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目前,斜齿轮式蜗杆传动的各种计算方法,大致可归纳为四类: 1、按螺旋齿轮来设计 齿轮和蜗杆的法向模数都是标准模数,是比较成熟的方法,使用的也比较多。但是按法向模数来加工蜗杆: 首先,关注了法向模数却无视蜗杆的轴向模数特性;失去了轴向模数标准的特性,已不姓“蜗杆”,而变成相错角为90°的螺旋齿轮了。 第二,无法直接在车床上用标准的模数螺纹进行加工。因为车床上没有提供让你任意选用的交换齿轮。挂轮不准,就容易出问题。同时,要找到轴交角为90°的两个螺旋齿轮也是很费劲的,也许有人会说,可以用数控车床,那又另当别论了。但是整数总比小数好。 2、蜗杆保持轴向标准模数的正交螺旋齿轮传动 斜齿轮按蜗杆法向模数数据制作非标准齿轮滚刀来加工,这是计算最简单,也是最正规的方法,60年代我们厂里军品都是用这种方法。然而,一对蜗杆副一把非标滚刀,制造成本高。 3、蜗杆保持轴向标准模数,齿形角随意选取的的设计方法 这是一种最不好的设计方法。前些日子我在论坛中溜了一圈,发现了采用此设计方法的一些例子,我抄录了其中有一个帖子提供的计算数据以便我们对照讨论。这种设计虽然保留了蜗杆的轴向标准模数,但是未能满足啮合要求,因此不是一种正确的设计方法。 该设计方法错在对啮合理论了解不够,凭主观想象误认为凡是齿轮与蜗杆齿形角都是20°,不管轴向压力角,法向压力角,似乎凡是20°都一样,都能啮合。就像把法向直廓蜗杆的齿形角就当做法向压力角一样,这是一种普遍存在的非常糊涂的想法。前文提到的长沙机床厂的键槽插床中,蜗杆斜齿轮传动副斜齿轮损害一事,就是设计方法导致产品缺陷的典型例子。 4、法基节相等原则的设计方法 法基节相等指滚刀法基节mn×π×cosαn等于蜗杆的法基节mn1×π×cosαn1 本人在上世纪70年代撰文《螺旋齿轮式蜗论副的设计、加工与测量》,提出的此算法,是总结了军品中用非标准齿轮滚刀加工斜齿轮,及键槽插床的教训而研究完成的。 (1)法基节相等原则设计方法的主要计算公式 蜗杆、斜齿轮啮合参数模数计算公式 (1)mn1=mx1cosγ1(mn1为蜗杆法向模数) (2)cosαn1=mn×cosαn/mn1(αn1为蜗杆法向压力角) (3)sinβ2j=tanγ1(β2j为用于斜齿轮加工时的螺旋角) (4)mn=mx1(mn为斜齿轮滚刀法向模数,mx1为蜗杆轴向模数) (2)公式特点 这种设计方法理论严格,计算简单,最大优点是使以下5项指标都能符合标准要求,现介绍给论坛朋友,与大家分享。 a.原理达标.按渐开线螺旋齿轮传动法基节相等原理进行设计; b.蜗杆保持轴向标准模数,可以在车床加工; c.加工斜齿轮的滚刀是标准模数的齿轮滚刀,满足了刀具的标准化要求; d.加工时,斜齿轮的螺旋角达标(不再等于蜗杆螺旋升角),按渐开线几何原理求得; e.加工蜗杆的车刀齿形角达标。车刀齿形角是蜗杆基圆柱螺旋升角γb,γb等于所用滚刀的法向压力角(20°)。
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