变位系数
名称由来
标准齿轮传动存在着一些局限性：（1）受根切限制，齿数不得少于Zmin，使传动结构不够紧凑；（2）不适合于安装中心距a'不等于标准中心距a的场合。当a' 齿轮传动示意图 为了改善齿轮传动的性能，出现了变位齿轮。如图所示，当齿条插刀齿顶线超过极限啮合点N1，切出来的齿轮发生根切。若将齿条插刀远离轮心O1一段距离（xm），齿顶线不再超过极限点N1，则切出来的齿轮不会发生根切，但此时齿条的分度线与齿轮的分度圆不再相切。这种改变刀具与齿坯相对位置后切制出来的齿轮称为变位齿轮，刀具移动的距离xm称为变位量，x称为变位系数。刀具远离轮心的变位称为正变位，此时x>0；刀具移近轮心的变位称为负变位，此时x<0。标准齿轮就是变位系数x=0的齿轮。 概念 齿轮的变位系数 变位系数 x 是径向变位系数，加工标准齿轮时，齿条形刀具中线与齿轮分度圆相切。加 工变位齿轮时齿条形刀具中线与齿轮分度圆相切位置偏移距离 xm，外移 x 为正，内移 x 为 负。除了圆锥齿轮有时采用切向变位 xt 外，圆柱齿轮一般只采用径向变位。 变位系数 x 的选择不仅仅是为了凑中心距，而主要是为了提高强度和改善传动质量。 主要功用 (1)减小齿轮传动的结构尺寸，减轻重量 在传动比一定的条件下，可使小齿轮齿数 zl< zmin，从而使传动的结构尺寸减小，减轻机构重量。 (2)避免根切， 提高齿根的弯曲强度 当小齿轮齿数 z1 (5)配凑中心距 当齿数 z1、z2 不变的情况下，啮合角 α’不同，可以得到不同的中心 距，以达到配凑中心距的目的。 (6)修复被磨损的旧齿轮 齿轮传动中，小齿轮磨损较重，大齿轮磨损较轻，可以利用负 变位把大齿轮齿面磨损部分切去再使用， 重配一个正变位小齿轮， 这就节约了修配时需要的 材料与加工费用。 选择原则 (1)润滑条件良好的闭式齿轮传动 当齿轮表面的硬度不高时(HBS350)，常因齿根疲劳裂纹的扩展造成轮齿折断而使传动失 效，这时，选择变位系数应使齿轮的齿根弯曲强度尽量增大，并尽量使相啮合的两齿轮具有 相近的弯曲强度。 (2)开式齿轮传动 齿面研磨磨损或轮齿折断为其主要的失效形式。故应选择总变位系数 x∑ 尽可能大的正变位齿轮，并适当分配变位系数，使两轮齿根处的最大滑动率相等，这样 不仅可以减小最大滑动率，提高其耐磨损能力，同时还可以增大齿根厚度，提高轮齿的弯曲 强度。 (3)重载齿轮传动 重载齿轮传动的齿面易产生胶合破坏， 除了要选择合适的润滑油粘度， 或采用含有添加剂的活性润滑油等措施外，应用变位齿轮时，应尽量增大传动的啮合角(即 增大总变位系数 x∑)，并适当分配变位系数 xl 和 x2，以使最大滑动率接近相等，这样不仅 可以增大齿面的综合曲率半径， 减小齿面接触应力， 还可以减小最大滑动率以提高齿轮的抗 胶合能力。 (4)高精度齿轮传动 对于精度高于 7 级的重载齿轮传动， 为了减小节点处齿面上的压力， 可以适当选择变位系数，使节点位于两对齿啮合区，以减少每一对啮合轮齿上的载荷，提高 承载能力。 (5)斜齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动可以采用高度变位或角度变位，而实际上多采 用标准齿轮传动。利用角度变位，可以增加齿面的综合曲率半径，有利于提高斜齿轮的接触 强度，但变位系数较大时，又会使啮合轮齿的接触线过分地缩短，反而降低其承载能力。故 采用角度变位，对提高斜齿圆柱齿轮的承载能力的效果并不大。有时，为了配凑中心距的需 要，采用变位齿轮时，可以按其当量齿数 zv(=z/cos3β)，仍用直齿圆圆柱齿轮选择变位 系数的方法确定其变位系数。 限制条件 1保证加工时不根切； 2 保证加工时不顶切； 3 保证必要的齿顶厚； 4 保证必要的重合度； 5 保证啮合时不干涉； 通常采用角度变位，大、小齿轮都用正变位，按等滑动比的原则选取 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容