为什么有很多人说,齿轮的齿数少于17个就不能转了?
要知道,在平时齿数低于17的齿轮可不少见,看它们转起来也没啥阻碍。
那这样一条明显与事实不符的言论,究竟是怎么来的?又为何是17而不是其它数字呢?
要了解这些,首先你得知道齿轮是咋造的,图方便的话,就直接用铣刀一笔一笔地切。
而要想提高效率,接下来这种加工方式就比较常用了,即:范成法。
如图所示,滚刀在转动时,会将齿坯切削成型。
范成法利用了渐开线的特性来设计齿轮的形状,那什么是渐开线呢?
把一条线沿着圆柱缠绕,线的末端绑上一支笔,然后绕着线段BK转动,此时笔的运动轨迹AK就是渐开线。
而把它用在齿轮上后,可以看到,渐开线恰巧走过了轮齿的一侧,因此在同一基圆上,一个轮齿刚好由两个反向的渐开线组成。
使用这种方法加工过的齿轮,能够很好地啮合。
不过凡事都有例外,如果刀具和被切齿轮的模数和压力角不相同,那么二者在啮合时就会发生干涉,即,发生了根切!
那什么是根切?它又会对齿轮造成什么影响呢?
这是两个模数不同的齿轮,让它们相互啮合。
你会发现这俩齿轮有部分交叠在了一起,并且,上轮的法向齿距是明显小于下轮的。
不难想象,在加工时,如果刀具和齿轮无法正确啮合的话,齿轮受到的损伤有多大,虽然不影响转动,但轮齿的强度可被大大削弱了,而且啮合的过程缩短,也会降低齿轮的传动平稳性。
所以为了避免根切,就要保证两齿轮的法向齿距相等,而当刀具和被切齿轮的模数与压力角都相同时,唯一能影响根切的就只有齿数了,但为什么是17呢?
其实,这是根据我国标准渐开线齿轮计算得出的,即:当齿顶高系数为1 压力角为20度时,齿数只有在大于17的情况下,才不会出现根切现象。
除此之外,还有其他办法可以避免根切。
比如,变位齿轮——
切的时候把刀具离轮坯远一点,让刀具的分度线不再和轮坯的分度圆相切;
再比如,斜齿轮——
刀具与轮坯的表面形成一定的角度后再进行切割,直到两个齿完全啮合。
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