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渐开线蜗杆与斜齿轮啮合迹线的走向

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发表于 2014-4-29 10:15 | 显示全部楼层 |阅读模式

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渐开线蜗杆与渐开线斜齿轮啮合副,已广泛运用于小功率传动,这种啮合副比较容易进行设计与生产,在生产中,如果零件的精度稍差,或者对传动比的要求不是十分苛刻,也是一种很好的选择方法。
这类传动副目前在一般的设计资料中,因其理论上尚不完全成熟,故多半没有收录进各种大块头的设计资料中。
这类啮合副属典型的点接触传动副,从微观上说,局部应力较大,效率也较低,好在传动的扭矩不大,对效率的要求也较低,故还是相当有市场,这样的设计,避开了蜗轮的制造,装配中存在的各种问题。

本篇主要讨论这类接触副在接触点移动的方向上,用一个动画来表示,在很小的范围内,沿法向移动的表示。

在图上的啮合副中剖面上,作一个平面,在图形上处理成半透明,对比色,然后让其绕齿轮中心到蜗杆的垂线旋转一个蜗纹升角,位于法面位置,如下图:

啮合线移动的方向是法向.gif

处理后,把需要检查啮合印痕的传动副也取成对比色,并把其中的一件取半透明,这样就能清楚地看到啮合位置在运动仿真全过程中的移动了。如下图:

渐开线蜗杆与斜齿轮啮合经过的区域2.gif


在取成明显对比色的啮合接触点的移动过程中,可以看到是通过那个法向片体的。
 楼主| 发表于 2014-4-29 10:44 | 显示全部楼层
上例计算的记录:

     渐开线蜗杆配斜齿轮初算记录
计算日期:2014-04-29             计算时间:08:44:34
输入数据
  法向模数: .6    蜗杆分度圆直径: 5  蜗杆头数: 1  斜齿轮齿数: 40
法向压力角: 20  斜齿轮预选螺旋角: 6.89210257934639
                                 
计算数据
          法向模数: .6
          轴向模数: .604367223019035
          螺纹升角: 6.89210257934639
          螺旋方向: 蜗杆与斜齿轮同向
      零变位中心距: 14.5873444603807
  输入传动副中心距:14.75
      螺杆当量齿数: 8.27311576399391
    蜗杆轴向压力角: 20.1339195068419
斜齿轮径向变位系数: .2711
        蜗杆螺旋角: 83.1078974206537
蜗杆基本参数        83.10789742065361
蜗杆大径: 6.2      蜗杆小径: 3.5      蜗杆齿数: 1
蜗杆法向模数: .6    蜗杆法向压力角: 20   蜗杆分度圆直径: 5
蜗杆径向变位系数: 0   蜗杆基圆直径: 1.56559093858108
蜗杆端面模数: 5     蜗杆轴向模数: .604367223019035
蜗杆轴向压力角: 20.1339195068419   蜗杆端面压力角: 71.752752179164
蜗杆分度圆法向齿厚: .942477796076937               蜗杆分度圆测量齿高: .6
蜗杆分度圆螺纹升角: 6.89210257934639               蜗杆分度圆螺旋角: 83.1078974206537
蜗杆有效齿长度: 25
蜗杆(轴向)导程: 1.89867562790706
斜齿轮基本参数
斜齿轮大径: 25.7    斜齿轮小径: 23    斜齿轮齿数: 40
斜齿轮法向模数: .6     斜齿轮法向压力角: 20     斜齿轮变位系数: .2711
斜齿轮分度圆直径: 24.1746889207614  斜齿轮基圆直径: 22.69738911811
斜齿轮端面模数: .604367223019035   斜齿轮端面压力角: 20.1339195068419
斜齿轮分度圆螺旋角: 6.89210257934639               斜齿轮宽度: 10
斜齿轮(轴向)导程: 628.318530717958
斜齿轮公法线跨齿数: 5  斜齿轮公法线公称值: 8.42519
斜齿轮公法线跨齿数: 6  斜齿轮公法线公称值: 10.19647

对渐开线蜗杆建模所用的端面渐开线线条图:

渐开线蜗杆的端面齿形图.JPG
发表于 2015-1-2 23:27 | 显示全部楼层
费工 ,我向你请教一个问题 现在汽车座椅调角器 和汽车前窗雨刷  

国外法雷奥公司 就是从电机主轴金属蜗杆与POM斜齿轮啮合,作为一级传动。

在学校学到的是蜗杆与斜齿轮传动时候是磨损大,效率低。  老外这样做的是基于什么考虑呢?

