目前國(guó)內(nèi)在蝸桿斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)中存在的二種設(shè)計(jì)分析

HYFJY

漸開(kāi)線蝸桿斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)是目前在許多小型傳動(dòng)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(kāi)線蝸桿輸出，通過(guò)齒輪傳動(dòng)最后獲得較低的轉(zhuǎn)速和較高的扭矩進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，也可以用螺紋幅傳動(dòng)獲得較大的推拉力或者提升力。

蝸桿斜齒輪傳動(dòng)目前在各企業(yè)的設(shè)計(jì)中有二種設(shè)計(jì)方法，第一種是僅分別計(jì)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(jì)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(jì)中心距及公差范圍內(nèi)安裝后基本可以使用。

4 g' Z7 V$ G* w; w2 Y# Y! A3 U第二種是根據(jù)空間螺紋齒輪交錯(cuò)軸設(shè)計(jì)的公式進(jìn)行計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)安裝距及公差內(nèi)可靠傳動(dòng)。
4 k6 e8 T* f( d8 @
1 R( U- [3 c6 L$ ]1 Y3 i5 p這是目前在國(guó)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(jì)和制造的二種情況，看上去一種是二個(gè)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(shí)），從歷年來(lái)網(wǎng)絡(luò)上流傳的設(shè)計(jì)中，有人總結(jié)出當(dāng)零變位時(shí)，是相等的，非零變位時(shí)，是不相等的，當(dāng)非零變位的值較小時(shí)，二種計(jì)算沒(méi)有太大的區(qū)別，當(dāng)非零變位的值較大時(shí)，用空間螺旋齒輪交錯(cuò)軸傳動(dòng)設(shè)計(jì)公式計(jì)算得到的是緊密?chē)Ш闲?，而用分度圓螺旋角和升角相等時(shí)得到的并不是緊密?chē)Ш?，?dāng)非零變位值為正時(shí)，是有側(cè)隙的嚙合，當(dāng)非零變位值為負(fù)值時(shí)，得到的實(shí)際上是齒面重疊嚙合，需要適當(dāng)增加建模時(shí)的側(cè)隙，彌補(bǔ)計(jì)算的原始重疊。

0 Q, {( m" N7 o# N

HYFJY

第一種計(jì)算方法
+ [, d* z: ?  g0 J3 V" ]- A

" [( J3 {) C/ v! _* V/ U+ Q0 C三維模型


計(jì)算結(jié)果
          蝸桿斜齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算文件
     軟件編制:HYFJY  計(jì)算時(shí)間:2022-02-16-17:16:11
2 {& ?1 e8 |& j$ N' @7 _4 m
原始輸入?yún)?shù)
) g( c7 a9 E( z$ N" {2 Q      法向模數(shù): 2
3 \& h3 D4 }' K; ]2 t3 O( \    法向壓力角: 20
      蝸桿頭數(shù): 2
  A) @# c8 b  u9 R7 T* B      齒輪齒數(shù): 37
) T8 R( X! q9 f7 [. X: S1 i        軸交角: 90
蝸桿分圓螺旋角: 80
齒輪分圓螺旋角: 10
    齒頂高系數(shù): 1
    齒頂隙系數(shù): 0.25
' e7 P& @- ^) |/ U8 b+ |! _' d法向齒厚調(diào)整量: 0.6

