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

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發(fā)表于 2022-2-16 17:14:00 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
漸開線蝸桿斜齒輪傳動設(shè)計(jì)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。5 X( U% r0 n6 ?2 c1 z' [
; Y5 a+ h% ]; g
蝸桿斜齒輪傳動目前在各企業(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。
% }" r$ {" Q6 N2 m, }! ~5 s4 b
' ^! g- O3 W& f第二種是根據(jù)空間螺紋齒輪交錯軸設(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。
" r, T, K9 s2 g6 Y5 Z& x) o0 `2 R" L) c  A9 O+ l* p
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(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軸傳動設(shè)計(jì)公式計(jì)算得到的是緊密嚙合型，而用分度圓螺旋角和升角相等時(shí)得到的并不是緊密嚙合，當(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。2 A" j( j9 _1 h) V  |- L
7 S$ Y6 I8 P* t& }3 P
  }- W5 }, q) d. W6 O) g" S

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 樓主| 發(fā)表于 2022-2-16 17:45:50 | 只看該作者
第一種計(jì)算方法
( r0 `# o8 y. x% V* |$ F3 D% E# e
6 c! \6 M2 x, Y9 z$ ]
三維模型) O# g+ o) q2 N

1 c* s% Y$ t: N% @$ [1 v& k1 j9 i! F# _- a9 l" O
計(jì)算結(jié)果   O& m' h; X* c) x9 u. J/ O
          蝸桿斜齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算文件4 c8 P: h0 F7 r; o$ ^9 }7 u
     軟件編制:HYFJY  計(jì)算時(shí)間:2022-02-16-17:16:11
$ m5 r0 r: h( G; Q) S. y, W  ~* t3 R2 e+ p7 M
原始輸入?yún)?shù)
# G2 w" Y* J* D  o1 [6 ^2 T7 f7 o' p      法向模數(shù): 2
' D( y! I1 K; @- _' h    法向壓力角: 20 ( D* S* K1 u1 Z5 Y" M- \- b$ Y
      蝸桿頭數(shù): 2 , t& A% U/ F) A0 L
      齒輪齒數(shù): 37
" {: {5 T- _5 {3 O0 V% T        軸交角: 90 ) T% Y' q% s: y8 v
蝸桿分圓螺旋角: 80
. b( B* z7 W  v3 c齒輪分圓螺旋角: 10
. E# Y- F+ w9 ^3 a1 `2 R, m" s    齒頂高系數(shù): 1
! q1 v; d5 D! q6 K% V' D- d    齒頂隙系數(shù): 0.25
# ]: @# A3 B: a3 I法向齒厚調(diào)整量: 0.6 : C' W$ i8 x, F  z

5 B3 \+ V' E  R; Q6 U
( }! K9 V& N6 ~4 s9 K/ O" u) N2 g蝸桿計(jì)算參數(shù)# D( ~, o' z& V8 e% X: k  P
        蝸桿頭數(shù): 2
1 L/ r/ R/ p( H: v3 T8 v    蝸桿法向模數(shù): 2 # M$ ?/ o& x2 e' U) |
    蝸桿軸向模數(shù): 2.03085322377149
: W' c$ Q2 g. ?* v; T    蝸桿端面模數(shù): 11.5175409662872 3 }/ M/ R) S- U
  蝸桿法向壓力角: 20 ; {  j* W: z' V. Y, Q
