斜齿轮的导程与轴向自由度

zengxiaodong · 发表于 2021-10-15 12:12

DD99 发表于 2021-10-15 10:02
佩服，一个话题持之以恒基本还是自言自语的

哈哈，自言自语也很好啊，权当工作笔记记下来，日后也可以查阅。

而且，这些都是实际要投产的产品，并不是纸上谈兵，因此，必须把每一个细节都搞清楚，否则必然在加工、装配、使用过程中碰壁！

后续我将提供实物照片，并且会有详细的耐久测试记录。

zengxiaodong · 发表于 2021-10-15 12:19

仿照前述依样画葫芦，重新把37齿过桥齿轮调整到与齿条同一侧啮合，确保加载测试与实际工作状态尽可能接近。

无标题1.png

zengxiaodong · 发表于 2021-10-15 12:20

齿轮中心距206.305，由此确定37齿齿轮的变位系数

无标题2.png

美中不足的是，小齿轮的齿顶圆变动有点大，不知会不会啮合到37齿的齿根？

zengxiaodong · 发表于 2021-10-15 12:23

根据上述计算结果，绘制精确的啮合状态图，证明数学模型正确无误！

无标题.png

zengxiaodong · 发表于 2021-10-15 13:13

最后，检查是否存在渐开线干涉的情况？
这个检查是由于小齿轮齿顶圆仍然保持136不变，无法按照标准进行齿顶圆变动而必须特别进行的。

无标题.png

根据计算结果，37齿齿轮的渐开线起始圆是281.579或者280.613（对应不同的滚刀），从图上可以看出，小齿轮齿顶对应的进啮点（或脱啮点，也就是图中亮红色小圆点）位于大齿轮渐开线起始圆的外侧，因此，不会存在渐开线干涉的问题。

提供修改的DWG文件供核实

双齿同时啮合.rar (80.6 KB, 下载次数: 1)

zengxiaodong · 发表于 2021-10-15 15:10

考虑到轴承寿命最大化的需要，定型的设计方案如下：

无标题.png

这个三维模型是试验加载情形，但是实际工作中也是类似这样的情形，只是实际工作时2个小直齿轮是同时在一根齿条上面啮合并带载向上爬升。

轴端的4个箭头显示了承载时（非发电状态）的转动方向

zengxiaodong · 发表于 2021-11-1 17:16

zengxiaodong 发表于 2021-9-26 14:17
另外一个问题是齿宽的选择。

如果要实现齿轮拉好花键内孔后，两个端面完全对称，也就是某端面花键对齐一 ...

按照纵向重合度0.5的设计方案，建立精确的三维模型，齿轮零件确实是完全对称的，也就是没有正反面之分。

可自行检查

齿轮零件IGS.rar (577.78 KB, 下载次数: 0)

532446880 · 发表于 2021-12-4 15:47

我觉得你这个结构主要是提升了整体刚性，提升了这个传动结构的惯量比，但是损失了定位精度和效率。

zengxiaodong · 发表于 2022-1-22 09:19

最近在搞齿轮泵的CFD建模与分析，发现螺杆泵其实就是利用了斜齿轮的轴向自由度而工作的！

齿轮泵流体动力分析的最大难点，一是动网格，二是存在极小的间隙。尤其是极小的间隙这个问题最为棘手，会导致网格划分极为困难，众所周知，齿轮泵齿顶与泵体的内腔以及齿轮端面都是密封面，分别造成齿顶泄漏和端面泄漏，这两个地方的间隙极为重要和敏感，微米级或者丝级间隙导致网格畸变严重。

假如用通用CFD软件来计算齿轮泵内部流场，显然需要有很高的技巧才能得到可靠的结果，非普通工程技术人员可及。为此，很多专用软件应运而生，例如Twinmesh就是专为CFX开发的专用前处理软件，而Pumplinx则更是专门为泵类应用开发的前处理+计算+后处理软件包！

双螺杆泵温度动画.gif

zengxiaodong · 发表于 2022-1-22 09:43

即使是Pumplinx最初也仅能建模和分析直齿轮泵，后来逐步发展出了斜齿轮泵的分析功能，但是，这个斜齿轮泵的功能最初是基于分段直齿轮组合建模的。也就是说，分段数决定了分析的近似程度！最新的版本，又发展出了直接的斜齿轮泵分析功能，据说进一步提高了精度。

直齿轮泵
分段直齿轮泵来近似斜齿轮泵
直接斜齿轮泵

斜摆线转子泵.gif

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