齿轮修形

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引子

在机械工程中，齿轮传动是一种应用最广的机械传动形式，具有传动效率高、结构紧凑等特点。但由于不可避免地存在制造和安装误差, 齿轮传动装置的振动和噪声往往较大, 特别是在一些高速重载传动装置中, 振动和噪声对传动性能有较大的影响。甚至由于制造误差造成的接触不良还会过早的导致齿轮失效。齿轮修形是降低齿轮传动装置振动和噪声，改善啮合状态的一种成熟而有效的技术, 近年来获得了越来越广泛的应用。齿轮修形包括齿廓修形和齿向修形。今天我们来简单了解一下。

齿廓修形

齿廓修形是相对于标准齿廓所进行的微量修整，使其偏离理论齿廓。齿廓修形包括修缘、修根和挖根等。

①修缘：有意识的修削齿顶的齿形，当齿轮齿面受外力产生变形时，可以避免对与之啮合的齿轮产生干涉，减轻轮齿的冲击振动和噪声，减小动载荷，改善齿面的润滑状态，减缓或防止胶合破坏；

②修根：其原理同修缘一样，是把齿根部位的齿形略作修整。但修根使齿根弯曲强度削弱。因此使用的情况较修缘少，采用磨削工艺修形时，有时为提高工效会以小齿轮修根代替配对大齿轮修缘；

③挖根：经淬火和渗碳的硬齿面齿轮，在热处理后需要磨齿，为避免齿根部磨削烧伤和保持残余压应力的有利作用，齿根部不应磨削，为此在切制时可进行挖根。此外，通过挖根可增大齿根过渡曲线的曲率半径，以减小齿根圆角处的应力集中。

TIPS

1. 在进行齿形修形的设计时注意不能修形过量，否则会增加齿形误差，对啮合造成不利影响。

2. 关于修形量的计算，国内、外有不少介绍, 其理论根据大致可归纳为三类：材料力学的方法，弹性力学的方法和数值解法。三类计算方法所得到的结果相差不大。有兴趣的可以网上了解一下。
   

齿向修形

齿向修形指的是沿齿线方向微量修整齿面，使其偏离理论齿面。通过齿向修形可以改善载荷沿轮齿接触线的不均匀分布，提高齿轮承载能力。齿轮修形可以分为齿端修薄、螺旋角修整、鼓形修整、曲面修整。

①齿端修薄：对轮齿的一端或两端在一小段齿宽上将齿厚向端部逐渐削薄。该方法最简单；

②螺旋角修形：微量改变齿向或螺旋角β的大小，使实际齿面位置偏离理论齿面位置。该方法比齿端修薄要好；

③鼓形修整：采用齿向修形使轮齿在齿宽中央鼓起，一般两边呈对称形状，能够较好的改善轮齿接触线上载荷的不均匀分布；

④曲面修形：按实际偏载误差进行齿向修形。考虑实际偏载误差，特别是考虑热变形，则修整以后的齿面不一定总是鼓起的，而通常呈凹凸相连的曲面。该修形方法最好，但实施起来也是最困难的。

TIPS

1. 同齿廓修形一样，在进行齿向修形的设计时注意不能修形过量，否则会引起齿轮接触面积减少，对齿轮强度产生不利影响。

2. 关于齿向修形量的计算，国内、外在齿向修形和热变形修形方面进行研究的亦为数不少，其中大多数是计算出变形量，然后根据镜面对称的关系确定所需的修形量。根据Kisssoft软件公司给出的经验公式，该值约为齿向公差的2倍。
   

齿顶倒角

你可能会比较好奇这里怎么又出来一个齿顶倒角，它也属于修形吗？我们说是的，通过齿顶倒角的加工，对防止发生在齿顶的撞痕和毛刺起到了很好的作用。

但是倒角不宜过大，否则会降低有效齿顶高，减少啮合率。通常倒角大小约为0.1m（其中m为模数）。

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