导读:斜齿轮的噪音水平较低,并且可以传递比直齿轮更高的扭矩!
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当归结为降低噪音和传递高扭矩时,通常使用斜齿轮。使用这种斜齿轮,齿不再像直齿轮那样在轴向上作为直线运行,而是以一定的角度运行(一般于 20° 和 45° 之间的应用)。由于齿轮具有圆柱形的基本形状,因此齿廓描述了一段螺旋线(类似于螺钉的螺纹)。
图:斜齿
如果您将齿想象为缠绕(螺旋齿条),则只能获得直的齿线,就像螺纹的展开也会产生直的螺纹线一样。展开的齿线与原旋转轴的夹角称为螺旋角 β。
图:螺旋齿(齿条)的展开
对于斜齿,一对啮合齿轮的力不会突然作用在整个齿宽上,而是点状的(点接触!)。在啮合结束时,传力并没有突然下降,而是齿逐渐滑出,可以这么说。这种特殊的啮合大大降低了变速箱的噪音水平。
动画:斜齿轮啮合
动画:斜齿轮(放大动画)
由于啮合开始和结束时的圆周力只集中在非常小的齿区域上,因此这些最初会导致非常高的齿载荷。出于这个原因,在斜齿轮中应始终同时啮合多个齿,以便将负载相应地分配到多个齿上(更高的 重合度)。介于这一点,斜齿轮可以比相同尺寸的直齿轮传递更高的扭矩。
斜齿轮的噪音水平较低,并且可以传递比直齿轮更高的扭矩!
与斜齿轮相比,直齿轮的噪音水平更高,可以非常清楚地听到,例如,在汽车倒车时。与前进档齿轮相比,倒档齿轮出于成本原因是直齿齿轮。这会导致倒车时出现典型且明显更大的传输噪音!
虽然直齿轮中的齿载荷纯粹作用在圆周方向上,但轴向力是由斜齿轮中的螺旋线的节距产生的。螺旋角越大 ββ,轴向力越大。在承载齿轮轴时必须考虑到这一点。轴向力的方向取决于斜齿轮的旋转方向。
斜齿轮会产生必须由轴承吸收的轴向力!
这种由于产生轴向力的缺点可以通过人字齿轮或双螺旋齿轮来消除,后面更新的文章会更详细地描述。
斜齿轮对轴承磨损也有负面影响,因为产生的轴向力会导致更大的轴承力。
斜齿轮比直齿轮轴承磨损更大!
配对两个斜齿轮时,必须注意确保螺旋角相同(当然还有模数)。此外,螺旋方向必须指向相反的方向。类似于螺纹,有人说左旋斜齿轮或右旋斜齿轮(见上图)。该名称由当齿轮的旋转轴线垂直对齐时齿面上升的方向产生。
直齿轮可以被视为螺旋角为 0° 的斜齿轮的特例。因此,斜齿轮的特性平滑地融合到螺旋角减小的直齿轮的特性中。但是,应该注意的是,与直齿轮相比,小于 10° 螺旋角几乎没有任何优势!
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