细高齿齿轮的设计应用探讨
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
、
消声齿轮
”
9 + ϑ
−
# % 13 ∀ ,∃ %
Κ 1
,
但 在 实 际 生 产 中考 虑
到 齿 轮的 制 造 公 差 ϑ如 外径
齿 顶 倒 棱 等 Κ 是 不 可 能 实现 的
,
但 是 加 大 端 面 重 合 度来
、
降 低 啮 合 噪 声 已 是 不 争 的事 实
而 通 过 齿 轮 设 计 时 采 用 增 大 齿 顶 高 系 数 即增 大 全 齿 高
。
且 能 提 高 齿轮 的 弯 曲疲 劳 强 度 和 齿 面 接 触
“
强度
日本著名 齿 轮 学者 仙波 正 庄 早 在 ;< = 年所 著 的 >
高 强 度 轮 设计
”
一 书 中对 此就
“
有 较 为 详 尽 的 阐述
事 实上 国 外 一 些 汽车 变 速 器 齿 轮 的设 计 中也 较 早 就 采 用 了
Ο Γ 一 ; ;Χ Μ, 6
一 轴齿 轮
模数 4
% 齿 顶 高 系数 .
Α ΧΔ
Β
Δ ΑΙΙ
Β
; Ι≅ ≅
Β
; ΧΧ
Β
全 齿 高 系 数 .0
Α <Α
Β
Α ΑΧ
Β
端面重 合度
中间轴传动齿轮 轮
>
%
Α Α ;;
Β
; Ι => >
Β
模数 4
% 齿 顶 高 系数 . 0 全 齿 高 系数 .
Α ΧΔ
Β
Δ ΑΙΙ
,
若 端 面 重 合 度 由小 于 Α 提 高到 Α 以上
Α 一 Ι对轮 齿来承 担
。
就 使 原 来 有 ; 一 Α 对 轮齿 承 载 的载 荷分 担 到 由
“
在资 料 ϑ Κ Α
,
中提 及 的 清 华 大 学 汽 车 系 的
,
齿 轮 动 态 载荷 试 验
。
”
报 告 中提 出 增大后
,
,
当齿 形 系 数 超过 Α 时
试验
,
提 高 疲 劳 寿命 的 行之 有效 的方 法
这 种 细 高齿 变速 器 通 过 充 分 的
。
以< Ρ 的可 靠 度 和 = Ρ 的 置 信 度达 到 了Α 万 英 里 的 预 期 寿命 Χ ≅ ≅
Β
,
“
,
而 且各 档 齿 轮 的 齿顶 高 系 数 均 大 又 如北 京
,
大超过 ;
达到 ;
Β
Δ一; >
Β
,
而 三 档 和 四 档 齿 轮 副 的 端 面 重 合 度均 达 到 Α 左 右
一Φ
%
齿 轮 总 厂 ;<< Α年和 美 国 Ε 1 ,
∋
,
∃ ( 1
Β
1
公 司 合 资 引进 生 产 的Γ Η 变速 器 除 一 档 齿 轮 外
, ,
由于 轮齿 啮 合
受 力 的 改 变 而 引起 的 回 转 误 差造 成 振 动 而 产 生
这 一 啮 合 噪 声 用 工艺 手 段 提 高 制 造 精
度 也 是无 法 改变 的
回 转误 差
,
,
必 须 在齿轮 设 计 阶 段 通 过 改变 齿 轮 参 数来 消 除或减 小 它 们 产 生 的
。
Β
,
使齿 面 接 触 应 力 下 降
,
原 苏 联某 飞 机 制 造 厂 的 实 验 表 明
Β
齿 轮其它条件 完全 相 同
Θ ; Ι> ?
