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998談齒輪之設(shè)計計算篇(二)

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發(fā)表于 2015-12-27 09:40:20 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
本帖最后由 蒼狼大地 于 2015-12-27 09:47 編輯
7 r2 H) c( W- v
* G& I- ~+ z/ W% y2 s7 }《998談齒輪之基本概念篇》很受歡迎啊,再接再厲,998談齒輪之設(shè)計計算篇,滿滿的都是干貨。。。
5 G% w0 @: T' }) q% e6 {~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~正文分割線~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~2 j) V  M3 @' u' H+ H) ^( D& \$ p
3 y" h: Z& A0 \9 R+ h8 A2 r
一、名詞術(shù)語1 F; J" V: N+ h/ \8 d; e$ O6 P
1.1 模數(shù)
- ^/ ~% j4 Y8 o% h) V          — 對標準直齒輪來說,全齒高大約等于 2.25倍的模數(shù)。
0 t9 B" m  y2 Q* k5 w7 ^0 C          — 變位量=變位系數(shù)×模數(shù),
+ h  e1 F4 }! X- f0 ?                   ☆ 模數(shù)大的,變位量相對大,因為可以取用的線區(qū)間相對大  U* K5 K" |5 `' A; f% \' x8 m$ n
                   ☆ 模數(shù)小的,齒高自身就比較小,可取線區(qū)間小,不可能有大的變位量,! ]! t. y8 P9 `6 M7 M5 y
                             ※ 什么叫做線區(qū)間?
( t1 N! P0 a. j  g7 ?                   ☆ 數(shù)學上可以計算出極限變位量,與模數(shù)有關(guān),超出極限變位量,無法嚙合
( k- Q7 `1 r! m! f- x) R* [7 B. c4 T" m          — 既然變位系數(shù)與模數(shù)沒有內(nèi)在聯(lián)系,為什么不是直接給出變位量而是用變位系數(shù)折算一次?0 x- x7 e2 {5 N# t& f
                   ☆ 現(xiàn)在用的模數(shù)制齒輪,計算是以模數(shù)為基礎(chǔ)的,許多計算與迭代都是以模數(shù)為基礎(chǔ)展開的,自然變位也一樣。7 H4 x, i! v9 ?" y2 A8 ^
                   ☆ 但在加工的時候,確實用的是具體數(shù)值的變位量,不需要在加工中再進行變換。. t/ A: j( k" G  n+ p! z
          — 齒輪模數(shù)是怎么計算出來的?
6 Z/ K9 W5 P& h/ ?: T* K                   ☆ 模數(shù)是按強度計算得到的,或者說取決于強度。
5 e& K4 C- s! u; W. y6 \                   ☆ 齒輪傳動系統(tǒng),不是簡單一對一的單點傳動,也不是計算單點傳動發(fā)現(xiàn)模數(shù)不行就只能加大模數(shù)。齒輪,多點傳動的系統(tǒng)很多的,齒輪書籍中有介紹。學習多傳動系統(tǒng),對設(shè)計齒輪有幫助。1 H+ F4 L# L" K0 a
                   ☆ 計算模數(shù),一定要有合理性,: I! c, g6 R* A. i
                             □ 首先強度要夠,但模數(shù)大了以后,重合度就下來了,壽命就不好了* \3 e6 i2 Y; k4 B5 z  e
                             □ 小模數(shù),大重合度,依然可以解決力矩問題。/ v* w8 E3 _: f# J" H# A2 U
                             □ 也可采用多點傳動系統(tǒng)解決力矩問題。
/ y1 `7 v6 P; P6 p* F( d          — Q:國內(nèi)的齒輪模數(shù)雖然是第一標準最大是50。某國外企業(yè)手冊顯示可以做到最大56。國外的加工水平和標準能做到多大?9 K3 m7 C, P$ P4 @7 I( q
                   ☆ 對與齒輪模數(shù),沒有準確限制,尤其是不全齒輪或半齒輪。; b+ t% c7 }& @  {$ w- `* c
                   ☆ 是否采用大模數(shù)齒輪,主要考慮有無必要性。5 s' i1 W( `# h6 x/ |
                             □ 經(jīng)濟性考慮:模數(shù)太大,直接采用其它傳動方式,如多點傳動、液壓傳動。如翻轉(zhuǎn)鋼包的機構(gòu),有齒輪傳動、銷齒傳動、液壓齒條、擺缸、油缸接力等多種方式。5 o, q' F  v, Z' s0 l1 y
                             □ 技術(shù)考慮:模數(shù)過大,齒輪設(shè)計加工問題、軸安裝問題(需要采用雙向切向鍵)。' ^3 @+ n0 S6 |! K
                                      ※ 什么是雙向切向鍵?具體的結(jié)構(gòu)形式是如何?
& n; ~, }' h, d                             □ 設(shè)計合理性:當大模數(shù)齒輪(如80,100),技術(shù)和精度都沒有問題,是否經(jīng)濟劃算?誰使用?為什么要用?