& ^7 F; S  t/ E+ j
! G" W, }1 a6 H! I  }4 D4 K3 Y/ Q蝸桿計(jì)算參數(shù)
        蝸桿頭數(shù): 2
3 n: u" \* g/ [1 l7 M    蝸桿法向模數(shù): 2
    蝸桿軸向模數(shù): 2.03085322377149
9 i6 p+ l: y. t% D/ o    蝸桿端面模數(shù): 11.5175409662872
. f* b. K( G# ?5 y9 Z& v4 J1 @  蝸桿法向壓力角: 20
      軸向壓力角: 20.2835594545297
      端面壓力角: 64.4944497390173
蝸桿分度圓螺旋角: 80
    蝸桿分圓直徑: 23.0350819325744
5 d% f% Q7 f( _' N5 K5 [蝸桿徑向變位系數(shù): 0
4 O# E7 ~: K1 @1 e* }) C  I  蝸桿齒頂圓直徑: 27.035
  蝸桿齒根圓直徑: 18.0350819325744
    蝸桿軸向?qū)С? 12.7602271366393
    設(shè)計(jì)蝸桿長(zhǎng)度: 63.8011356831966
, S* a! K0 s2 q7 y      計(jì)算中心距: 49.0883256060597
      設(shè)計(jì)中心距: 49.7
    蝸桿量球直徑: 4.35
  三針量球測(cè)量值: 29.694110899456
) P0 j! h0 l- C" W0 l0 C傳動(dòng)機(jī)構(gòu)理論效率: 0.510082260456168
# k) L# V; G2 O  b2 J5 y) S傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總重合度: 1.74960398792609
2 B2 I1 I1 r5 o( [5 h    蝸桿軸向齒距: 6.38011356831966
    蝸桿基圓直徑: 9.91887238453224
+ i1 j3 y6 n6 |2 f. u  ~% i) j  蝸桿端面弧齒厚: 14.4146977165826
4 W3 ^% G) j9 T& G# L) B# \4 }- i  蝸桿法向調(diào)整量:-0.6
  調(diào)整量等效系數(shù):-0.438570660024464


+ Y4 t; t# [8 |3 \/ J0 n$ R" M- J齒輪計(jì)算參數(shù)
        齒輪齒數(shù): 37
    齒輪法向模數(shù): 2
1 C* }. l) }$ I3 i+ r6 T$ k    齒輪軸向模數(shù): 11.5175409662873
2 j! }3 V# t. a' {# f" P    齒輪端面模數(shù): 2.03085322377149
  齒輪法向壓力角: 20
      軸向壓力角: 64.4944497390175
+ X* i7 p: P& R( m; @      端面壓力角: 20.2835594545297
齒輪分度圓螺旋角: 10
. H9 z4 Z6 ~9 K' n    齒輪分圓直徑: 75.1415692795451
8 ^5 ]( W$ N, t! r, _. u) O齒輪徑向變位系數(shù): 0.30584
2 [7 D; V2 @% y; Y6 d: [8 D/ [  齒輪齒頂圓直徑: 80.365
  齒輪齒根圓直徑: 71.3649292795451
    齒輪軸向?qū)С? 1338.78661722298
    設(shè)計(jì)齒輪長(zhǎng)度: 20
3 r- Y2 u. l: d7 C9 U9 T      計(jì)算中心距: 49.0883256060597
' Z1 j- U5 {  H1 T' @% }8 B      設(shè)計(jì)中心距: 49.7
" t$ L9 \0 ^/ R1 y' M& z: g1 P    齒輪量球直徑: 3.65
0 {; Q; A% [! n( {+ ?) B! ^  二針量球測(cè)量值: 82.9850307248601
+ u, o) \) _3 h. X- K! C; ?傳動(dòng)機(jī)構(gòu)理論效率: 0.510082260456168
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總重合度: 1.74960398792609
    齒輪軸向齒距: 6.38011356831965
* V  l, ]+ b% o  ]2 D    齒輪基圓直徑: 70.4819238201481
, y) n/ \: A/ y5 D  齒輪端面弧齒厚: 4.2905490233431
. E1 [- }- ^4 E1 o: Z* R+ r  齒輪法向調(diào)整量: 0.6
  調(diào)整量等效系數(shù): 0.438570660024464
! P' b3 c1 q+ a齒輪公法線跨齒數(shù): 6
齒輪公法線公稱(chēng)值: 34.5745660760754

8 A+ L& d9 n, i9 K' o% ^蝸桿端面分圓弧齒厚減少量: 0
蝸桿端面分度圓實(shí)際弧齒厚: 14.4146977165826
    蝸桿建模實(shí)際軸向長(zhǎng)度: 65.831988906968
齒輪端面分圓弧齒厚減少量: 0
+ w- O9 _* P1 I# x" m, S' j  M齒輪端面分度圓實(shí)際弧齒厚: 4.2905490233431
8 M. v8 p; L( b8 W/ ]: l3 |) A: z