      軸向壓力角: 20.2835594545297 " g0 p! Q% q" s
      端面壓力角: 64.4944497390173 ( w1 w) {! O0 O# T* G1 ~. w
蝸桿分度圓螺旋角: 80
- r' A; @8 a( W, ?3 ?: r  E    蝸桿分圓直徑: 23.0350819325744 & M2 s; B( k( t* b; q
蝸桿徑向變位系數(shù): 0
6 w& _4 W# B% t  蝸桿齒頂圓直徑: 27.035 ) a9 t4 W/ s! k$ N: D) }
  蝸桿齒根圓直徑: 18.0350819325744 ; @( ~5 I7 W. `3 d) v6 P
    蝸桿軸向?qū)С? 12.7602271366393 ! k* K2 s$ E, |: Z% A: b: V9 p
    設(shè)計(jì)蝸桿長度: 63.8011356831966 * z( [  h/ U) l! x# e
      計(jì)算中心距: 49.0883256060597
+ a# D. h9 t: i/ n/ {      設(shè)計(jì)中心距: 49.7
6 W: ~, H2 V- C7 W  f' R5 k# B    蝸桿量球直徑: 4.35 & }) X% ]8 Q7 F
  三針量球測量值: 29.694110899456 9 |$ h. e; M0 s
傳動機(jī)構(gòu)理論效率: 0.510082260456168 & ~6 j$ C9 J& P: G+ s) G9 C
傳動機(jī)構(gòu)總重合度: 1.74960398792609
# y; G; b- y: m" Z' o    蝸桿軸向齒距: 6.38011356831966 ' [; x3 X( @  s% n7 R5 o+ w6 p- T
    蝸桿基圓直徑: 9.91887238453224 2 F4 D2 `8 t4 A8 G% O1 h
  蝸桿端面弧齒厚: 14.4146977165826
! `* r& M: M2 q- p  蝸桿法向調(diào)整量:-0.6
# a# n1 M8 m& M4 l# E. R  調(diào)整量等效系數(shù):-0.438570660024464
9 s( P) i# y1 _* T& Q7 u- J; @% }2 _
- M, {* G% L; R0 c. r% b% r% P
齒輪計(jì)算參數(shù)
+ x: k: n, k+ h1 Q: m        齒輪齒數(shù): 37 5 T7 i6 y0 a1 I
    齒輪法向模數(shù): 2 0 x3 T7 l' |3 X' W) E
    齒輪軸向模數(shù): 11.5175409662873 5 ?# v2 e3 s: q9 A$ {4 s
    齒輪端面模數(shù): 2.03085322377149
7 S" \& V  X1 H6 v: ^2 K7 m0 x  齒輪法向壓力角: 20 $ C4 v; }5 g) d; R( }- Q
      軸向壓力角: 64.4944497390175 0 R6 K, F# O1 V0 u! t+ G
      端面壓力角: 20.2835594545297
  D+ d5 `% G2 W6 Q* r齒輪分度圓螺旋角: 10
) _, C$ S9 F, m4 B6 p1 G    齒輪分圓直徑: 75.1415692795451
  M: V0 x: R# ~0 ?( `, M* J齒輪徑向變位系數(shù): 0.30584
: y( [$ T3 B( b( @  齒輪齒頂圓直徑: 80.365
# w& q" E! y% W/ Y5 _  齒輪齒根圓直徑: 71.3649292795451
2 b. W0 _- A0 M/ D/ z    齒輪軸向?qū)С? 1338.78661722298 # ]+ Y. d9 p) z! t  o; [5 V
    設(shè)計(jì)齒輪長度: 20
3 |/ J2 y0 x. O' U6 f7 E+ s5 p      計(jì)算中心距: 49.0883256060597
5 X$ X6 s% u5 f# H      設(shè)計(jì)中心距: 49.7
8 ]- W9 Q4 q! ?' h, `# i( H    齒輪量球直徑: 3.65
: y# W) t: v8 N; y; h" @  二針量球測量值: 82.9850307248601
/ h/ @5 |* G2 q2 X0 r' c5 h傳動機(jī)構(gòu)理論效率: 0.510082260456168
' @: B3 F4 b: o" O5 w傳動機(jī)構(gòu)總重合度: 1.74960398792609
