最近和小伙伴聊到了一个问题:斜齿轮螺旋角和导程的关系,主要是在遇到在采用转位设计方式的刀具时,更觉得有点迷惑,今天咱们就聊聊这个事儿。

先来说斜齿轮螺旋角和导程的关系:

斜齿轮是有多个螺旋面组成的,其实就是端面的【渐开线齿廓】上的每一个点沿着齿轮的轴线做螺旋运动(一边沿着轴向平移,一边绕着轴线旋转),如下图所示:
螺旋角和导程、转位后的齿轮有什么关系?-LMLPHP
换成小球就更好理解了。
螺旋角和导程、转位后的齿轮有什么关系?-LMLPHP
很多个点就形成了面:
螺旋角和导程、转位后的齿轮有什么关系?-LMLPHP
下面是一个斜齿轮,分别画了三条螺旋线:齿顶、分度圆及齿根。
螺旋角和导程、转位后的齿轮有什么关系?-LMLPHP
将齿轮的圆柱面展开来,就得到了下面这样咱们经常见到的图形,准确的说是一个直角三角形,两条直角边分别是齿轮端面的圆周长和导程,导程是螺旋线旋转一周后,沿旋转中心轴向方向所移动的距离。
螺旋角和导程、转位后的齿轮有什么关系?-LMLPHP
上图中的三条斜边分别是齿顶(黑色),分度圆(红色),齿根(绿色)上的螺旋线。由图可知:

SK=π*d/tan(β)

从公式和图我们可以看到,普通的圆柱齿轮是等导程的,也就是说齿面上的每一个点对应的螺旋线的导程都相等,从齿根到齿顶对应的螺旋角逐渐增大。前面咱们提过有非对称的齿轮,它也不例外,也是等导程的。

下面说说第二个问题,转位设计,俗称“变压力角”,其实我觉得应该叫“变分度圆”更为贴切,为什么呢?

我们知道渐开线从基圆开始,随着所在圆直径的增大,对应的压力角逐渐增大,可以看看这篇《》。齿轮的分度圆是一个人为规定的圆,既然是人为规定的,那它就是可以改变的,重新选取一个圆作为分度圆,此时它对应的模数和压力角以及螺旋角自然也跟着更改了,那和原理的分度圆上的模数、压力角及螺旋角有什么关系呢,看看下面这张图就清楚了:
螺旋角和导程、转位后的齿轮有什么关系?-LMLPHP
书上给的原理叫“基节”相等原理,因为渐开线的基圆是一个计算出的量,不随我们选取的分度圆的改变而变化。

至于为什么要采用转位设计,这个之前的文章也有介绍,这里就不再赘述啦。说了这么多和前面联系起来,如果压力角改变了,应为导程相等,所以对应的螺旋角也应随之改变。

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齿轮的设计及加工方法,加工齿轮所用的刀具设计、制造及使用方面的相关问题。

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05-01 01:45