
【机】 face width
【机】 face; face of tooth; tooth face; tooth surface
齿面宽是机械工程领域中描述齿轮几何特征的核心参数,中文术语对应英文"face width"或"tooth face width",特指齿轮齿沿轴线方向的接触表面宽度。该参数在齿轮传动设计中具有以下技术意义:
几何定义
齿面宽指齿轮齿部沿轴向从一端面到另一端面的实际测量长度。在渐开线圆柱齿轮中,该数值直接影响齿轮副的接触线总长度,公式表达为:
$$
b = frac{F}{m_n}
$$
其中$b$为齿面宽,$F$为法向力,$m_n$为法向模数。
工程功能
较宽的齿面可提升齿轮承载能力,但超过临界值后会产生偏载效应。ISO 6336标准规定齿宽系数推荐范围为$0.5 leq psi_d leq 1.2$,其中$psi_d=b/d_1$,$d_1$为小齿轮分度圆直径。
制造标准
美国齿轮制造商协会AGMA 2001-D04明确指出,齿面宽公差应控制在$IT7$至$IT9$级精度范围,确保啮合过程中接触斑点的均匀分布。
失效关联性
清华大学摩擦学国家重点实验室研究表明,齿面宽与点蚀失效存在非线性关系,当宽径比超过0.85时,接触疲劳寿命下降约23%。
齿面宽是齿轮设计中的关键参数,具体指齿轮齿部在轴向上的实际接触宽度,即两个端面之间的长度。以下是详细解释:
基本定义
齿面宽(也称齿长)指齿轮齿的实际工作部分在轴向的延伸长度,通常与齿轮坯的轴向厚度(齿宽)在直齿轮中相等。但在斜齿轮或特殊设计中,两者可能因加工或功能需求产生差异。
与齿宽的区别
设计规范
设计中常要求小齿轮齿面宽比大齿轮大5~10mm,以补偿安装误差并确保有效接触面积。此外,齿面宽直接影响齿轮的承载能力和传动效率:较宽的齿面可提升负载能力,但过宽可能增加摩擦和噪声。
应用注意事项
需与“齿厚”(单个齿的径向厚度)区分,避免混淆。实际加工中,齿面宽需通过啮合印痕测试调整,确保传动稳定性。
如需进一步了解齿轮参数或设计标准,可参考机械设计手册或专业文献。
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