目前國內(nèi)在蝸桿斜齒輪傳動設(shè)計中存在的二種設(shè)計分析

HYFJY

漸開線蝸桿斜齒輪傳動設(shè)計是目前在許多小型傳動部件中應(yīng)用到的組件，通常由電機(jī)或者是液壓馬達(dá)軸上用漸開線蝸桿輸出，通過齒輪傳動最后獲得較低的轉(zhuǎn)速和較高的扭矩進(jìn)行驅(qū)動，也可以用螺紋幅傳動獲得較大的推拉力或者提升力。

蝸桿斜齒輪傳動目前在各企業(yè)的設(shè)計中有二種設(shè)計方法，第一種是僅分別計算蝸桿和斜齒輪的基本參數(shù)，保證法向基礎(chǔ)參數(shù)相等，蝸桿的螺紋升角等于斜齒輪的螺旋角，互交角為90度，設(shè)計后保證二零件有適當(dāng)間隙，得到裝配圖后分別制造零件，在設(shè)計中心距及公差范圍內(nèi)安裝后基本可以使用。

) N$ {% H$ M; o! ]5 C* d4 r- f3 ]第二種是根據(jù)空間螺紋齒輪交錯軸設(shè)計的公式進(jìn)行計算，通常給定法向模數(shù)，法向壓力角相等，給出蝸桿的螺紋升角，計算出二零件的假想節(jié)圓，保證節(jié)圓處蝸桿的節(jié)圓螺紋升角與斜齒輪的節(jié)圓螺旋角相等，再計算出斜齒輪的分度圓螺旋角，分別加工后也可以保證在設(shè)計安裝距及公差內(nèi)可靠傳動。

這是目前在國內(nèi)各生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)廠里的不同情況，進(jìn)行蝸桿斜齒輪設(shè)計和制造的二種情況，看上去一種是二個零件的分度圓螺旋角和升角是相等的，另一種是不相等的（尤其是在非零變位時），從歷年來網(wǎng)絡(luò)上流傳的設(shè)計中，有人總結(jié)出當(dāng)零變位時，是相等的，非零變位時，是不相等的，當(dāng)非零變位的值較小時，二種計算沒有太大的區(qū)別，當(dāng)非零變位的值較大時，用空間螺旋齒輪交錯軸傳動設(shè)計公式計算得到的是緊密嚙合型，而用分度圓螺旋角和升角相等時得到的并不是緊密嚙合，當(dāng)非零變位值為正時，是有側(cè)隙的嚙合，當(dāng)非零變位值為負(fù)值時，得到的實際上是齒面重疊嚙合，需要適當(dāng)增加建模時的側(cè)隙，彌補(bǔ)計算的原始重疊。


1 v8 g9 v/ I0 e+ k5 z

HYFJY

第一種計算方法
0 `$ {) W  k# M. d* B% @
) R- U6 \- R+ t8 U
* `8 D8 a9 f3 W# r3 I/ M9 I  [三維模型

& B8 B8 {7 _/ @3 J, @/ R
  r- h1 F; P4 A計算結(jié)果
          蝸桿斜齒輪設(shè)計計算文件
     軟件編制:HYFJY  計算時間:2022-02-16-17:16:11

原始輸入?yún)?shù)
- Q' l4 e% D# X8 `( ]      法向模數(shù): 2
9 N2 _- A) ^2 `5 z    法向壓力角: 20
      蝸桿頭數(shù): 2
      齒輪齒數(shù): 37
        軸交角: 90
蝸桿分圓螺旋角: 80
" d2 e/ p9 @( U9 I" i- t, i齒輪分圓螺旋角: 10
    齒頂高系數(shù): 1
    齒頂隙系數(shù): 0.25
5 Z( w6 q5 I2 \8 P& D8 l' m法向齒厚調(diào)整量: 0.6


