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楼主: zengxiaodong
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[滚齿] 滚齿、插齿、顶切、根切、内外啮合传动————动画

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 楼主| 发表于 2023-2-24 09:48 | 显示全部楼层

行星滚柱丝杠的啮合,用的是渐开线齿形,因此是线接触。
行星滚柱啮合迹线动画.gif


吴老师制作了完整的行星滚柱丝杠动画,参见
http://www.gearbbs.net/forum.php ... 99632&extra=&page=1
 楼主| 发表于 2023-2-25 08:10 | 显示全部楼层
最近为了论证圆弧齿轮的荒谬,看了很多关于圆弧齿轮接触强度的文献,结果发现其论证过程很滑稽,简直是完完全全的胡扯!

而楼上的动画,却是非常吻合圆弧齿轮接触应力的计算模型:

1、属于真正的线接触,而且是多齿同时线接触;

2、与接触线垂直方向的齿面法曲率半径很大;

3、齿面滑动速度很小,但是滚动速度很大,因此理论上非常易于形成流体动压油膜。
 楼主| 发表于 2023-2-25 15:37 | 显示全部楼层
zengxiaodong 发表于 2023-2-3 15:24
费尽九牛二虎之力,搞出了蜗杆齿条交错啮合的动画。

特点:

对比115楼的动画,也就是蜗杆与直齿条的啮合。显然是多齿线接触,而且接触线与齿面相对滑动速度近乎垂直,理论上是极其有利于润滑油卷吸进入啮合接触区,形成弹性流体动力润滑。但是,由于齿面相对滑动速度很大,所以发热磨损严重,效率低下;

而蜗杆与蜗杆构成的平行轴啮合对,不仅是线接触、接触线与齿面速度垂直,而且两个齿面几乎没有相对滑动,而是相互的纯滚动,这就更加有利于弹性流体动力润油膜的形成。

以上2种情况的啮合,齿面之间啮合的综合曲率半径也是很大的,因此Herz接触应力都是很小的!
 楼主| 发表于 2023-2-26 07:23 | 显示全部楼层
这是迄今为止人类找到的最完美齿轮啮合传动————渐开线内啮合平行轴蜗杆蜗杆传动!



行星滚柱内啮合接触迹线动画.gif

特点:

1、同时啮合齿数多,很容易达到10齿同时啮合;

2、线接触模式,Herz接触应力低;

3、凹凸齿面接触,比凸凸接触有更大的当量曲率半径,实现更大的接触面积和更低的接触应力;

4、接触迹线与齿面线速度近乎垂直,利于润滑油卷吸进入接触啮合区;

5、啮合两齿面线速度几乎相同,相对滑动速度很小,是高速的相互滚动,极其利于弹性流体动力润滑油膜的形成,油膜厚度最大化。
 楼主| 发表于 2023-2-26 12:06 | 显示全部楼层
行星滚柱丝杠动画.gif


补充内容 (2023-3-1 16:52):
行星滚柱丝杠动画
 楼主| 发表于 2023-2-27 09:15 | 显示全部楼层
zengxiaodong 发表于 2023-2-26 07:23
这是迄今为止人类找到的最完美齿轮啮合传动————渐开线内啮合平行轴蜗杆蜗杆传动!

对于第5条,齿面相对滑动速度很小,而相互之间的滚动速度很大,有定量的数值可以计算出来。


111.png
这是太阳轮与行星轮之间的比滑


222.png
这是行星轮与齿圈之间的比滑


从以上2张图形可以看出,最大的比滑也不超过0.2,也就是齿面之间几乎没有相对滑动。


补充内容 (2023-3-9 14:26):
这个计算数值是用当量齿轮法计算出来的,仅考虑了齿面之间轴向速度的相对差值,未考虑切向速度的相对差值,因此是很不严谨的!
 楼主| 发表于 2023-2-27 14:01 | 显示全部楼层
蜗杆-蜗杆传动既然齿面相对滑动速度很小,那么是否意味着传动效率很高呢?

为此进行了LTCA分析,确实是效率很高,单头蜗杆的传动效率能够达到95%以上,这比蜗轮蜗杆的传动效率高多了!

无标题.png
 楼主| 发表于 2023-2-28 08:50 | 显示全部楼层
即使齿面线速度仅有1米每秒,油膜厚度也能达到0.5μm以上

油膜厚度1.png
 楼主| 发表于 2023-2-28 14:05 | 显示全部楼层
同旋向蜗杆蜗杆啮合动画,这是吴老师的杰作,拿到这个帖子来充充门面!


同旋向蜗杆蜗杆啮合动画.gif
 楼主| 发表于 2023-3-1 09:28 | 显示全部楼层
同旋向的蜗杆蜗杆啮合传动,两根蜗杆的转向相同,因此啮合接触处相对滑动的速度很大,几乎是线速度的2倍,这样的话是否效率很低很低呢?
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