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人字齒輪傳動(dòng)的定律

    人字齒輪,是一種圓柱齒輪,在某一部分齒寬上為右旋齒,而在另一部分齒寬上為左旋齒。人字齒輪的英語(yǔ)為。人字齒輪具有承載能力高、傳動(dòng)平穩(wěn)和軸向載荷小等優(yōu)點(diǎn),在重型機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。人字齒輪需要將兩側(cè)分體制造,然后組合在一起;或雖將兩側(cè)做成一體,但在兩側(cè)有效齒面之間留下必要的越程槽;或者采用插齒加工方法,但也需要將兩側(cè)齒面斷開(kāi)。
    人字齒輪因具有承載能力高、工作平穩(wěn)性好等優(yōu)點(diǎn)[1],被廣泛應(yīng)用在艦船后傳動(dòng)裝置中。人字齒輪傳動(dòng),相當(dāng)于2對(duì)旋向相反的斜齒輪成對(duì)使用。由于制造和安裝誤差的存在,2對(duì)斜齒輪傳動(dòng)時(shí)存在齒的相位差,從而造成人字齒輪兩端傳遞的扭矩不相等。齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性要求在輪齒嚙合過(guò)程中瞬時(shí)傳動(dòng)比 i=主動(dòng)輪角速度/從動(dòng)輪角速度=ω1/ω2=常數(shù),這個(gè)要求靠齒廓來(lái)保證。兩嚙合的齒廓E1和E2在任意點(diǎn)K接觸,過(guò)K點(diǎn)作兩齒廓的公法線N1N2,它與連心線O1O2交于C點(diǎn)。兩齒廓嚙合過(guò)程中保持接觸的條件是齒廓E1上的K點(diǎn)速度vK1和齒廓E2上的K點(diǎn)速度vK2在公法線N1N2方向的分速度相等,即vKn1=vKn2=vKn。由O1和O2分別向N1N2線作垂線交于N1和N2點(diǎn)。
    人字齒輪傳動(dòng)適用于傳遞大功率和大轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)。圓柱齒輪傳動(dòng)的嚙合形式有3種:外嚙合齒輪傳動(dòng),由兩個(gè)外齒輪相嚙合,兩輪的轉(zhuǎn)向相反;內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng),由一個(gè)內(nèi)齒輪和一個(gè)小的外齒輪相嚙合,兩輪的轉(zhuǎn)向相同;齒輪齒條傳動(dòng),可將齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)辇X條的直線移動(dòng),或者相反。用于平行軸間的傳動(dòng),一般傳動(dòng)比單級(jí)可到8,最大20,兩級(jí)可到45,最大60,三級(jí)可到200,最大300。傳遞功率可到10萬(wàn)千瓦,轉(zhuǎn)速可到10萬(wàn)轉(zhuǎn)/分,圓周速度可到300米/秒。單級(jí)效率為0.96~0.99。直齒輪傳動(dòng)適用于中、低速傳動(dòng)。斜齒輪傳動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),適用于中、高速傳動(dòng)。
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