3 L: w' Q, s( w+ \6 }2 `% [    齒輪軸向齒距: 6.38011356831965 - M  F* {1 }9 ^" c( i7 v: L: n# @) v
    齒輪基圓直徑: 70.4819238201481
& T2 H/ S' T% w  U( B* b7 c  Z; T  齒輪端面弧齒厚: 4.2905490233431 7 i* C8 m# o  Z/ @
  齒輪法向調(diào)整量: 0.6 ' c- F9 S- `1 j, x
  調(diào)整量等效系數(shù): 0.438570660024464 " O, f/ h0 d2 F# \
齒輪公法線跨齒數(shù): 6
! }+ E/ c3 j4 y$ s0 m. _  F齒輪公法線公稱值: 34.5745660760754
7 Z8 @  D/ p6 W* e! T. h+ t9 j6 X" \2 t( F5 Q- G
蝸桿端面分圓弧齒厚減少量: 0 , |' V4 P7 X1 Y' h
蝸桿端面分度圓實(shí)際弧齒厚: 14.4146977165826
/ q2 B# G* x: F; }- z, B- I, }0 q    蝸桿建模實(shí)際軸向長度: 65.831988906968 0 n4 m8 z( a( o% x, P# O* p5 u; h
齒輪端面分圓弧齒厚減少量: 0
2 k1 m1 m+ w, D4 k6 M齒輪端面分度圓實(shí)際弧齒厚: 4.2905490233431 , S. Q; j' D' a& H

" B  o. p( G2 J' W1 `3 m9 T" u  c' x9 l4 M6 B3 A3 B; O
. [" q, U1 g( |. P0 i2 ~4 x6 k

9 _) t1 O. v) ^4 s& H第二種計(jì)算方法2 e1 ^! C7 d+ b; p4 ~
- o! m7 G6 T' e4 ^
! f) r. Y" X9 z. S8 |7 m% a
三維模型
3 |' ~; n: i. f* T8 d* J
/ P3 w5 B$ K5 S9 h3 ~
9 i( Z( c7 I$ r# w
$ Q+ [; p, O( p* ?( v計(jì)算結(jié)果
$ S& A) U. S4 T* J) Z2 ]         蝸桿斜齒輪緊密嚙合設(shè)計(jì)計(jì)算文件
8 B" T( M7 y: b' u0 z. Q/ o     軟件編制:HYFJY  計(jì)算時(shí)間:2022-02-16-17:20:26
6 W: d3 v& f$ N& P0 M2 _5 C$ v) q( o: l$ j, M- L
原始輸入?yún)?shù)
# S1 U/ w$ U0 c8 `      法向模數(shù): 2 : @: j9 q, \* @+ o  c
    法向壓力角: 20
. m8 E1 H; h/ Y      蝸桿頭數(shù): 2 $ R9 W3 M& O. b6 R% m4 n3 Z
      齒輪齒數(shù): 37
8 Q) \) I3 y5 }/ e5 \& E2 Z/ Y        軸交角: 90
4 c. r: k& C) g+ {& Y/ I3 t( E. @蝸桿分圓螺旋角: 80 $ Q4 `$ j: D) C: t+ \
齒輪分圓螺旋角: 10 (原始數(shù)據(jù))# U5 D+ q( T" D6 `9 e# R* e
    齒頂高系數(shù): 1 . v$ S! l4 l2 U1 D3 D
    齒頂隙系數(shù): 0.25
! f6 Y6 G/ ^. a# u7 `' Y法向齒厚調(diào)整量: 0.6
) ^+ G8 m+ {( u# H/ O# h) p" }
1 z7 i4 z. Z  m6 Y9 B5 m: C/ F3 M' M! J! g1 E: d: L
蝸桿計(jì)算參數(shù); H% i8 L9 z2 D- }7 d4 ~" L) A+ N  V
        蝸桿頭數(shù): 2
8 ]* t7 [- z! s+ z! `0 i6 I9 u    蝸桿法向模數(shù): 2 3 D  ^" Q% A) N
    蝸桿軸向模數(shù): 2.03085322377149 + R% P* ]; E  B
    蝸桿端面模數(shù): 11.5175409662872
6 x* ]7 G* e' d- |1 l# w: P1 c4 b  蝸桿法向壓力角: 20
4 f7 ?7 U9 G; C" L3 z      軸向壓力角: 20.2835594545297
2 }% K! S* F" \+ T      端面壓力角: 64.4944497390173
8 M" s" S- Z) {" D  d0 Z1 M3 u蝸桿分度圓螺旋角: 80
