齿轮的压力角是什么？常用值有哪些？

1、标准压力角（分度圆压力角）： 

• 定义为齿轮分度圆上，渐开线齿廓的切线与过啮合点的法线之间的夹角。

• 标准齿轮的标准压力角通常由刀具齿形角决定。 

• 当齿轮实际中心距偏离标准值时，基圆尺寸变化，导致实际啮合点处的压力角改变。此时称为工作压力角，需通过公式计算，如 
  

1、 20°压力角

• 应用场景： 

• 通用性最强：英制和公制齿轮的默认选择。

• 优势： 

• 平衡了齿根强度与啮合平稳性，适合多数中等载荷场景。

• 制造成本低，刀具标准化程度高（AGMA推荐）。

• 缺点： 

• 接触比低于25°压力角，高速时噪音略高。

2、 25°压力角

• 应用场景： 

• 高负载、低转速：如航空发动机、车辆传动系统（案例中可提升20%扭矩容量）。

• 优势： 

• 齿根更厚，弯曲强度显著提高，抗点蚀能力增强。

• 齿顶圆角半径大，减少应力集中。

• 缺点： 

• 接触比降低，噪音增大，齿顶更薄（易因渗碳处理不当断裂）。

3、 14.5°/14°30'压力角

• 应用场景： 

• 低噪音、轻负载：早期机械（如纺织机、仪表齿轮）。

• 优势： 

• 齿数较多时重合度高，传动更平稳。

• 齿顶较宽，降低啮合冲击噪音。

• 缺点： 

• 齿根强度较低，不适合高扭矩场景。

4、 特殊高压角（28°~32°）

• 应用场景： 

• 极端强度需求：如重型机械、船舶推进系统（需定制刀具）。

• 优势： 

• 极限弯曲强度提升，适用于短齿设计。

• 缺点： 

• 制造难度大，重合度进一步降低，需严格润滑。

压力角选择的关键影响因素

• 高转速、低负载：优先选14.5°~20°，优化噪音与寿命。

• 重载、低转速：选25°~30°，强化齿根强度。

• 小模数齿轮（如精密仪器）可能倾向14.5°，以增加重合度。

• 大模数齿轮（如风电齿轮箱）常用25°，平衡强度与尺寸。

• 标准刀具多支持20°，非标角（如25°）需定制，成本增加。

• 渗碳淬火齿轮常选25°，避免齿顶过薄导致的断裂风险。

总结

压力角是齿轮设计的基石参数，直接影响传动性能、强度与寿命。20°为通用标准，25°适用于高强度场景，14.5°侧重低噪音，特殊高压角则用于极端工况。设计时需综合载荷、转速、噪声及制造成本等因素权衡选择。