什么是齿轮的侧隙？有什么用？怎么计算的？

什么是齿轮的侧隙？有什么用？怎么计算的？

齿轮侧隙是机械工程领域中的一个重要概念，它关系到齿轮传动的平稳性、可靠性和使用寿命。本文将详细介绍齿轮侧隙的定义、作用、相关参数以及计算方法，帮助读者全面理解这一专业话题。

什么是侧隙？

侧隙是两个相互啮合的齿轮的工作面相接处时，在两个非工作齿面之间形成的间隙。如下图所示：

齿轮副的侧隙

侧隙有圆周侧隙jwt，法向侧隙jbn和径向侧隙jr之分。

侧隙的作用是什么？

齿轮副在实际传动中，必须保证时刻呈单面啮合的工作状态，工作齿面必须保持接触，而非工作面之间要留有一定的间隙，以便存留润滑空间，保证润滑油膜，补偿热膨胀和齿轮制造及安装的误差。总结一下：

• 为了齿轮的平稳运行，给出了适当的齿隙。
• 无齿隙意味着齿轮需要以非常高的精度制造。
• 间隙提供更好的润滑。
• 它可以防止齿轮过热。紧密啮合的齿轮也会受到干扰，最终导致系统卡死。
• 噪音较小。

另一方面，过度间隙也有一些缺点：

• 反向间隙过大会导致反转时产生冲击载荷。
• 对于丝杠、螺旋量规等测量仪器，应避免间隙。它会产生称为间隙误差的误差。

侧隙与哪些参数相关？

1.最小侧隙

最小侧隙基本由油膜厚度和热膨胀所决定。据相关资料介绍：

一般而言，正常油膜厚度在12μm左右。齿轮由热膨胀引起的侧隙减小，以温升60℃，分度圆60mm为例： 钢齿轮的侧隙减小量在3μm左右。 尼龙齿轮的侧隙减小量在3040μm左右。

2.齿厚偏差

齿厚增大侧隙减小，齿厚减小侧隙增大。

3.齿距偏差

此问题点涉及主动轮和被动轮的判断，以及齿距变化后的啮合有效性问题，需要具体分析。

4.不圆度偏差

具体体现在齿槽（齿体）跳动上。同样跟侧隙负相关。

5.中心距偏差

中心距跟侧隙正相关。中心距和平行度对于传递运动的准确性、传递运动的平稳性、疲劳强度、振动噪声等，都具有重要影响。

6.齿轮传动副定位的的位置误差

7.齿顶定心的间隙误差

侧隙怎么计算？

1.外啮合齿轮

如上图，两工作齿廓在K 点接触时,非工作齿廓沿齿廓公法线(基圆公切线) 的侧隙jbt可用下式表述：

jbt = LM = PM - PL = ( KP + PM) - ( KP + PL)

把KP , PM 朝相反方向卷绕在基圆rb2上,这时K,M 点分别描出齿轮2 的齿槽的左、右齿廓, P 点描出基圆rb2的两条对称的渐开线(虚线) ; 同样地, 把KP ,PL 朝相反方向卷绕在基圆rb1上,这时K, L 点分别描出齿轮1 的齿的两侧齿廓, P 点描出基圆rb1的两条对称的渐开线(虚线)。由渐开线的特性知道

KP + PM = eb2 + 2 rb2invαwt

KP + PL = sb1 - 2 rb1invαwt

上式减下式,就得到端面齿廓法向侧隙的基本公式

jbt = eb2 - sb1 + 2 ( rb1 + rb2) invαwt (1)

式中：

图1 所示为齿轮1 的齿在齿轮2 的齿槽内时的侧隙;对称地,齿轮2 的齿在齿轮1 的齿槽内时的侧隙

jbt = eb1 - sb2 + 2 ( rb1 + rb2) invαwt (3)

由于

sb1 + eb1 = pb1

sb2 + eb2 = pb2

pb1 = pb2 = pb

式中　pb ———基圆齿距

eb1 - sb2 = eb2 - sb1

eb2 = pb - sb2

这样,式(1) ,式(3) 是相等的。侧隙的基本公式还

可写成对称的形式

jbt = pb - ( sb1 + sb2) + 2 ( rb1 + rb2) invαwt (4)

式(1) 是最直接的, 从有制造偏差的角度看, 式(1) ,式(3) 和式(4) 不是完全相同的。

2.内齿轮

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