1 w/ U2 R4 k$ f1 ?: Q9 z4 B( z    蝸桿分圓直徑: 23.0350819325744
( l- x& g( h% h/ f+ f* c蝸桿徑向變位系數(shù): 0
# J' o, R/ t, ~* v  蝸桿節(jié)圓螺旋角: 80.4948596290003
: z5 e1 U& ]+ ]1 m2 [3 Y9 `    蝸桿節(jié)圓直徑: 24.2584307185825 # V% z: w' F+ W0 s  ?7 j( _* i
    蝸桿基圓直徑: 9.91887238453224
  ]+ T- S, B$ s) @" T/ P% z; `  蝸桿基圓螺旋角: 67.7312555047032
/ M' K: e& v! {( i  蝸桿齒頂圓直徑: 27.027 ' W+ y' p* z; X6 A+ ~5 R
  蝸桿齒根圓直徑: 18.035 % G. {$ q; |( d. e/ m4 X/ z
    蝸桿軸向?qū)С? 12.7602271366393
- ~# b$ G2 I5 Y' t+ f    設(shè)計(jì)蝸桿長度: 63.8011356831966
$ J  w- F" V( l' G8 G      計(jì)算中心距: 49.0883256060597 9 y( Q( f1 W/ t
      設(shè)計(jì)中心距: 49.7
& C! d% _1 r7 D5 o/ _    蝸桿量球直徑: 4.35 ! c9 r  {* ]+ F9 g  ]( F4 ^5 i7 B
  三針量球測量值: 29.694110899456 0 m* I# e( O! a0 j; h% d4 p! V
傳動機(jī)構(gòu)理論效率: 0.497872968446605
6 V3 [6 X$ o9 T! M8 l* K4 f+ Y! M傳動機(jī)構(gòu)總重合度: 1.74089504233738 0 e6 b! V1 v# f( ^/ i
    蝸桿軸向齒距: 6.38011356831966 - d. R$ p' G% f- g
蝸桿端面節(jié)壓力角: 65.8652818571854
5 i' U. d! U, f7 ]$ W  蝸桿端面弧齒厚: 14.4146977165826
# {# y- r; R; Q5 j+ }  蝸桿法向調(diào)整量:-0.6
3 u2 z: p( L* ?* C' {( T  調(diào)整量等效系數(shù):-0.438570660024464
7 Z; \  w( V( O; [( o. l/ d3 W5 l9 H( `( V& Q. R( A3 ~8 F

3 S+ v' j$ Y. m7 T- i. t齒輪計(jì)算參數(shù)
$ C+ G' F& s: V3 V( E8 u        齒輪齒數(shù): 37
. m5 I$ `" h: ?; D. b- d$ X    齒輪法向模數(shù): 2 4 {+ s1 z  s6 P( w
    齒輪軸向模數(shù): 12.1292153592914 & u3 K( {$ z/ ]- M- s3 @) ~3 a  Y
    齒輪端面模數(shù): 2.02775638724961 : {: h/ J5 \, B/ r
  齒輪法向壓力角: 20
/ P- U8 v! T7 Q4 X) w) U, X      軸向壓力角: 65.6278263602969
3 T* {, O% Y2 m      端面壓力角: 20.255144214909
% U2 j; f4 q( r8 y0 Z齒輪分度圓螺旋角: 9.49090992192413
3 ?1 y4 z: k4 y5 j1 e    齒輪分圓直徑: 75.0269863282357
$ X8 H' H& ?! _- ^2 u齒輪徑向變位系數(shù): 0.33639147245938 9 k  @2 }7 X4 N1 n
  齒輪節(jié)圓螺旋角: 9.50514037099967 , z  ~7 \" x' g# n  U+ x
    齒輪節(jié)圓直徑: 75.1415692814175
) J: j& y" W7 a    齒輪基圓直徑: 70.3873367414667
  U6 {' r- {" `8 @' O* U& z  齒輪節(jié)圓螺旋角: 8.9137210507945
; \- `* R+ P7 Y- q8 S0 \- |  齒輪齒頂圓直徑: 80.365
& y+ p/ @; E8 |1 O% a" Q2 X. z; W  齒輪齒根圓直徑: 71.3725522180732
! Z! r( J% k, ?. n, ]8 {    齒輪軸向?qū)С? 1409.88699306265 2 l/ Y% X9 V, B0 R