,
将齿
,
% 顶 高 系 数 由. 二≅ = 加 大 到 . Θ ; Α ? % Δ
,
这时端面重合度
Θ Α≅
, ,
Β
提 高到
Θ Α
Β
Ι ≅ 后
齿
根 强 度可 增 大 Χ Ρ ≅ 度和齿面硬 度
。
但 其 最 大 特 点 就 是端 面 重合 度 均 达 到 了Α Α 以 上
、
虽 然 至 今 对何 谓
Β
“
细 高齿
”
齿 轮 尚没 有 统 一
Β
确切 的 定义
,
但 有 资 料 ϑΑ Κ
“
提出
Fra Baidu bibliotek
,
% 当齿 顶 高 系 数. 》 ; Ι 以 上 且 端
。
面 重 合 度 Π ; ? 的齿 轮 才可 以称为
细 高齿
细 高齿
”
变速 器
“
,
据称
”
细 高齿
,
”
齿轮 的加 工 工 艺 问题
,
而 针对 中国重 新设 计 为 非
,
细 高齿
的Ο Γ 一 ; ;Χ Μ< 变 速器 3
这两种变 速 器 虽 然 中 心距 和输 人扭 矩 均 相同
但 两者齿 轮 参 数
却有 较 大 的变 化
,
现 将 两者 比较 如 下
・
Α
・
Ο Γ 一 ;; > ≅ <
啮 合 振 动 频 率 和 高 频 振 动 成份 显 著 下 降
当齿 高
轮 齿 的单 齿 啮 合 点 将 远 离齿 顶
, ,
在 该 点加 载 时 齿 形 系 数会 增大
同时 由 于齿 高 的增 大
Β
,
使 齿根 所 受
。
扭 矩 减 小 从 而 提 高 了齿 根 的弯 曲强 度 据 资 料 ϑ∀ 介 绍 Κ
/ ’ , 的扮 9#枕0
∃1 , %
% ∀ 1, ∃ &1 田贬: ∃ ( 祀
% & 3& 1 %
∋ # &
一
“
概述
近 来 国 内 有汽 车 变 速器 生 产 厂 家 为 了降 低 齿 轮 噪 声
、
提 高 齿 轮 强 度 而 提 出采 用
细 高齿
”
齿 轮 并 进 行研讨
“
、
试制
。
所谓
细 高齿
”
齿轮 通 常 是 指 和 正 常 齿 相 比 采 用 小 模 数
而 影 响 回 转 误 差 的就 是端 面 重 合度
,
当端 面重 合度 小于 Α 时
,
则 随 着 一对 齿 如 果 实际 端面
,
啮 合 与 两 对 齿 啮合 时 的变 形 量 的不 同
重 合 度 大于 Α
,
回 转 误 差 与 载 荷成 正 比例 增 加
,
则 是 两对 齿啮 合 或三 对 齿啮合
回 转 误 差 也 不 会增 加
齿 面 许 用 载荷 可 提 高
从 上 述 的介 绍 可知
,
当 端 面 重 合 度增 大 既 可 以降 低 齿轮 啮 合 噪 声 又 可 以提 高 齿
,
轮 的承 载 能 力
力角
,
,
而 增 大 齿 轮重 合度的最 直 接 方 法 是 加 大 齿高 系数
,
另外
,
再 采 用 小压
,
小 模数 不 但 可 提 高 端 面 重 合度而 且 由于 齿 根 减薄
”
,
这 是否 正 确 可 供 大 家 商 讨
二
;
Β
、
“
细 高齿
”
”
齿轮的特点
。
“
细 高齿
的最 主 要 特 点 是 降 低齿轮 的啮 合 噪 声
降 低 齿 轮 噪 声 的 措 施 可 归 纳 为控 制 齿 轮 设 计 参 数 和 提 高 齿 轮 制造 精 度 两个 方 面
从 设计 角 度 看齿 轮 啮 合 噪 声 是 指在 理 论 啮 合 条件 下 在轮齿 啮 合 过程 中
,
∃%1 ∃∋ (
%(
)
5( 6 1 ∃ % + ∃ 1% & ∋ #
,
−
∃% .
