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分享一个有点设计难度的轮系3D图

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发表于 2016-3-16 10:55 | 显示全部楼层 |阅读模式

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以下给出的齿轮都是精确的齿轮模型,非示意型的齿轮,都是严格按照齿轮的设计加工原理来建模。
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本帖原来发布在SolidWorks论坛中,见到不少人关注,就转到这里!
注意:本帖中的图,只是给出了齿轮的轮系关系,其结构都做了省略处理!
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这是一个较为复杂的轮系产品,主要是配齿计算,有些难度!
此产品的轮系花了2个星期才搞定的,并且将此轮系作为2013年全国小模数齿轮技术研讨会的封面插图。
现在给出这个轮系的3D截图。

                               
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这个轮系的设计难点有:
(1)第2个蜗杆是黄铜的,采用一刀切削加工,只是分成了2段。——这样主要是为了便于加工。
(2)第2个蜗杆配对的2个斜齿轮,必须同时与蜗杆和外边的大斜齿轮啮合,这就要求中间的斜齿轮的必须满足同时与蜗杆和斜齿轮的啮合条件,实现轮齿啮合位置的正确。——配齿计算有点难度。
(3)涉及的齿轮设计知识:①平行轴渐开线齿轮副设计知识;②交错轴蜗杆斜齿轮副设计知识。③前两种啮合条件与装配条件给出的配齿要求。
(4)齿形的绘制必须是精确的渐开线,严格按照齿条型刀具包络法建立精确的齿轮3D模型。


评分

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 楼主| 发表于 2016-3-16 11:02 | 显示全部楼层
下面给出一个1拖2的少齿数交错轴斜齿轮传动的产品图。供大家欣赏。

                               
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上面这个齿轮副,设计难度不大,但是如果要使两边的斜齿轮共用,且两边的腰型孔的直边平行,则对中间的斜齿轮的设计就提出了要求:①若果是偶数齿,则容易实现;②如果是奇数齿,则两边的斜齿轮就不能满足现在的设计条件的。
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这个轮系是用于计算机上的,是给国内某知名品牌的电脑设计的传动方案。

 楼主| 发表于 2016-3-16 11:04 | 显示全部楼层
本帖最后由 mrmrw 于 2016-3-16 11:06 编辑

再给出一个直齿轮+面齿轮的交错轴齿轮副。
这种传动在飞机螺旋桨的传动中有用到。现在小模数齿轮副中也有使用的。
这种齿轮副,如果不做修形,噪音指标不是很好,如果对面齿轮适当修凸,啮合效果还差强人意吧!

                               
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对于面齿轮,可以以精确的3D模型加工模具型腔。


 楼主| 发表于 2016-3-16 11:07 | 显示全部楼层
本帖最后由 mrmrw 于 2016-3-16 11:09 编辑

再来一个内啮合齿轮副。
这种内啮合齿轮副,估计很多人没有用过,外齿轮副的设计较多。这种内啮合,适用于一些特殊的情况下的传动。
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内啮合齿轮传动,在一些偏心布置的产品中有使用。内齿轮的外圈就可以配置其它传动装置来 实现传动。
另外,内齿轮的双啮检测也是同样的方式,只是需要定制一套专用工具而已。


点评

以挖掘机的回转机构为典型,可以旋转360度。  发表于 2016-3-16 17:18
 楼主| 发表于 2016-3-16 11:10 | 显示全部楼层
常见的NGW型行星轮系是最常用也是最简单的行星轮系。
虽然设计不复杂,但是对外行而言还是有些难度的。毕竟有四个限制条件:①同心条件;②邻接条件;③装配条件;④传动比要求。综合起来,要求变位或者非均布的设计,就有点繁琐了。
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 楼主| 发表于 2016-3-16 11:11 | 显示全部楼层
对于齿轮的精确齿形建模问题,很多搞机械设计的人士可能觉得没有必要。其实情况并不是这样子的,现在的加工条件和以前的不同,比如以下的情况,如果没有精确的模型,就不好搞了:
(1)塑料齿轮:需要开模注塑,齿形都不精确,怎么能注塑出高精度的齿轮产品?
(2)雕刻齿轮:根据齿轮3D模型进行雕刻,作为塑料齿轮的电极使用。
(3)粉末冶金齿轮、冲压齿轮、锻造齿轮……这些都是要构建一定精度的3D才好的。
另外,在设计阶段,详细分析齿轮的啮合,并适当修形来观察啮合位置,都是需要精确的齿形的。
 楼主| 发表于 2016-3-16 11:11 | 显示全部楼层
这里谈到了精确齿形,下面给出一个齿向修形的齿轮啮合图。
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原图早已上传,在这里转一下,让大家看一下什么鼓形齿,顺便看一下精确模型的用处。
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齿向修鼓之后,轮齿的接触斑点形状!



 楼主| 发表于 2016-3-16 11:13 | 显示全部楼层
再普及一下齿形修形和齿向修形后的齿轮的差别。
(1)齿形修凸

                               
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(2)齿向修凸

                               
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精确的齿轮3D才能看到修形的齿轮的样子。

 楼主| 发表于 2016-3-16 11:16 | 显示全部楼层
本帖最后由 mrmrw 于 2016-3-16 11:17 编辑

很多人不了解蜗杆蜗轮副、蜗杆斜齿轮副的区别。特意做了两种齿轮副的接触斑点的形式。
这两对齿轮副的基本参数是一致的,但是中心距有点差别。

(1)蜗杆斜齿轮副——经典的点接触形式

                               
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(2)蜗杆蜗轮副——线接触形式(由于SW显示精度有限,只能看到一条不规则的带接触)

                               
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蜗轮蜗杆副和蜗杆斜齿轮副二者在理论上存在很大的差异,但是在加工时,可以适当的借鉴。
在小模数齿轮中,尤其是塑料齿轮中,基本上都是蜗杆斜齿轮副的设计,蜗杆蜗轮的非常少!




 楼主| 发表于 2016-3-16 11:21 | 显示全部楼层
上传图片了!
这是一个非常简单的平行轴轮系,但是为了降低噪音,在高速级采用了柔性皮带轮来传动,并且增加了张紧装置,以调整皮带的松紧度!
非常简单,对于高转速轻载传动有借鉴意义。
另外,当齿轮堵转时,皮带的打滑就有优势了,利于保护电机!——可以算是一个过载保护装置吧!
当然,如果皮带采用同步带,则此过载保护就没有了!

                               
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