+ u$ T& x9 o: U
9 {2 q: m2 k. w) f9 g5 B1.2 變位系數(shù)
* c2 x! T* d4 X7 V" ]! |$ ?% y9 Y4 K          — 變位系數(shù),不是改變了模數(shù),是改變了嚙合位置,即漸開線的嚙合點,4 w7 F( J/ @8 `: C# k
/ f! O- ^  v. J& C
1.3 漸開線齒廓6 F5 E2 H5 ^" C
          — 齒輪漸開線齒廓精確求解及其參數(shù)化建模,對數(shù)學要求高,設(shè)計大量坐標系變換,必須念通數(shù)學。
6 s  Q& X5 G; _3 _/ F( T* z8 c( {          — 齒廓和齒根過渡曲線的坐標轉(zhuǎn)換,涉及大量幾何關(guān)系和數(shù)學。玩通之后,齒輪通了80%。玩精通后,是高薪工作,現(xiàn)在懂的人很少。# S& V: n1 c2 ~5 N* [, G. w
          — 研究齒形,多從受力和傳動嚙合方式考慮,然后設(shè)計刀具和機床通過特定的加工工藝實現(xiàn)齒形的制造。故而齒輪有兩個方向:9 c8 ?/ v9 D3 U5 u! q, o
                   ☆ 純數(shù)學力學的齒形設(shè)計
# [  k" c" U% j' U                   ☆ 工藝裝備的設(shè)計(刀具和機床或者模具)。
+ G( z5 ], s* l2 M           ※ 齒輪為什么有好多種線型? 有漸開線的,有圓弧的,有擺線的?所謂嚙合,要考慮許多對象,不僅有運動的,還有動力的,
8 w: v- C' Q, A6 p' [4 G  U3 N. m
1.4 傳動比' D+ k& o- U7 K0 q
          — 為什么設(shè)計手冊上講齒輪傳動比要小于6-8?/ ]9 q1 v. i2 f
                   ☆ 限制一級的速比,主要是考慮大齒輪的尺寸,齒輪箱的體積,總重量,有一個劃算的問題,設(shè)計設(shè)備是考慮成本的,速比大到一個數(shù)值,可以采用多極,這樣設(shè)計重量比較合理
; y" L4 g3 R" E0 ]                   ☆ 而對于開式齒輪,往往是采用一級大齒輪,這個與你說法正好相反,
) ^) [; e" {9 q                   ☆ 傳動比受小齒輪大小限制,非變位20゜壓力角齒輪最小齒數(shù)為17,否則根切。如果傳動比是8,大齒輪要136齒。制造成本,安裝精度,齒輪本身質(zhì)量,轉(zhuǎn)動慣量,軸承負載都有問題。, a3 B/ f7 |3 X1 X/ V  d
          — 大傳動比下采用蝸輪蝸桿傳動和齒輪傳動的比較:
1 L# D! o7 f( u# M3 h                   ☆ 傳動比:渦輪蝸桿比齒輪高,如果單頭,蝸桿旋轉(zhuǎn)一周,渦輪才旋轉(zhuǎn)一齒。
( ]4 a- n0 F' {% W0 T$ V1 e                   ☆ 效率:齒輪比蝸輪蝸桿高。
4 K) s# ?  p) Y1 m2 \                   ☆ 使用渦輪主要考慮到自鎖性,輸入輸出軸異面而且空間受限制。否則使用多級齒輪組比較合適。
$ I9 F+ v  J( T; k* F3 N6 Q( _% F' R- ?4 c3 W6 W+ c% E
二、齒輪設(shè)計流程1 i6 O+ x# Z1 P0 p! J" j. `/ G! g, T
2.1 設(shè)計齒輪的流程9 H( ^$ D/ L: T$ `2 [
          — 確定嚙合曲線(手工畫圖):
" e, K6 {4 q& R7 i+ s/ H1 M& V                   ☆ 從黃格子紙上撕下一頁,畫一個圓,標注一個公式,那是基圓,從上面拉出的就是漸開線,標一個解析式,對 面再拉一個線,再標解析式,那就是兩個齒面的嚙合,2 h' Z1 Q0 R! T9 H
                   ☆ 根據(jù)精度就知道要多少點作圖畫的曲線的精度是合理的,點數(shù)太少曲率精度不夠,點數(shù)過密會把計算機算死的。% T4 a0 v& n, m: j
                   ☆ 需要很扎實的基礎(chǔ)知識。
$ E% l- r. J7 T7 q, ^                   ☆ 齒面輪廓,不是那種畫幾個圓圈的方式,你沒有齒面輪廓怎么計算應(yīng)力有多大?沒有這個輪廓,用有限元分析什么?