&∋
∋
&0
+ &1 ∃ (
,0&
∃
,
#& 0
∀% 1 ,
, ∀ ∃
&1 % (
∃∃ 8+ +1
∋ ( 晚
&% ∃ &
27
∃ +)
4 +
%∀
4
”
∋
)− ∀
+( ( % ∀
91 ∃
− +
∃ 1
%( 6∋ (
) 0 ∀, 0 & ∋ ∋ &0 ) ∃ 9& 0
、
小压力 角
、
大 齿 顶 高系
数 使齿 形 变 瘦 且高
声
“
。
,
其 主 要 目 的就 是为 了增 加 轮 齿 端 面 重合 度来 达 到 降 低 齿轮啮 合 噪
”
对于
”
“
细 高齿
齿轮 的研究
,
其 实 国 内外 均 有 不 少论 述 和 试 验
,
,
概 括 地 讲采 用
细 高齿
。
齿 不 但 可 以 降 低齿 轮 啮 合 噪 声
从 ;< = ? 年 开 始研 制
细高
,
齿
变速 器
它 当 时担 心 的一 个 主 要 问 题 是 采用
・
“
细高 齿
”
后 齿 轮 的 弯 曲 疲劳 强 度
;
・
为 此 共 进 行 了产 品 开 发 野外进行
,
,
设计 验证 和 可 靠性 验证 三 个 阶段 的试 验
, ,
,
并 分 别 在 试 验 台和
Χ 其 开 发 阶 段 就 对 Ι ≅ 多对齿轮 进 行 了试 验
“
细高齿
”
齿轮 的设 计 应用 探 讨
庄中
、
北 京齿 轮 总 厂
摘要
“
细 高齿
”
齿 轮是 采 用 小 模 数
小压 力 角
,
、
高全 齿 高来 加 大
。
端 面 重 合 度 达 到 降 低 变速 器 齿 轮 啮 合 噪 声
关 键词
“
同 时 可 提 高齿 轮 强度
细 高齿
”
齿轮
) ∗ ∃ + #,
, ,
大端 面 重 合 度
,
提 高 了轮 齿 的 柔性
,
因而 更
容 易 吸 引轮 齿 的振 动
中也 得 到 了 印证
。
这 就 是 本 文 提 出的
“
细 高齿
”
齿轮 的优点
这 些 在资 料 ϑΔ Κ
美 国Λ
,
Γ Μ Ν 公 司 通 过 大 量 试 验 研 制 出具 有 大 端 面 重 合 度的 细 高齿
,
变 速器 是减 少 噪 声
(
噪声
.
∋
“
! ! ∀ ∃ % &#∋ ( #
+ 1 %∃ & &
“
%(
∗# +
∃ − + + #∋ (
∋
/#( ∃ 一 ! #& ∃ 0
, ,
,
∃ %1
2
∀ / ∀ ∀∃ 一! ∀ 3 0 &
,
∃% 1
∃% (
,
( ∋ + #( ∃ ∃
∃ + #
%+
. &1 % ( + 4 ∀ ∀ ( + ∋
∃ %(
,
细高
,
齿
”
齿轮
Β
,
如 ? 年 代 中期 引 进 的 天 津夏 利 变 速 器 齿 轮 ≅
“ ,
其 一档齿 轮的模数 为Α
三 档齿轮 的模数 为 ; = Χ
Β
Β
Χ
压
力 角为 Α ≅
二 档 齿 轮 的 模 数 为 Α ≅ 压 力 角为 ;=
Β
,
“
,
压力
角为 ; Δ
Χ
,
“
四 档 齿轮 的 模数 为 ; Χ 压 力 角 为 ; >
% 齿 顶 高系数 .
Α Δ ΧΔ
Β
Δ
Β
ΑΙΙ
Β
; ΙΑ
Β
≅ << Α Ι;
Β
全 齿 高 系 数 .0
端面重 合度
>
%
Α <Δ
Β
Α Α=
Β
; Χ<
Β
中 间轴二 档齿轮 轮
模数 4
% 齿 顶 高 系数 .
0 全 齿 高 系数 .
Α <=;
Β
Β
Δ
Β
Ι Χ>
Β
; ΙΙ
Β
; ;
Α <=
Β
Α =Ι
Β
端面 重 合度
Ν& 4 ∃
Δ ?Ρ
。 ,
另外
,
在压 力 角 。
“
% . Θ ; Α 时 Χ
齿 面 的许 用 载荷按齿轮精
又 根据
,
对 于 直 齿齿轮 可 提 高 ? Ρ Χ
,
对 于 斜 齿 齿 轮 可 提 高Α Ρ 一 Ι Ρ Χ ≅
Β
%( (
的实验
将
%
二Α≅
% 齿轮 的 .