蝸桿計算參數(shù)
        蝸桿頭數(shù): 2
! y3 H; o$ V) q* J    蝸桿法向模數(shù): 2
7 R9 X3 w( ]2 o- u2 i+ W    蝸桿軸向模數(shù): 2.03085322377149
) _6 ^: c5 l4 G4 P1 e- O    蝸桿端面模數(shù): 11.5175409662872
0 f7 d2 L4 t- X& a  s  蝸桿法向壓力角: 20
      軸向壓力角: 20.2835594545297
4 d, T* \' H. C; u4 h      端面壓力角: 64.4944497390173
蝸桿分度圓螺旋角: 80
4 k$ }* Q! T" U1 C$ @6 U1 C8 a    蝸桿分圓直徑: 23.0350819325744
2 K; F: g# ~% c' K蝸桿徑向變位系數(shù): 0
  蝸桿齒頂圓直徑: 27.035
  蝸桿齒根圓直徑: 18.0350819325744
6 H" P# e* a8 \6 u4 l5 M    蝸桿軸向?qū)С? 12.7602271366393
    設(shè)計蝸桿長度: 63.8011356831966
      計算中心距: 49.0883256060597
      設(shè)計中心距: 49.7
    蝸桿量球直徑: 4.35
* z( E6 B3 e  W& [  三針量球測量值: 29.694110899456
, D  D7 l3 w: Z* f* o. ~傳動機(jī)構(gòu)理論效率: 0.510082260456168
  P+ q' F; [/ X傳動機(jī)構(gòu)總重合度: 1.74960398792609
    蝸桿軸向齒距: 6.38011356831966
0 Z+ w1 o* g8 c  w5 |    蝸桿基圓直徑: 9.91887238453224
; p1 G% a2 R& \7 T3 ~  A  P1 E  蝸桿端面弧齒厚: 14.4146977165826
6 G4 a! Y# \& x& h. ?% W  蝸桿法向調(diào)整量:-0.6
" P% W/ M/ D' z+ r  q  調(diào)整量等效系數(shù):-0.438570660024464
( a5 R8 N6 z5 j8 s& K5 h( D

齒輪計算參數(shù)
        齒輪齒數(shù): 37
; E7 Z( E+ n6 g2 Y    齒輪法向模數(shù): 2
    齒輪軸向模數(shù): 11.5175409662873
5 L# Y' z0 n  @* J! V0 q    齒輪端面模數(shù): 2.03085322377149
  齒輪法向壓力角: 20
      軸向壓力角: 64.4944497390175
      端面壓力角: 20.2835594545297
齒輪分度圓螺旋角: 10
$ ?; p7 P% S8 `2 o3 ^) {3 |    齒輪分圓直徑: 75.1415692795451
: g3 P5 y. X1 N% M. q齒輪徑向變位系數(shù): 0.30584
: x4 O/ E. z' Y( y  齒輪齒頂圓直徑: 80.365
# N; L+ [# s; T$ c$ j  齒輪齒根圓直徑: 71.3649292795451
3 S" @% e# H$ H3 R: h2 I    齒輪軸向?qū)С? 1338.78661722298
! G& a" @1 ?5 Y% v0 F1 `- n    設(shè)計齒輪長度: 20
      計算中心距: 49.0883256060597
      設(shè)計中心距: 49.7
: R& Z& |+ t- h    齒輪量球直徑: 3.65
" V1 G. d; i3 l. M  _  二針量球測量值: 82.9850307248601
傳動機(jī)構(gòu)理論效率: 0.510082260456168
傳動機(jī)構(gòu)總重合度: 1.74960398792609
    齒輪軸向齒距: 6.38011356831965
1 x! g- A- @; F3 d+ H! b3 t    齒輪基圓直徑: 70.4819238201481
  齒輪端面弧齒厚: 4.2905490233431
  齒輪法向調(diào)整量: 0.6
  調(diào)整量等效系數(shù): 0.438570660024464
齒輪公法線跨齒數(shù): 6
5 k, B4 j# ~$ \% N7 ?1 ?齒輪公法線公稱值: 34.5745660760754
* j1 ^4 _0 B6 U/ y( n. U
  |5 X/ i9 f1 A* x% K- H; L蝸桿端面分圓弧齒厚減少量: 0
* ^# U+ W6 j) b3 p' @0 w/ V蝸桿端面分度圓實際弧齒厚: 14.4146977165826
- `, D+ z/ T& w2 N* C6 a1 X    蝸桿建模實際軸向長度: 65.831988906968
& n9 ]$ I- e& I  _- \& Y( B# z齒輪端面分圓弧齒厚減少量: 0
齒輪端面分度圓實際弧齒厚: 4.2905490233431

1 b! a4 d/ T+ A
- O+ T( y' F2 V3 Q
. F+ i: S, K4 t" V4 J' U
$ x6 f8 t0 `5 X+ H+ Y第二種計算方法
5 Z) c( C! ]5 ?9 E

