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齿轮的压力角

发布时间:2024-09-06 | 来源:南大盛联 | 作者:
   我们平常说的齿轮压力角,都指的是齿轮分度圆上的压力角。

  压力角其实是抵抗力的有效角,也就是压力角是削弱了推力,啮合角才是真正有用的分量计算角,下面会说。

  对于齿轮传动,压力角α是从动轮齿上所受驱动力P的方向线与P力作用点C的速度vc方向线之间的夹角α,压力角α的大小随着轮齿啮合位置的不同而变化。在齿轮传动中,压力角同样表示受力方向和运动方向所夹的锐角。

  但实际上在齿轮的齿廓上,各点的压力角并不完全相同。压力角是指在齿轮啮合过程中,齿面上某点的法线与该点的相对速度方向之间的夹角。对于渐开线齿轮,压力角会随着齿轮上的位置不同而变化:

  1. 分度圆上的压力角:这是最常用的压力角定义,通常指的是齿轮分度圆上的压力角,也就是齿轮啮合时,齿廓在分度圆上的点所受正压力的方向与该点的速度方向所夹的锐角。在标准齿轮设计中,这个角度通常是20°或25°。

  2. 齿顶和齿根处的压力角:在齿顶和齿根处,由于齿轮的几何形状,压力角会与分度圆上的压力角不同。齿顶处的压力角会大于分度圆上的压力角,而齿根处的压力角会小于分度圆上的压力角。

  3. 沿齿宽方向的压力角变化:在齿轮的齿宽方向上,由于齿轮的啮合特性,压力角也会有所变化。在齿轮啮合的起始和结束位置,压力角会有所不同。

  4. 变位齿轮的压力角:如果齿轮进行了变位设计(即齿轮的齿形在制造时进行了修改以改变其啮合特性),那么沿齿廓的压力角分布也会相应变化。

  因此,齿轮设计时需要考虑这些变化,以确保齿轮在整个啮合过程中的性能和寿命。在齿轮的强度计算和润滑分析中,这些压力角的变化是非常重要的考虑因素。

  压力角的余角通常被称为传动角(也称为啮合角或接触角)。传动角是齿轮传动中的一个重要参数,它与压力角互为余角,即它们相加等于90度。

  传动角的定义是: 传动角= 90度 - 压力角}

  在齿轮传动中,传动角越大,表示齿轮啮合时的有效分力(即沿着齿轮轴线方向的分力)越大,这有助于提高齿轮的传动效率和承载能力。传动角的大小取决于齿轮的设计参数,包括齿轮的压力角和齿形。在设计齿轮时,选择合适的压力角和齿形,以获得最佳的传动角和传动性能,是非常重要的。

  压力角是衡量机构传力性能好坏的重要指标,传力机构的压力角应尽可能小或传动角应尽可能大。 机构运动过程中,其压力角和传动角是不断变化的;机构从动件所处位置不同,其压力角也不同,并会存在一个最大压力角。 设计连杆机构时应使最大传动角角大于或等于许用传动角。 压力角为90°或传动角为0°时,机构即处于通常所说的死点位置此时传动角为九十度或者零度。

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