Θ ; ≅ 加大到. 二 ; %
Β
≅ Χ 时
Β
; Ι≅ ≅
Β
; Ι≅ ≅
Β
Α <Α
Β
Α ΑΔ
Β
端 面 重 合度 中间轴 三档齿轮 轮 模数 4
>
%
Α Α ;;
Β
; Ι=>
Β
Α ΔΧΔ
Β
Δ
Β
ΑΙΙ
∀
% 齿 顶 高系数 .
; ΙΑ Α
Β
全 齿 高 系 数 .0 端面 重 合 度
二 轴三 档齿轮 轮
>
%
Α <Δ
Β
Α ΙΔ
Β
Α Α=
Β
; Χ<
Β
模数 4
,
其
,
余 各 档 齿 轮 的 齿 顶 高 系 数 均 达 到 ; Ι 左右 轻 型 车变 速 器 外
”
,
端 面 重 合 度 也 均 在Α 左 右
。
除 上 述 的轿 车
“
Δ 据 资料 ϑ Κ 介 绍
,
美 国 著 名 的重 型 汽 车 变 速 器 生 产 厂 家 Λ Γ Μ Ν 公
,
司 为 了降 低 其 开 发 的双 中 间轴 直 齿 齿 轮 啮 合 的变 速器 噪 声
。
由此Λ
Γ Μ Ν 公 司通 过 Δ 年
时 间 的 研发 于 ; < Α 年 在 美 国 和欧 洲 正 式 投 产 ?
进 美 国Λ 当时 美 方 考 虑
“
而 在 ; < ? 年 当时 陕 西 汽 车 齿轮 厂 在 引 Δ
“
Γ Μ Ν 公 司 变速 器 时就 引进 了/ − ∀ ∃ 1 的Ο Γ 一 ; ;> < ≅
, ,
由于 此 时 变形 量 的 差 别 较小
所 以 即使
,
再增加载 荷
,
,
大 量 的试 验 证 明 噪 声 随 着 重 合 度 的增 加 而 降 低
,
特 别 当 端 面 重 合 度 为Α 时 小
在 理论 上 保 持永远 为 Α 对 轮齿 啮 合
“
其噪 声 级 数 将急 剧 地 减
,
所 以国 外 有 资料 将 此 称 为
二 轴二 档齿 齿
>
%
Α ΑΑ
Α <= ;
Β
Β
; ==
Β
模数 4
% 齿顶 高 系数 .
Δ ΙΧ>
Β
; ΑΙ
Β
; ;
Β
0 全齿高 系数 .
Α <=
Β
Α =Ι
Β
端 面重合度
>
%
Α
Β
ΑΑ
; ΔΧ
Β
从 上 表 比较看 出作 为
要小
,
“
细 高齿
”
< 变 速 器Ο Γ 一 ; ;> ≅
Β
齿 轮 的 模数 远 比 Ο Γ 一 ; ; Χ ≅ < 6
,
三 个 阶 段 的 野 外试 验 中 一 共 使
细高 齿
,
= 用 了 ; ; 台总 成
通 过 Ι 个 阶 段 的 严峻考 验
证明了
“
”
变 速 器 和 以往 的 变 速 器
,
相比 齿
”
,
既 减 小 了噪 声 达 到 了 和斜 齿轮啮 合 相 当 的水 平
还 提 高 了疲 劳 寿 命
,
“
细高
变速 器 通 过 充 分 的试 验 达 到 了Α 万 英 里 的预 期寿 命 Χ
“
采 用 小 压 力 角 和 小模 数 以 及 选 择 变 位 系 数 的
细 高齿
”
齿轮
,
则是 实现加大 端面 重 合
度的 主 要 途径
,
下 图 表 明 了重 合 度 和 齿 轮 噪 声 的 关 系
。
,
从 中可 看 出随 着 重 合 度 的 增 大
而 噪声 强 度 下 降
・
Δ
・
Α
Β
“
细 高齿
”
齿 轮 可 以 提 高 承载 能 力
消声齿轮
”
9 + ϑ
−
# % 13 ∀ ,∃ %
Κ 1
,
但 在 实 际 生 产 中考 虑
到 齿 轮的 制 造 公 差 ϑ如 外径
齿 顶 倒 棱 等 Κ 是 不 可 能 实现 的
,
但 是 加 大 端 面 重 合 度来
、
降 低 啮 合 噪 声 已 是 不 争 的事 实
而 通 过 齿 轮 设 计 时 采 用 增 大 齿 顶 高 系 数 即增 大 全 齿 高
。
且 能 提 高 齿轮 的 弯 曲疲 劳 强 度 和 齿 面 接 触
“
强度
日本著名 齿 轮 学者 仙波 正 庄 早 在 ;< = 年所 著 的 >
高 强 度 轮 设计
”
一 书 中对 此就
“
有 较 为 详 尽 的 阐述
事 实上 国 外 一 些 汽车 变 速 器 齿 轮 的设 计 中也 较 早 就 采 用 了
Ο Γ 一 ; ;Χ Μ, 6
一 轴齿 轮
模数 4
% 齿 顶 高 系数 .
