渐开线蜗杆与斜齿轮啮合迹线的走向

hyfjy

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：



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：




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。

hyfjy

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：

waitthelove

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？

hyfjy

waitthelove 发表于 2015-1-2 23:27

                               
登录/注册后可看大图

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 ...

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。

ddrdrcr

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。

hyfjy

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。

hxhzzg1

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

cw118876

楼主好人！！

hyfjy

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。

yhdcx

谢谢，大神的教导。。。学习中