当以定制基本齿条代替标准基本齿条时,可能获得更大的设计灵活性。这种定制型基本齿条可以表示为其中一个或一个以上参数作了修正的非标准版基本齿条;每种参数修正,有可能改进某一设计目标,但却可能同时影响另一个设计目标。可以组合运用若干个参数修正,以便达成多重目标,或是用后一个修正来缓解前一个修正所带来的负面影响。从定制型基本齿条大多数实例来看,其最终设计的齿轮齿形不容许与由标准基本齿条设计的齿轮,诸如采用标准滚刀滚切加工的齿轮相啮合。对于采用标准齿轮与定制型齿轮配对,也同样会出现这种不相容的情况。现对使用标准基本齿条转换为定制基本齿条的几种常用的修正情况逐一讨论如下。
(1)缩短全齿高型(短齿型)这种不同于现行标准基本齿条的差别,可见于早期的齿轮标准中的基本齿条,而目前已被视为过时而很少采用。短齿型齿轮所显示的优点是:轮齿齿根的根切较小,全部载荷主要施加于齿顶段,齿根处弯曲扭矩较低。在配对齿轮齿顶圆直径由于其他原因被缩小的这类应用场合,短齿会呈现增强弯曲强度的作用。另一可能的优点是齿顶段的滑移现象减轻,从而提高了传动效率。有一个促使应用这种定制基本齿条的特殊应用场合是,配对齿轮的制造工艺对其全齿高有所限制,例如冷轧成型的钢制齿轮。短齿的主要缺点是轮系的重合度较小,啮合性能较差。
(2)增大全齿高型增大全齿高型修正可参见图1-20中三种试验性基本齿条。其主要优点是轮系的重合度增大,因而对有效中心距变动的兼容程度较高。对于齿数少以及增加齿厚来避免根切的齿轮,这一优点会受到限制。值得注意的是,全齿高不得增大到引起轮齿强度降低的程度,原因不仅在于轮齿过长,还在于齿根圆角半径减小,造成齿根应力集中现象加剧。
(3)定制齿根圆角半径型齿根圆角半径增大,有减轻应力集中现象而改善弯曲强度的作用。对于齿根圆角半径为全圆弧的AGMAPT标准基本齿条,只要齿根圆角半径一增大,基本齿条的齿根高就必然降低。其次,齿根圆角半径造成齿根直线段长度的缩短,从而增大齿轮齿根与配对齿轮齿顶之间发生干涉的风险。另一方面,适当减小基本齿条齿根圆角半径,毋需改变基本齿条的齿根高。这样可保留下的直线段齿根高较大,由此转换成的齿轮能与增大齿顶圆直径的配对齿轮匹配,而无“顶一根”干涉之虑。这样的一种组合,能够增大重合度,在弯曲强度不是关键问题的情况下,显示出是一个成功的设计改进。
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