Α ΧΔ
Β
Δ ΑΙΙ
Β
; Ι≅ ≅
Β
; ΧΧ
Β
全 齿 高 系 数 .0
Α <Α
Β
Α ΑΧ
Β
端面重 合度
中间轴传动齿轮 轮
>
%
Α Α ;;
Β
; Ι => >
Β
模数 4
% 齿 顶 高 系数 . 0 全 齿 高 系数 .
Α ΧΔ
Β
Δ ΑΙΙ
,
若 端 面 重 合 度 由小 于 Α 提 高到 Α 以上
Α 一 Ι对轮 齿来承 担
。
就 使 原 来 有 ; 一 Α 对 轮齿 承 载 的载 荷分 担 到 由
“
在资 料 ϑ Κ Α
,
中提 及 的 清 华 大 学 汽 车 系 的
,
齿 轮 动 态 载荷 试 验
。
”
报 告 中提 出 增大后
,
,
当齿 形 系 数 超过 Α 时
试验
,
提 高 疲 劳 寿命 的 行之 有效 的方 法
这 种 细 高齿 变速 器 通 过 充 分 的
。
以< Ρ 的可 靠 度 和 = Ρ 的 置 信 度达 到 了Α 万 英 里 的 预 期 寿命 Χ ≅ ≅
Β
,
“
,
而 且各 档 齿 轮 的 齿顶 高 系 数 均 大 又 如北 京
,
大超过 ;
达到 ;
Β
Δ一; >
Β
,
而 三 档 和 四 档 齿 轮 副 的 端 面 重 合 度均 达 到 Α 左 右
一Φ
%
齿 轮 总 厂 ;<< Α年和 美 国 Ε 1 ,
∋
,
∃ ( 1
Β
1
公 司 合 资 引进 生 产 的Γ Η 变速 器 除 一 档 齿 轮 外
, ,
由于 轮齿 啮 合
受 力 的 改 变 而 引起 的 回 转 误 差造 成 振 动 而 产 生
这 一 啮 合 噪 声 用 工艺 手 段 提 高 制 造 精
度 也 是无 法 改变 的
回 转误 差
,
,
必 须 在齿轮 设 计 阶 段 通 过 改变 齿 轮 参 数来 消 除或减 小 它 们 产 生 的
。
Β
,
使齿 面 接 触 应 力 下 降
,
原 苏 联某 飞 机 制 造 厂 的 实 验 表 明
Β
齿 轮其它条件 完全 相 同
Θ ; Ι> ?
