齿的齿面接触。螺旋齿轮的齿面是一个三维曲面，它与齿轮的基圆相切。
螺旋齿轮齿形也是影响接触比的关键因素。齿形设计需与工件、刀具、齿根系数、齿力以及齿的弯曲刚度等因素相匹配。此外，齿轮齿形还必须与齿面运动学和微观几何形状的修正相协调。
有效齿廓是指渐开线齿廓中起点和终点之间的区域。满足齿轮啮合基本规律的齿廓通常被称为共轭齿廓。

编辑：CX 2023-04-10