塑料齿轮设计之(漫谈压力角)

2018-11-07

工欲善其事,必先利其器。想要做好一个完美的塑料齿轮,当务之急是先设计好图纸再上施工能起到事半功倍的效果

在一个塑料齿轮设计中,普通圆柱塑料齿轮(直齿轮/斜齿轮)的几个基本参数中,齿数,模数,压力角,螺旋角,这几个是最基本的参数,一般来说,压力角是仅次于模数的一个重要参数。

压力角的典型定义为:渐开线上任一点法向压力的方向线(即渐开线在该点的法线)和该点速度方向之

间的夹角称为该点的压力角。渐开线上任一点法向压力的方向线(即渐开线在该点的法线)和该点速度方向之间的夹角称为该点的压力角。


塑料齿轮设计中,很多人天然的认为,压力角不就是20度吗?其实这个概念是完全错误的,压力角的选择,不仅仅是一个理论压力角,而在于选择啮合位置的压力角,在于不同压力角对应不同的塑料齿轮基本参数。


我们在设计过程中,必须理解,我们的理论压力角是在分度圆位置的压力角,而除了这个位置,其余位置的压力角均和理论压力角角不同,因此,我们要特别注意我们节圆的压力角,这个位置的压力角才是我们最应该注意的压力角。


任何时候,谈理论压力角(设计压力角)而不提变位系数,都是耍流氓。


以下内容,都是在一个塑料齿轮的变位系数固定下,才有阅读的意义。



在最基本的设计中,我们先要明确一些内容,比如,该应用工况是什么?第一级?传动时扭矩不大,对噪音影响比较大,我们通常倾向于小模数,多齿数,小压力角,以提高齿轮的重合度,降低噪音。如果是最后一级,传动时扭矩比较大,那么我们选择比较大的压力角,比如25度压力角。



压力角还和塑料齿轮的根切有关系,通常我们都说,17个齿是直齿轮不产生根切的最少齿数,其实这里暗含了三个前提:(1) 标准的塑料齿轮齿顶高齿根高 (2)变位系数 为0(3)压力角为20度。这三个条件都是必须条件,“17个齿是直齿轮不产生根切的最少齿数” 才能成立。


典型的:

(1) 一般设计的压力角为20度

(2) 对于金属蜗轮对塑料蜗杆的组合,典型情况下,压力角一般都在14.5度左右。当然也有选择12度或者17.5度压力角的设计。这样设计的根本原因是,增大重合度,而蜗轮蜗杆的重合度对其重载下(重载或者高冲击)的性能有决定性影响。


(3) 对于高冲击、高载荷的塑料直齿轮传动,优选大压力角,大模数。这样选择的目的是为了增大齿形系数,更好的承受大载荷。而对于直齿轮来说,压力角的变化,对重合度的影响非常的小,近似可忽略。



举例1

电动车窗的金属蜗杆对塑料蜗轮的传动,压力角通常为12度。个别情况下也有选择10度和14.5度的。

举例2

在某高载荷的应用中,选择22.5度压力角的塑料齿轮组合,比选择20度压力角的组合,高载荷下的寿命提高了8倍。


希望各位同仁采纳,都能做出完美的塑料齿轮

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