,
将齿
,
% 顶 高 系 数 由. 二≅ = 加 大 到 . Θ ; Α ? % Δ
,
这时端面重合度
Θ Α≅
, ,
Β
提 高到
Θ Α
Β
Ι ≅ 后
齿
根 强 度可 增 大 Χ Ρ ≅ 度和齿面硬 度
。
但 其 最 大 特 点 就 是端 面 重合 度 均 达 到 了Α Α 以 上
、
虽 然 至 今 对何 谓
Β
“
细 高齿
”
齿 轮 尚没 有 统 一
Β
确切 的 定义
,
但 有 资 料 ϑΑ Κ
“
提出
Fra Baidu bibliotek
,
% 当齿 顶 高 系 数. 》 ; Ι 以 上 且 端
。
面 重 合 度 Π ; ? 的齿 轮 才可 以称为
细 高齿
细 高齿
”
变速 器
“
,
据称
”
细 高齿
,
”
齿轮 的加 工 工 艺 问题
,
而 针对 中国重 新设 计 为 非
,
细 高齿
的Ο Γ 一 ; ;Χ Μ< 变 速器 3
这两种变 速 器 虽 然 中 心距 和输 人扭 矩 均 相同
但 两者齿 轮 参 数
却有 较 大 的变 化
,
现 将 两者 比较 如 下
・
Α
・
Ο Γ 一 ;; > ≅ <
啮 合 振 动 频 率 和 高 频 振 动 成份 显 著 下 降
当齿 高
轮 齿 的单 齿 啮 合 点 将 远 离齿 顶
, ,
在 该 点加 载 时 齿 形 系 数会 增大
同时 由 于齿 高 的增 大
Β
,
使 齿根 所 受
。
扭 矩 减 小 从 而 提 高 了齿 根 的弯 曲强 度 据 资 料 ϑ∀ 介 绍 Κ
/ ’ , 的扮 9#枕0
∃1 , %
% ∀ 1, ∃ &1 田贬: ∃ ( 祀
% & 3& 1 %
∋ # &
一
“
概述
近 来 国 内 有汽 车 变 速器 生 产 厂 家 为 了降 低 齿 轮 噪 声
、
提 高 齿 轮 强 度 而 提 出采 用
细 高齿
”
齿 轮 并 进 行研讨
“
、
试制
。
所谓
细 高齿
”
齿轮 通 常 是 指 和 正 常 齿 相 比 采 用 小 模 数
而 影 响 回 转 误 差 的就 是端 面 重 合度
,
当端 面重 合度 小于 Α 时
,
则 随 着 一对 齿 如 果 实际 端面
,
啮 合 与 两 对 齿 啮合 时 的变 形 量 的不 同
重 合 度 大于 Α
,
回 转 误 差 与 载 荷成 正 比例 增 加
,
则 是 两对 齿啮 合 或三 对 齿啮合
回 转 误 差 也 不 会增 加
齿 面 许 用 载荷 可 提 高
从 上 述 的介 绍 可知
,
当 端 面 重 合 度增 大 既 可 以降 低 齿轮 啮 合 噪 声 又 可 以提 高 齿
,
轮 的承 载 能 力
力角
,
,
而 增 大 齿 轮重 合度的最 直 接 方 法 是 加 大 齿高 系数
,
另外
,
再 采 用 小压
,
小 模数 不 但 可 提 高 端 面 重 合度而 且 由于 齿 根 减薄
”
,
这 是否 正 确 可 供 大 家 商 讨
二
;
Β
、
“
细 高齿
”
”
齿轮的特点
。
“
细 高齿
的最 主 要 特 点 是 降 低齿轮 的啮 合 噪 声
降 低 齿 轮 噪 声 的 措 施 可 归 纳 为控 制 齿 轮 设 计 参 数 和 提 高 齿 轮 制造 精 度 两个 方 面
从 设计 角 度 看齿 轮 啮 合 噪 声 是 指在 理 论 啮 合 条件 下 在轮齿 啮 合 过程 中
,
∃%1 ∃∋ (
%(
)
5( 6 1 ∃ % + ∃ 1% & ∋ #
,
−
∃% .
