分享一个有点设计难度的轮系3D图

mrmrw · 发表于 2016-3-16 10:55

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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。

mrmrw · 发表于 2016-3-16 11:02

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。

mrmrw · 发表于 2016-3-16 11:04

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。

mrmrw · 发表于 2016-3-16 11:07

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。

mrmrw · 发表于 2016-3-16 11:10

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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mrmrw · 发表于 2016-3-16 11:11

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。

mrmrw · 发表于 2016-3-16 11:11

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！

mrmrw · 发表于 2016-3-16 11:13

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。

mrmrw · 发表于 2016-3-16 11:16

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！

mrmrw · 发表于 2016-3-16 11:21

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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