    設(shè)計(jì)齒輪長度: 20
1 |7 m( |' x/ Y9 Z$ b      計(jì)算中心距: 49.031034130405
/ J5 M4 ]! y6 D7 C: s, l      設(shè)計(jì)中心距: 0 , q+ y* Z% f8 s: \
    齒輪量球直徑: 3.1 * x: P9 f: Z# ]2 o
  二針量球測量值: 81.1698550304993 ! [  A! v  t7 V8 y4 |
傳動機(jī)構(gòu)理論效率: 0.497872968446605 2 c; l2 N; m9 j) b) K, c
傳動機(jī)構(gòu)總重合度: 1.74089504233738
) o' ]3 Y! o, w  H    齒輪軸向齒距: 6.37038456945316
7 a. H( ^) a' }0 t3 ~齒輪端面節(jié)壓力角: 20.4905952062491 ; F7 ]* i, F$ w4 L
  齒輪端面弧齒厚: 4.32910298833675 ) p0 a, G7 H: _$ c" N+ T
  齒輪法向調(diào)整量: 0.6 2 ~9 w9 M! A) ]( c+ T9 ^" W
  調(diào)整量等效系數(shù): 0.438570660024464
8 A; p5 N) |2 B. z- V4 E' v齒輪公法線跨齒數(shù): 6
+ F/ n  M- q! X; x, C8 n齒輪公法線公稱值: 34.6116595447966 8 L1 S3 L9 S+ D0 n+ g+ B2 H- W/ @
1 P  `$ L- m( q& Y( m% H
蝸桿端面分圓弧齒厚減少量: 0   G: M# T. B! w- r# |6 v4 z4 X
蝸桿端面分度圓實(shí)際弧齒厚: 14.4146977165826 1 U8 Y1 o/ V+ Q; o& A/ W. Q* r
    蝸桿建模實(shí)際軸向長度: 65.831988906968
- K1 j% B8 ?9 s5 k& X& Z: V  x1 v齒輪端面分圓弧齒厚減少量: 0
9 `6 B+ L7 V4 U齒輪端面分度圓實(shí)際弧齒厚: 4.32910298833675 6 x3 l) r6 N- w) r  m2 h7 f) f! S
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 樓主| 發(fā)表于 2022-2-16 17:49:40 | 只看該作者
二種方法也許會有搞設(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，這二種方法其實(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)比較簡單，第二種方法，需要解超越方程，計(jì)算上稍難一些，
4#
發(fā)表于 2022-2-16 18:02:44 | 只看該作者
嗯....頭有點(diǎn)暈
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發(fā)表于 2022-2-16 22:25:44 | 只看該作者
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發(fā)表于 2022-2-17 12:26:29 | 只看該作者
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發(fā)表于 2022-2-18 09:32:01 | 只看該作者
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發(fā)表于 2022-2-18 20:57:09 | 只看該作者
學(xué)習(xí)了，感謝樓主分享！
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發(fā)表于 2022-11-9 09:57:54 | 只看該作者
樓主太注重理論計(jì)算了，實(shí)際上，一個(gè)傳動系統(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(shí)上，我們的一個(gè)產(chǎn)品傳動設(shè)計(jì)，前期會注重理論的計(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。會少走彎路。
10#
發(fā)表于 2022-12-8 15:47:07 | 只看該作者
樓主厲害，精神可嘉！齒輪的水很深，知其然也要知其所以然！
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