&∋
∋
&0
+ &1 ∃ (
,0&
∃
,
#& 0
∀% 1 ,
, ∀ ∃
&1 % (
∃∃ 8+ +1
∋ ( 晚
&% ∃ &
27
∃ +)
4 +
%∀
4
”
∋
)− ∀
+( ( % ∀
91 ∃
− +
∃ 1
%( 6∋ (
) 0 ∀, 0 & ∋ ∋ &0 ) ∃ 9& 0
、
小压力 角
、
大 齿 顶 高系
数 使齿 形 变 瘦 且高
声
“
。
,
其 主 要 目 的就 是为 了增 加 轮 齿 端 面 重合 度来 达 到 降 低 齿轮啮 合 噪
”
对于
”
“
细 高齿
齿轮 的研究
,
其 实 国 内外 均 有 不 少论 述 和 试 验
,
,
概 括 地 讲采 用
细 高齿
。
齿 不 但 可 以 降 低齿 轮 啮 合 噪 声
从 ;< = ? 年 开 始研 制
细高
,
齿
变速 器
它 当 时担 心 的一 个 主 要 问 题 是 采用
・
“
细高 齿
”
后 齿 轮 的 弯 曲 疲劳 强 度
;
・
为 此 共 进 行 了产 品 开 发 野外进行
,
,
设计 验证 和 可 靠性 验证 三 个 阶段 的试 验
, ,
,
并 分 别 在 试 验 台和
Χ 其 开 发 阶 段 就 对 Ι ≅ 多对齿轮 进 行 了试 验
“
细高齿
”
齿轮 的设 计 应用 探 讨
庄中
、
北 京齿 轮 总 厂
摘要
“
细 高齿
”
齿 轮是 采 用 小 模 数
小压 力 角
,
、
高全 齿 高来 加 大
。
端 面 重 合 度 达 到 降 低 变速 器 齿 轮 啮 合 噪 声
关 键词
“
同 时 可 提 高齿 轮 强度
细 高齿
”
齿轮
) ∗ ∃ + #,
, ,
大端 面 重 合 度
,
提 高 了轮 齿 的 柔性
,
因而 更
容 易 吸 引轮 齿 的振 动
中也 得 到 了 印证
。
这 就 是 本 文 提 出的
“
细 高齿
”
齿轮 的优点
这 些 在资 料 ϑΔ Κ
美 国Λ
,
Γ Μ Ν 公 司 通 过 大 量 试 验 研 制 出具 有 大 端 面 重 合 度的 细 高齿
,
变 速器 是减 少 噪 声
(
噪声
.
∋
“
! ! ∀ ∃ % &#∋ ( #
+ 1 %∃ & &
“
%(
∗# +
∃ − + + #∋ (
∋
/#( ∃ 一 ! #& ∃ 0
, ,
,
∃ %1
2
∀ / ∀ ∀∃ 一! ∀ 3 0 &
,
∃% 1
∃% (
,
( ∋ + #( ∃ ∃
∃ + #
%+
. &1 % ( + 4 ∀ ∀ ( + ∋
∃ %(
,
细高
,
齿
”
齿轮
Β
,
如 ? 年 代 中期 引 进 的 天 津夏 利 变 速 器 齿 轮 ≅
“ ,
其 一档齿 轮的模数 为Α
三 档齿轮 的模数 为 ; = Χ
Β
Β
Χ
压
力 角为 Α ≅
二 档 齿 轮 的 模 数 为 Α ≅ 压 力 角为 ;=
Β
,
“
,
压力
角为 ; Δ
Χ
,
“
四 档 齿轮 的 模数 为 ; Χ 压 力 角 为 ; >
% 齿 顶 高系数 .
Α Δ ΧΔ
Β
Δ
Β
ΑΙΙ
Β
; ΙΑ
Β
≅ << Α Ι;
Β
全 齿 高 系 数 .0
端面重 合度
>
%
Α <Δ
Β
Α Α=
Β
; Χ<
Β
中 间轴二 档齿轮 轮
模数 4
% 齿 顶 高 系数 .
0 全 齿 高 系数 .
Α <=;
Β
Β
Δ
Β
Ι Χ>
Β
; ΙΙ
Β
; ;
Α <=
Β
Α =Ι
Β
端面 重 合度
Ν& 4 ∃
Δ ?Ρ
。 ,
另外
,
在压 力 角 。
“
% . Θ ; Α 时 Χ
齿 面 的许 用 载荷按齿轮精
又 根据
,
对 于 直 齿齿轮 可 提 高 ? Ρ Χ
,
对 于 斜 齿 齿 轮 可 提 高Α Ρ 一 Ι Ρ Χ ≅
Β
%( (
的实验
将
%
二Α≅
% 齿轮 的 .
