壓力角是齒輪嚙合過程中關(guān)鍵幾何參數(shù)，其定義在不同文獻(xiàn)中略有差異，但核心內(nèi)涵一致：
1、標(biāo)準(zhǔn)壓力角（分度圓壓力角）：
定義為齒輪分度圓上，漸開線齒廓的切線與過嚙合點(diǎn)的法線之間的夾角。
標(biāo)準(zhǔn)齒輪的標(biāo)準(zhǔn)壓力角通常由刀具齒形角決定。
2、工作壓力角：
當(dāng)齒輪實(shí)際中心距偏離標(biāo)準(zhǔn)值時，基圓尺寸變化，導(dǎo)致實(shí)際嚙合點(diǎn)處的壓力角改變。此時稱為工作壓力角，需通過公式計算，如
常用壓力角值及其特性
1、 20°壓力角
應(yīng)用場景：
通用性最強(qiáng)：英制和公制齒輪的默認(rèn)選擇。
優(yōu)勢：
平衡了齒根強(qiáng)度與嚙合平穩(wěn)性，適合多數(shù)中等載荷場景。
制造成本低，刀具標(biāo)準(zhǔn)化程度高（AGMA推薦）。
缺點(diǎn)：
接觸比低于25°壓力角，高速時噪音略高。
2、 25°壓力角
應(yīng)用場景：
高負(fù)載、低轉(zhuǎn)速：如航空發(fā)動機(jī)、車輛傳動系統(tǒng)（案例中可提升20%扭矩容量）。
優(yōu)勢：
齒根更厚，彎曲強(qiáng)度顯著提高，抗點(diǎn)蝕能力增強(qiáng)。
齒頂圓角半徑大，減少應(yīng)力集中。
缺點(diǎn)：
接觸比降低，噪音增大，齒頂更?。ㄒ滓驖B碳處理不當(dāng)斷裂）。
3、 14.5°/14°30'壓力角
應(yīng)用場景：
低噪音、輕負(fù)載：早期機(jī)械（如紡織機(jī)、儀表齒輪）。
優(yōu)勢：
齒數(shù)較多時重合度高，傳動更平穩(wěn)。
齒頂較寬，降低嚙合沖擊噪音。
缺點(diǎn)：
齒根強(qiáng)度較低，不適合高扭矩場景。
4、 特殊高壓角（28°~32°）
應(yīng)用場景：
極端強(qiáng)度需求：如重型機(jī)械、船舶推進(jìn)系統(tǒng)（需定制刀具）。
優(yōu)勢：
極限彎曲強(qiáng)度提升，適用于短齒設(shè)計。
缺點(diǎn)：
制造難度大，重合度進(jìn)一步降低，需嚴(yán)格潤滑。
壓力角選擇的關(guān)鍵影響因素
1、傳動需求：
高轉(zhuǎn)速、低負(fù)載：優(yōu)先選14.5°~20°，優(yōu)化噪音與壽命。
重載、低轉(zhuǎn)速：選25°~30°，強(qiáng)化齒根強(qiáng)度。
2、空間與結(jié)構(gòu)限制：
小模數(shù)齒輪（如精密儀器）可能傾向14.5°，以增加重合度。
大模數(shù)齒輪（如風(fēng)電齒輪箱）常用25°，平衡強(qiáng)度與尺寸。
3、制造可行性：
標(biāo)準(zhǔn)刀具多支持20°，非標(biāo)角（如25°）需定制，成本增加。
4、材料與熱處理：
滲碳淬火齒輪常選25°，避免齒頂過薄導(dǎo)致的斷裂風(fēng)險。
總結(jié)
壓力角是齒輪設(shè)計的基石參數(shù)，直接影響傳動性能、強(qiáng)度與壽命。20°為通用標(biāo)準(zhǔn)，25°適用于高強(qiáng)度場景，14.5°側(cè)重低噪音，特殊高壓角則用于極端工況。設(shè)計時需綜合載荷、轉(zhuǎn)速、噪聲及制造成本等因素權(quán)衡選擇。