& h' s3 Q" x5 E  f) h7 S  m, I* W
# s. j/ C4 n& P+ I8 k
第二種計(jì)算方法
& h( \& _2 g: w) f9 @/ B* k, F9 c

三維模型
1 c3 h0 J9 _" K; F( U8 c


  C5 V0 Z0 ~" j! j- A計(jì)算結(jié)果
. C6 {* |+ _8 l2 S         蝸桿斜齒輪緊密?chē)Ш显O(shè)計(jì)計(jì)算文件
% n6 }! [9 x; f1 K: `     軟件編制:HYFJY  計(jì)算時(shí)間:2022-02-16-17:20:26
( }& W: x3 D8 w" O' W% R0 w) d
' x- y. Z5 M6 H) E. K原始輸入?yún)?shù)
! t2 L5 g& \+ X5 b" T      法向模數(shù): 2
    法向壓力角: 20
      蝸桿頭數(shù): 2
0 c1 Z2 E9 l5 G3 Q2 U( V& k8 L      齒輪齒數(shù): 37
9 z+ ~/ D' G, o" K        軸交角: 90
# |2 H. A& N! |3 k1 o% m- @! e蝸桿分圓螺旋角: 80
, H' E% j3 A4 d# _% _) F. Z8 [9 h齒輪分圓螺旋角: 10 (原始數(shù)據(jù))
& c  P1 m# u1 x9 S$ o    齒頂高系數(shù): 1
. y3 P* \6 Y% ^' u) c6 H3 M  B    齒頂隙系數(shù): 0.25
2 O  ]& p% P; @) [法向齒厚調(diào)整量: 0.6
% t, U/ |0 E. M( O3 T  Q

蝸桿計(jì)算參數(shù)
! e- ]' q+ k1 u7 _, Q! w; {! b7 v2 Q        蝸桿頭數(shù): 2
! ~2 C& U- J! t    蝸桿法向模數(shù): 2
    蝸桿軸向模數(shù): 2.03085322377149
    蝸桿端面模數(shù): 11.5175409662872
- d# m: `: j0 v  蝸桿法向壓力角: 20
      軸向壓力角: 20.2835594545297
) y6 F# D1 s7 M3 a  c7 h& x' P      端面壓力角: 64.4944497390173
% l- B6 R6 e! G7 _9 U! |5 q3 M蝸桿分度圓螺旋角: 80
    蝸桿分圓直徑: 23.0350819325744
蝸桿徑向變位系數(shù): 0
  蝸桿節(jié)圓螺旋角: 80.4948596290003
    蝸桿節(jié)圓直徑: 24.2584307185825
/ y# m- `7 W- O4 O( }    蝸桿基圓直徑: 9.91887238453224
  蝸桿基圓螺旋角: 67.7312555047032
  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
    設(shè)計(jì)蝸桿長(zhǎng)度: 63.8011356831966
      計(jì)算中心距: 49.0883256060597
      設(shè)計(jì)中心距: 49.7
: J" i" y" B1 f  ~+ f. d2 t/ P    蝸桿量球直徑: 4.35
  ]  |9 K' d3 z' m) _  三針量球測(cè)量值: 29.694110899456
0 |: [* {! |* L+ l傳動(dòng)機(jī)構(gòu)理論效率: 0.497872968446605
傳動(dòng)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
* \% S) M' c8 L% L3 [9 b5 e+ w: L  蝸桿端面弧齒厚: 14.4146977165826
  蝸桿法向調(diào)整量:-0.6
9 {0 r7 a1 e& n# K4 G# g# M& t7 B  調(diào)整量等效系數(shù):-0.438570660024464