Θ ; ≅ 加大到. 二 ; %
Β
≅ Χ 时
Β
; Ι≅ ≅
Β
; Ι≅ ≅
Β
Α <Α
Β
Α ΑΔ
Β
端 面 重 合度 中间轴 三档齿轮 轮 模数 4
>
%
Α Α ;;
Β
; Ι=>
Β
Α ΔΧΔ
Β
Δ
Β
ΑΙΙ
∀
% 齿 顶 高系数 .
; ΙΑ Α
Β
全 齿 高 系 数 .0 端面 重 合 度
二 轴三 档齿轮 轮
>
%
Α <Δ
Β
Α ΙΔ
Β
Α Α=
Β
; Χ<
Β
模数 4
,
其
,
余 各 档 齿 轮 的 齿 顶 高 系 数 均 达 到 ; Ι 左右 轻 型 车变 速 器 外
”
,
端 面 重 合 度 也 均 在Α 左 右
。
除 上 述 的轿 车
“
Δ 据 资料 ϑ Κ 介 绍
,
美 国 著 名 的重 型 汽 车 变 速 器 生 产 厂 家 Λ Γ Μ Ν 公
,
司 为 了降 低 其 开 发 的双 中 间轴 直 齿 齿 轮 啮 合 的变 速器 噪 声
。
由此Λ
Γ Μ Ν 公 司通 过 Δ 年
时 间 的 研发 于 ; < Α 年 在 美 国 和欧 洲 正 式 投 产 ?
进 美 国Λ 当时 美 方 考 虑
“
而 在 ; < ? 年 当时 陕 西 汽 车 齿轮 厂 在 引 Δ
“
Γ Μ Ν 公 司 变速 器 时就 引进 了/ − ∀ ∃ 1 的Ο Γ 一 ; ;> < ≅
, ,
由于 此 时 变形 量 的 差 别 较小
所 以 即使
,
再增加载 荷
,
,
大 量 的试 验 证 明 噪 声 随 着 重 合 度 的增 加 而 降 低
,
特 别 当 端 面 重 合 度 为Α 时 小
在 理论 上 保 持永远 为 Α 对 轮齿 啮 合
“
其噪 声 级 数 将急 剧 地 减
,
所 以国 外 有 资料 将 此 称 为
二 轴二 档齿 齿
>
%
Α ΑΑ
Α <= ;
Β
Β
; ==
Β
模数 4
% 齿顶 高 系数 .
Δ ΙΧ>
Β
; ΑΙ
Β
; ;
Β
0 全齿高 系数 .
Α <=
Β
Α =Ι
Β
端 面重合度
>
%
Α
Β
ΑΑ
; ΔΧ
Β
从 上 表 比较看 出作 为
要小
,
“
细 高齿
”
< 变 速 器Ο Γ 一 ; ;> ≅
Β
齿 轮 的 模数 远 比 Ο Γ 一 ; ; Χ ≅ < 6
,
三 个 阶 段 的 野 外试 验 中 一 共 使
细高 齿
,
= 用 了 ; ; 台总 成
通 过 Ι 个 阶 段 的 严峻考 验
证明了
“
”
变 速 器 和 以往 的 变 速 器
,
相比 齿
”
,
既 减 小 了噪 声 达 到 了 和斜 齿轮啮 合 相 当 的水 平
还 提 高 了疲 劳 寿 命
,
“
细高
变速 器 通 过 充 分 的试 验 达 到 了Α 万 英 里 的预 期寿 命 Χ
“
采 用 小 压 力 角 和 小模 数 以 及 选 择 变 位 系 数 的
细 高齿
”
齿轮
,
则是 实现加大 端面 重 合
度的 主 要 途径
,
下 图 表 明 了重 合 度 和 齿 轮 噪 声 的 关 系
。
,
从 中可 看 出随 着 重 合 度 的 增 大
而 噪声 强 度 下 降
・
Δ
・
Α
Β
“
细 高齿
”
齿 轮 可 以 提 高 承载 能 力