齿根圆角半径

渐开线圆柱齿轮齿根过渡曲线及其圆角半径大小，以往在通用齿轮和汽车齿轮制造中未能引起足够注意但是航空齿轮是要严格控制的。

基本介绍

渐开线圆柱齿轮齿根过渡曲线及其圆角半径大小以往在通用齿轮和汽车齿轮制造中未能引起足够注意但是航空齿轮是要严格控制的。

齿轮齿根过渡曲线是由刀具齿顶的圆弧部分在切齿中的包络线所形成的这一部分刀刃加工出来的齿廓不是渐开线。在实际生产中有时为增大齿轮的齿根圆角以提高齿轮轮齿的抗弯强度而相应地增大刀具的齿顶圆角,也有时为改善刀具齿顶的磨损条件而增大刀具齿顶圆角因此保证正常啮合合理设计齿轮齿根圆角大小合理选用刀具。

按GB/T 1356-2001，齿根圆半径等于0.38m。

相关影响

圆角半径对齿根裂纹扩展的影响

齿根过渡圆角对齿根应力有着重要影响，而齿根应力是齿根疲劳裂纹扩展的重要影响因素，因此，研究齿根过渡圆角半径对齿根裂纹扩展的影响十分必要。

不同过渡圆角半径下的齿根裂纹扩展总体趋势一致，但扩展前期过渡圆角半径越大，裂纹越向深入齿轮轮缘方向扩展，扩展后期过渡圆角半径越大，裂纹越往齿顶方向扩展。过渡圆角半径对齿轮临界裂纹长度影响较小。相同裂纹长度下，过渡圆角半径越大，裂纹尖端 Mises 应力越小，裂纹扩展速率越小，齿轮的裂纹剩余寿命越长。

齿根圆角半径对齿轮冷锻成形的影响

齿轮是汽车、船舶及各类机械中应用广泛的重要传动零件。传统的切削加工齿轮的方法有很多缺陷：如材料的利用率低、生产率低、生产成本较高等。齿轮冷锻成形是一种少无切削加工的新工艺，它可以使齿轮加工的材料利用率提高30%以上。齿轮强度提高20%以上，生产效率提高40%左右。而圆柱直齿轮冷精锻尚未进入工业化应用阶段。其关键因素是齿形角隅充填困难，成形力大。

增大齿根圆角半径可以改善金属流动。从而在一定程度上降低模具的载荷，降低材料的等效应力．并且可以将等效应变降低很多。由此可知，在齿轮满足使用要求的前提下，尽量增大齿根团角半径，对降低模具载荷，提高模具的使用寿命．提高齿轮的成形性能还是有一定帮助的。

齿轮传动设计

在齿轮设计中，齿轮的压力角、齿顶高系数及齿根圆角半径的选择对齿轮轮齿的接触强度、齿根强度、弯曲强度、滑动率、振动及噪音有着重要的影响，在齿轮的设计中，应根据不同的工况条件，进行合理的选择。

压力角的选择

压力角αp=20°，这是标准基本齿条的标准值；但对于某些特定的齿轮设计来说并不是最佳值。大压力角(αp>20。)和小压力角(αp<20。)齿轮的特点和应用见表1。大压力角有利于齿轮的强度(接触、弯曲和胶合)，而小压力角有利于齿轮的动态特性(噪声和动载荷)，因此αp=20。的标准值其实是一个强度和动态特性的折中值．因此，根据各种齿轮使用条件、加工条件等，选用更合理的压力角、齿顶高系数、过渡圆角半径的组合，是设计高性能齿轮的

有效措施之一。

齿顶高系数的选择

国内外标准都毫无例外地规定齿轮的齿顶高ha=1m，即齿顶高系数ha*=1。一般的齿轮设计取此标准值即可，但是要了解，这也是一个折中值。因为如果能根据不同齿轮的使用条件和其他要求，适当地改变危?值，即采用长齿(ha*>1)或短齿(ha*<1)，就可能设计出性能更好的齿轮传动。长齿和短齿齿轮的特点和应用见表2。

齿根圆角半径ρfp的选择

标准基本齿条的齿根圆角半径ρfp=0．38m，此外还有其他的ρfp(0．3m、0．25m和0．39m)可供选择。

齿根圆角半径ρfp值的大小，影响齿根过渡曲线的形状。当用齿条形刀具切削齿轮的过渡曲线时，刀具圆角圆弧的中心在毛坯上所描绘的是延伸渐开线的等距曲线，其距离为刀具圆角半径。该等距曲线的曲率半径是连续变化的，它与齿根圆连接点处的曲率半径最小，而与渐开线连接点处的曲率半径最大。因此ρfp值的大小会影响齿轮的齿形系数和齿根的应力集中系数(ρfp加大，应力集中系数减小)，从而影响齿轮的齿根弯曲强度。

采用大的ρfp值不仅提高了齿根的弯曲强度，而且提高了切齿刀具的耐久性。此外，齿顶间隙也增大了(cp=0．4m)，所以便于采用齿面磨削或过渡圆角的强化处理(例如滚压、喷丸等)。因此，对于渗碳火齿轮采用大的砌值是非常有利的(齿根过渡曲线处不磨削为佳)。但是，因为全齿高增加了(h=2．4m从齿顶载荷线与中心线的交点至危险截面的距离大，这是一个缺点。

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