* R( g: [/ c! U5 }  o: A: k& d5 W三維模型



計算結(jié)果
         蝸桿斜齒輪緊密嚙合設(shè)計計算文件
) y: G5 l: E( z# @, e' s     軟件編制:HYFJY  計算時間:2022-02-16-17:20:26
; _7 Q1 ]# Z/ {- }; A
8 ^: i1 W, ]( h* g原始輸入?yún)?shù)
0 j, P! v9 c7 e1 @      法向模數(shù): 2
8 f4 r' \7 A: P9 {, m    法向壓力角: 20
      蝸桿頭數(shù): 2
# q1 h: h; ^# a, }% E# n      齒輪齒數(shù): 37
        軸交角: 90
蝸桿分圓螺旋角: 80
齒輪分圓螺旋角: 10 (原始數(shù)據(jù))
    齒頂高系數(shù): 1
    齒頂隙系數(shù): 0.25
法向齒厚調(diào)整量: 0.6
1 p8 L6 a. k+ T6 G, U
# R! w% W; b" h7 j) |" e; T
蝸桿計算參數(shù)
0 a' V+ ^0 V* G7 @0 d* c9 N2 H        蝸桿頭數(shù): 2
( b; e/ Z% U7 g2 M( l    蝸桿法向模數(shù): 2
9 x0 y5 l% P, n! K, _/ t    蝸桿軸向模數(shù): 2.03085322377149
6 ~, \9 k  f6 x! ^    蝸桿端面模數(shù): 11.5175409662872
3 }5 B! a) W( n2 ]  蝸桿法向壓力角: 20
      軸向壓力角: 20.2835594545297
& [, ]1 E; V+ y3 u; }1 [8 @/ W      端面壓力角: 64.4944497390173
0 U: o2 z! u3 m! c6 M蝸桿分度圓螺旋角: 80
    蝸桿分圓直徑: 23.0350819325744
: j# R- L- s2 L; s. J& h6 h蝸桿徑向變位系數(shù): 0
+ ~: n4 z' j+ A4 Z  蝸桿節(jié)圓螺旋角: 80.4948596290003
$ a- \# D  b0 b5 b1 l9 F) L    蝸桿節(jié)圓直徑: 24.2584307185825
2 X0 h" g: |1 Y2 r( x    蝸桿基圓直徑: 9.91887238453224
" ~. H: y1 a) e. e9 S  蝸桿基圓螺旋角: 67.7312555047032
' J: c4 e, F* x  蝸桿齒頂圓直徑: 27.027
  蝸桿齒根圓直徑: 18.035
    蝸桿軸向?qū)С? 12.7602271366393
% u$ t0 \: C: a' D" E    設(shè)計蝸桿長度: 63.8011356831966
      計算中心距: 49.0883256060597
( l& h9 |# ^9 o5 ^8 Z$ N      設(shè)計中心距: 49.7
    蝸桿量球直徑: 4.35
; ^2 s8 _  w0 X  三針量球測量值: 29.694110899456
# Z, Q6 a& E; u0 {% \( ~  G$ A4 J傳動機(jī)構(gòu)理論效率: 0.497872968446605
3 V+ w( d6 m! v8 Q  m+ |+ m傳動機(jī)構(gòu)總重合度: 1.74089504233738
    蝸桿軸向齒距: 6.38011356831966
蝸桿端面節(jié)壓力角: 65.8652818571854
! q) ^/ ?% `/ H! T3 y+ q  J  蝸桿端面弧齒厚: 14.4146977165826
7 ]& q. q! ?, R. C( h! Z  蝸桿法向調(diào)整量:-0.6
8 [3 P' a. H$ b) c  調(diào)整量等效系數(shù):-0.438570660024464
7 Z1 {  u) }9 D; T
" m$ G8 U7 l( N. `2 M
齒輪計算參數(shù)
# j" z) M+ ~- k+ W. G7 N' T* C# C        齒輪齒數(shù): 37
    齒輪法向模數(shù): 2
1 F3 `* h# N! [/ @6 s    齒輪軸向模數(shù): 12.1292153592914
+ T" U3 u0 ^) o: l" X    齒輪端面模數(shù): 2.02775638724961
  齒輪法向壓力角: 20
6 V$ f- d% f/ T: t/ ]& L      軸向壓力角: 65.6278263602969
* f( k5 t2 ]% ^) z      端面壓力角: 20.255144214909
- E+ A% k. ~0 @+ T, H2 V齒輪分度圓螺旋角: 9.49090992192413
& a% Q9 Q3 Y3 ?) F7 F/ c    齒輪分圓直徑: 75.0269863282357
( C6 F0 o+ \! O齒輪徑向變位系數(shù): 0.33639147245938
  齒輪節(jié)圓螺旋角: 9.50514037099967
( ?/ L' t. {" D# i8 j    齒輪節(jié)圓直徑: 75.1415692814175
    齒輪基圓直徑: 70.3873367414667
4 |7 P3 h; B& A1 a( [  齒輪節(jié)圓螺旋角: 8.9137210507945
  齒輪齒頂圓直徑: 80.365
  齒輪齒根圓直徑: 71.3725522180732
4 l* Q7 T9 X6 A) d" H6 k    齒輪軸向?qū)С? 1409.88699306265
    設(shè)計齒輪長度: 20
$ x: G  {1 x+ f- }      計算中心距: 49.031034130405
3 i: B9 Q) A6 j' e8 r" ?+ o- @      設(shè)計中心距: 0
0 _' q% F1 O8 s8 [. t6 T. v7 d    齒輪量球直徑: 3.1
$ g) x6 z. ?1 g6 V$ M3 y+ u  ~  二針量球測量值: 81.1698550304993
" `* N) J3 K- H  g9 i8 c( s( J傳動機(jī)構(gòu)理論效率: 0.497872968446605
傳動機(jī)構(gòu)總重合度: 1.74089504233738
    齒輪軸向齒距: 6.37038456945316
齒輪端面節(jié)壓力角: 20.4905952062491
5 H' J$ s( o. ^5 p  齒輪端面弧齒厚: 4.32910298833675
  齒輪法向調(diào)整量: 0.6
  調(diào)整量等效系數(shù): 0.438570660024464
" b; {' t* z. }# |7 s7 K6 s$ s' M齒輪公法線跨齒數(shù): 6
% p% d, o! O( w7 ^& W: `, a齒輪公法線公稱值: 34.6116595447966
4 a3 ^4 R9 J" ^9 ]& a9 s" [
0 q- ^$ J$ X7 r" r, ?蝸桿端面分圓弧齒厚減少量: 0
3 d- f/ ?; c6 \; }5 t! k: n蝸桿端面分度圓實際弧齒厚: 14.4146977165826
; f( b5 E! e+ e3 y, z    蝸桿建模實際軸向長度: 65.831988906968
1 k" j5 w" D  W6 X0 }% h齒輪端面分圓弧齒厚減少量: 0
齒輪端面分度圓實際弧齒厚: 4.32910298833675
7 ?. O2 C0 f. j/ o


