渐开线斜齿轮的优化设计(2)

　　齿顶修形减少了齿面的啮合部分，是啮合平稳，减少震动、冲击，并不影响接触面积，并且使齿接触的地方转移至齿的中部，更有利于传递功率。
　　3.齿端修形
　　生产实践告诉我们：一对斜齿轮、斜齿轴安装好运转啮合时，沿齿长方向不是像设计要求的那样在齿宽中间接触，而是端头的一小部分接触，通称“掉角接触”。造成这种现象的原因是加工和装配齿轮时的许多误差，诸如齿轮的轴向偏摆、齿向误差、动不平衡、相连机械轴线的不同轴度误差，齿轮轴变形等。
　　要想去掉以上弊病的最好方法是齿端修形。齿端修形就是沿轮齿齿长方向在齿两端的倒坡修形，齿端修形是渐开线斜齿轮必要性的修形（见图5）。齿端修形可以增加接触面，减少回转误差引起的噪音，提高接触强度和弯曲强度。对于调质的软齿面、中硬齿面齿轮可以通过跑合研齿来改善接触状况，但需耗费大量工时。而对于硬齿则只能使用齿端修形来补偿这些误差。齿端修形在修形后要确保修掉后的齿端部符合下面两个条件：
　　3.1齿根厚大于2.2倍的法面模数
　　3.2 齿顶厚大于0.4倍的法面模数
　　图5齿端修形
　　由此，可以用经验公式来计算，如下：
　　注：k ：吃端修掉厚度 bc=（0.05～0.15）xb，一般bc=0.1xb ；b：齿宽
　　齿端修形可减少齿面接触冲击力，增大传动的平稳性。
　　4.齿向修形
　　在传递较大的功率时，一对斜齿轮、斜齿轴安装好运转。它们啮合时有较大的径向压力，轴向力造成了扭矩，沿齿长方向接触并非是和设计时的想法完全一样即齿宽方向载荷分布均匀接触受力。这是因为齿轴的两个轴承支点有跨距，运转接触受力时齿轴变形，齿轴中心线并不再是直线，有不同轴度误差，斜齿轮也随之变形，这样就会出现很多弊病：易磨损，折齿，有噪音等等。
　　要想去掉以上弊病的最好方法是齿向修形（见图6）。做齿向修形是给一对做啮合接触的斜齿轴，斜齿轮中的一个做齿向修形（见图7），在做过齿向修形的一对斜齿轮、斜齿轴再传递较大的功率时，主要集中在靠近齿根的地方接触，接触效果好 。
　　图6 齿向修形
　　图7a 斜齿轴齿向修形
　　图7b 斜齿轮齿向修形
　　5.冠状修形
　　身边实践告诉我们：齿形连轴器内部齿轮的齿形；行星齿轮传动中的太阳轮都是有冠状修形的（见图8）。
　　冠状修形的齿在传递功率时，无论是效率还是齿的寿命都有很大的优势，但在加工稍大的
　　轮轴特别是斜齿时会带来很多问题，所以暂不多讲。
　　图8 冠状修形
　　6.结论
　　实践证明，渐开线斜齿轮的优化设计是实际可行的，它弥补了一般齿轮传动的很多不足，能获得令人满意的传递功率效果。
　　致谢：SEW工业减速机（天津）有限公司的各位领导大力的指导和协助。
　　参考文献：
　　[1]《机械设计手册 新编软件版2008》，2008.5.
　　[2]《机械设计基础》 大连工业大学出版社.
　　[3]《中国机械设计资料库》.资料网站.
　　[4]姚建平.《齿轮设计手册》 .
　　[5]周伟荣.《工业减速机》论文 .