( U7 M( \& Y0 i" X' c2 y) s
齒輪計(jì)算參數(shù)
        齒輪齒數(shù): 37
0 R7 D) ?+ v2 i9 S! F3 u: Y    齒輪法向模數(shù): 2
5 n5 i; \+ n: {3 N" a4 Q! D    齒輪軸向模數(shù): 12.1292153592914
8 W0 c4 y" |0 L9 ~( g) \3 C5 g/ p( J    齒輪端面模數(shù): 2.02775638724961
& n! N4 D, j  K. u5 I$ ~+ E  齒輪法向壓力角: 20
      軸向壓力角: 65.6278263602969
      端面壓力角: 20.255144214909
, Z! s" k/ e# t$ A, A: [' n5 W. v齒輪分度圓螺旋角: 9.49090992192413
1 v( Z# y; l3 Q. N4 t6 B/ W    齒輪分圓直徑: 75.0269863282357
齒輪徑向變位系數(shù): 0.33639147245938
  齒輪節(jié)圓螺旋角: 9.50514037099967
    齒輪節(jié)圓直徑: 75.1415692814175
/ k% {  r- _7 B% N    齒輪基圓直徑: 70.3873367414667
1 }% n$ z& H2 T2 _' j  齒輪節(jié)圓螺旋角: 8.9137210507945
  齒輪齒頂圓直徑: 80.365
( s# }! b, Z0 t% \  齒輪齒根圓直徑: 71.3725522180732
  c" J& G4 c5 m" ?) F    齒輪軸向?qū)С? 1409.88699306265
    設(shè)計(jì)齒輪長(zhǎng)度: 20
      計(jì)算中心距: 49.031034130405
      設(shè)計(jì)中心距: 0
    齒輪量球直徑: 3.1
  二針量球測(cè)量值: 81.1698550304993
+ q2 F) |" Z9 g傳動(dòng)機(jī)構(gòu)理論效率: 0.497872968446605
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總重合度: 1.74089504233738
    齒輪軸向齒距: 6.37038456945316
9 T% O2 m- R) Z0 F5 [" m齒輪端面節(jié)壓力角: 20.4905952062491
  齒輪端面弧齒厚: 4.32910298833675
  齒輪法向調(diào)整量: 0.6
+ K6 b* m3 i  j  O+ K6 d+ r' [  調(diào)整量等效系數(shù): 0.438570660024464
* C5 ?4 j0 @# z. T5 Q齒輪公法線跨齒數(shù): 6
# i7 R  d( K! b2 n% S; Z齒輪公法線公稱(chēng)值: 34.6116595447966
3 {+ ?, z6 P$ v7 y: k
蝸桿端面分圓弧齒厚減少量: 0
* D1 w) _% |& B$ t" n+ w蝸桿端面分度圓實(shí)際弧齒厚: 14.4146977165826
# `# W  m8 Y5 l, K    蝸桿建模實(shí)際軸向長(zhǎng)度: 65.831988906968
齒輪端面分圓弧齒厚減少量: 0
8 f( f: v+ C% P齒輪端面分度圓實(shí)際弧齒厚: 4.32910298833675

9 v0 A' o0 N- ?5 s/ q4 s" X& m7 V. H
5 M1 W) p, c5 `3 j4 |) w0 m

) U0 t& b% H+ E9 e5 |% R模型文件有點(diǎn)大了，無(wú)法上傳
+ r' u6 r$ Y4 c: Q8 z" R! ]

HYFJY

二種方法也許會(huì)有搞設(shè)計(jì)的朋友不太同意，我從設(shè)計(jì)資料上看到有這樣的一段話，漸開(kāi)線齒形在嚙合時(shí)，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?zhuān)@二種方法其實(shí)都有合理性，只要我們把嚙合時(shí)的齒側(cè)隙處理好了，就可以用了，用第一種方法，計(jì)算相應(yīng)比較簡(jiǎn)單，第二種方法，需要解超越方程，計(jì)算上稍難一些，

lao陳

嗯....頭有點(diǎn)暈

未來(lái)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(jì)算了，實(shí)際上，一個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，最終要能形成產(chǎn)品。且要讓產(chǎn)品穩(wěn)定，無(wú)噪音，傳動(dòng)性能可靠，順利通過(guò)預(yù)定的耐久負(fù)載測(cè)試。這就需要考慮零件的加工工藝了。事實(shí)上，我們的一個(gè)產(chǎn)品傳動(dòng)設(shè)計(jì)，前期會(huì)注重理論的計(jì)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(chē)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(shí)踐嘛。會(huì)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！