3 y  E5 v. G) S1 i' p
模型文件有點大了，無法上傳
7 ?: N/ W+ N$ H: E; E3 R/ T

HYFJY

二種方法也許會有搞設(shè)計的朋友不太同意，我從設(shè)計資料上看到有這樣的一段話，漸開線齒形在嚙合時，具有中心距可分性，嚙合角可變性，能不能從這樣的角度，解釋，這二種方法其實都有合理性，只要我們把嚙合時的齒側(cè)隙處理好了，就可以用了，用第一種方法，計算相應(yīng)比較簡單，第二種方法，需要解超越方程，計算上稍難一些，

lao陳

嗯....頭有點暈

未來第一站

感謝分享

02sunsheng

感謝分享

程牧原

感謝樓主分享

遠(yuǎn)祥

學(xué)習(xí)了，感謝樓主分享！

流浪的戰(zhàn)士

樓主太注重理論計算了，實際上，一個傳動系統(tǒng)的設(shè)計，最終要能形成產(chǎn)品。且要讓產(chǎn)品穩(wěn)定，無噪音，傳動性能可靠，順利通過預(yù)定的耐久負(fù)載測試。這就需要考慮零件的加工工藝了。事實上，我們的一個產(chǎn)品傳動設(shè)計，前期會注重理論的計算，后期主要放在零件工藝的加工，組裝工藝等。好的產(chǎn)品都是在車間里，一μ一μ的公差調(diào)試。一步一步的完善的。當(dāng)然，有極強(qiáng)的理論基礎(chǔ)是好事，理論指導(dǎo)實踐嘛。會少走彎路。

ms123gear

樓主厲害，精神可嘉！齒輪的水很深，知其然也要知其所以然！