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轮齿齿根倒圆 |
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运动传动型塑料齿轮轮系设计，齿轮轮齿可优先参考国标所定义的标准基本齿条进行设计。其轮齿与金属齿轮基本相同，可选用标准所规定的模数序列值、标准压力角α(或αn)＝20°等参数值。动力传递型塑料齿轮轮系的齿轮轮齿可优先选用AGMA PT基本齿条设计。本节将重点介绍采用AGMA PT基本齿条设计塑料齿轮轮齿的主要特点 |
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轮 齿 齿 根 倒 圆 |
采用 全圆 弧齿 根 |
按AGMA PT基本齿条设计的塑料齿轮轮齿采用全圆弧齿根；除了增强齿根的弯曲强度和提高传递载荷的能力外，还有另外一个目的：为了在模塑时促使塑胶熔体更加流畅地注入型腔齿槽内，以减少内应力的形成和使塑胶在冷却凝固过程中的散热更加均匀。这种模塑齿轮的几何形状和尺寸会更趋稳定 |
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两 种 不 同 基 本 齿 条 设 计 齿 轮 齿 根 圆 弧 应 力 分 析 布 图 |
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①—Lewis；②—Dolan & Broghamer；③—Boundary Eiement Method 小齿轮主要参数：模数1.0mm；齿数12；齿厚1.95mm |
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根据ANSI/AGMA 1003—G93细齿距基本齿条设计的z＝12小齿轮，为小圆弧齿根 |
根据AGMA PT基本齿条设计的同一齿轮，为全圆弧齿根 |
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图中对每种齿根圆角分别示出了反映齿根处所产生的应力状况的三个应力分布图。最里面曲线内是“Lewis”的应力图，其应力值是根据Lewis(路易斯)基本方程，不计入应力集中的影响而求得的。中间曲线内是“Dolan和Broghamer”的应力图，计入了应力集中的影响，AGMA标准的齿轮强度计算通常便是对这一影响作出的估算。最外面曲线是“Boundary Eiement Method”的应力图，是采用边界元方法算得的应力。以上三种计算法，由AGMA PT基本齿条标准所确定的齿根圆角，其应力水平都比AGMA细齿距基本齿条标准所确定的齿轮齿根圆角要低 |
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滚 切 齿 轮 根 过 渡 曲 线 |
滚切成形的齿轮(或EDM用电极)齿根曲线，是由延伸渐开线所形成的齿根圆角，主要取决于滚刀齿顶两侧的圆角半径。齿顶圆角半径愈大，则齿轮齿根处延长渐开线的曲率半径也愈大，所形成的“圆角”的曲率半径也就大。当载荷施加于轮齿齿顶上时，在齿根圆角处所产生的弯矩最大。在较小的齿根圆角周围所形成的应力集中，会增大弯曲应力。齿根圆角半径越大，这种应力集中便越小，轮齿承受施加载荷的能力便越强。齿轮传动属于典型的反复载荷，齿根圆角越大的特点更加适用这类反复载荷的传递 由齿条型刀具按展成原理，所滚切成形的齿轮齿根圆角延长渐开线(在ANSI/AGMA 1006-A97中称“次摆线”)，其曲率半径变化范围从齿根曲线底部的最小，至与渐开线齿侧衔接处的最大，如图c所示。当齿数较少和齿厚较小的齿轮，这一变化十分明显。所有由齿条型刀具展成滚切的齿轮齿根圆角曲线，均存在这一现象，只是大小程度不同而已。采用圆弧来替代齿根圆角延伸渐开线，对齿轮型腔制造工艺(线切割编程)或齿根圆角的检验和投影样板绘制均有好处。须注意的是这种代用圆弧，不要使齿根圆角处的材料增加至足以引起与配对齿轮齿顶发生干涉的程度。另一方面，在齿根圆角危险截面处过小的圆弧半径，会降低轮齿的弯曲强度。还可以采取两段不同半径的光顺相接圆弧，来替代齿根曲率变化较大的延伸渐开线
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