 楼主| 发表于 2015-1-5 08:47 | 显示全部楼层

主要考虑的是降低成本,在民用产品上,“能用”就是王道,如果在设计后的测试性能,寿命达到了使用的设计要求,那这款设计就会被用于实践。任何存在的东西都有其合理性。
发表于 2016-4-26 11:12 | 显示全部楼层
费工,请教,我看过马工的计算法,按他的步骤,蜗杆、斜齿轮的分度圆螺旋角定了以后中心距和总变位系数就定了,但按你的计算,斜齿轮的变位系数反过来会影响中心距,我都有点搞糊涂了,不知怎么算了。
 楼主| 发表于 2016-4-27 07:30 | 显示全部楼层
ddrdrcr 发表于 2016-4-26 11:12
费工,请教,我看过马工的计算法,按他的步骤,蜗杆、斜齿轮的分度圆螺旋角定了以后中心距和总变位系数就定 ...

渐开线蜗杆与斜齿轮啮合,基本原理是螺旋齿轮的空间啮合,是点啮合,然而因渐开线齿形具有中心距可分性,故这类传动也同时具有中心距可分性,如果不是追求“在最小体积下的最小中心距及最大重合度”这一设计质量的目标值,用较为粗略的方法计算,在计算出零变位基本中心距后,在上下进行圆整,然后把与基本中心距的差值全部加给齿轮,计算出因安装位置与基本中心距不同而产生的径向变位系数,只要这个径向变位系数值不是太大,对目标函数值也没有过多的期待,这样计算出的结果,实际并未完全达到零侧隙的目标,按这样计算生产的产品,并不影响正常的啮合传动,如果有所追求,那计算是相对复杂的,一个零件的螺纹升角与另一个零件的螺旋角并不一样,各取所需吧,根据自己的实力,选择计算方法,目标是一个,就是产品达到设计目标,产品成本较低,结实,耐用。
用最低的成本,保证设计产品符合使用的要求,是设计人员的基本职责。同时,精益求精,一丝不荀,不断攀登高峰,也是设计人员的努力方向。基本理论一定要去实践,工作要认真负责。
发表于 2016-4-27 07:54 | 显示全部楼层
waitthelove 发表于 2015-1-2 23:27
费工 ,我向你请教一个问题 现在汽车座椅调角器 和汽车前窗雨刷  

国外法雷奥公司 就是从电机主轴金属蜗 ...

如果从加工成本考虑,斜齿轮可以直接注塑成型,但是蜗轮必须滚齿加工,注塑比滚齿加工要节省很多成本
发表于 2016-5-31 17:06 | 显示全部楼层
楼主好人!!
 楼主| 发表于 2016-6-1 08:11 | 显示全部楼层
ddrdrcr 发表于 2016-4-26 11:12
费工,请教,我看过马工的计算法,按他的步骤,蜗杆、斜齿轮的分度圆螺旋角定了以后中心距和总变位系数就定 ...

回答过一次,觉得您似乎尚未注意,在空间螺旋齿轮啮合中,利用渐开线的中心距可分性,可以得到中心距可变的空间啮合,如果不考虑齿侧间隙对传动造成的影响,也就是在较小的合理的变动范围内,得到的并不是最小中心距啮合,而仅是一种表征渐开线可以平稳传动的啮合,在这种传动状态下,传动是平稳的,重合度有所降低,但这在使用中,是可以被接受的。故在设计这类传动时,为计算简单,也有一些企业采用简化计算,得到传动零件的各尺寸参数。虽不严谨,但能使用
发表于 2016-6-23 12:05 | 显示全部楼层
谢谢,大神的教导。。。学习中
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