1 y' v! v: Q4 W6 ^# X: y. @          — 建立嚙合模型
/ |& _; x, F" y5 F& D  p9 W  b                   ☆ 有了三維圖后建立齒輪嚙合模型- j2 P4 ^, }* J) q
                   ☆ 有了模型就知道各方向的受力,就可以建立支撐加以約束,有了這個約束就可以畫箱體,就知道箱子的厚度。4 ^8 ?2 C2 t( `1 H
                   ☆ 用解析式的聯(lián)立算接觸應(yīng)力,求強度計算,再反推中心距、齒寬等等東西& c! G; L, x7 y% C3 \
                   ☆ 我用有限元做齒輪計算,是有了具體的對象,初步計算都好了,確定可以用了,計算那個嚙合區(qū)域的最大應(yīng)力用的,是個計算的輔助手段,$ b  `" `" ^4 u( d. g2 @
                   ☆ 再琢磨齒根曲線,有多種,與加工方式還有關(guān),再琢磨齒面輪廓修正,琢磨一下,) g2 T/ ^8 [/ U! p$ e& A6 }8 Q
          — 齒輪軸設(shè)計
  _' Z9 P5 O6 X# v& s( R8 b2 V3 K                   ☆ 齒輪軸受力時產(chǎn)生撓度( Z. Q9 S" P9 Z
                   ☆ 撓度很關(guān)鍵:會改變嚙合點的位置,惡化嚙合,產(chǎn)生噪音,縮短壽命,帶來一系列你不希望見到的結(jié)局。& m6 M* S3 ]* h7 t' R, Z
                   ☆ 解決措施:
8 D$ \) ?  P  V( Q( @5 `                             □ 考慮齒輪軸的設(shè)計
, N6 a2 {( S) U                             □ 選擇合適的軸承,用軸承的支撐剛性減小齒輪軸的撓曲變形,什么軸承好?需要計算。
8 h: \7 E  Z7 P% y" o6 W1 m5 B$ ^          — 熱變形計算
! g1 |( P+ W7 D. B! c9 o. M                   ☆ 多大的負荷,溫度可以升高到多少度?
+ @. E0 x6 Z; h                   ☆ 溫度會穩(wěn)定在多少度,這個軸會熱漲多少?% J1 Y) y' ]# \! _) u+ C7 v+ C3 Q
                   ☆ 熱漲對嚙合有什么影響?
0 x$ U2 i1 Z$ ?) \' s% A          — 箱體計算# _7 O  i( x6 Q
                   ☆ 畫箱體,對角扭轉(zhuǎn)就大概知道箱子的厚度。* T- R; c+ J- P4 V) w
                   ☆ 考慮各種其它的空間變形,因為箱體剛度不夠的話,再好的齒輪設(shè)計都白搭,根本就沒有壽命可言
& l, Z+ x+ X( J; [) l) K: X                   ☆ 鬼子的箱體都非常厚實,為什么?你計算了就知道,任何的偷工減料最后一定是害自己的,( k; J) L. Z5 s2 \; K
          — 總結(jié):
# @( O; Q" v5 s$ c4 y                   ☆ 鬼子也用有限元進行箱體設(shè)計,但不是為了分析而分析,而是在有基礎(chǔ)設(shè)計的基礎(chǔ)上進行精細設(shè)計,懂設(shè)計和有限元的根本。
4 b) X2 G5 q+ M. x                   ☆ 鬼子的齒輪箱好,有材料因素,有熱處理因素,最重要的是人家設(shè)計的就好,設(shè)計水平比你也高,有限元用的水平就比你高一大截,水平高是總體水平高,
$ h7 m" p$ j* S                   ☆ 鬼子設(shè)計東西,一般有針對性,還是我們說的基礎(chǔ)東西比我們扎實。設(shè)計一個東西要體會其內(nèi)在的真諦,沒有體會這個,就玩不好,玩的基本是表皮東西/ r+ D6 K8 u. X3 C+ w
          — 優(yōu)化設(shè)計:優(yōu)化是一個寬泛的概念,要針對你玩什么,舉個例子, 玩齒輪可以優(yōu)化,比如講究效率,如何優(yōu)化齒面函數(shù),而組裝齒輪系統(tǒng),也可以談優(yōu)化,是講究裝配效率的,玩的是節(jié)拍,就與玩齒面完全兩個概念,
* p* Y9 j7 I9 s+ Q% y) n) f; l% J% b, ^9 x0 c
2.2 傳動系統(tǒng)設(shè)計流程:
$ i' T2 J0 P1 U5 S# J                   ☆ 閉式箱的設(shè)計是以齒面損壞為基礎(chǔ)的,而齒面的損壞與循環(huán)次數(shù)有關(guān)聯(lián),當循環(huán)次數(shù)非常少的時候,就談不上損壞。(開式齒輪不必計算接觸強度,直接計算彎曲就可以)1 b9 {4 J# T* ?. S
                   ☆ 電機的選擇是以力矩為基礎(chǔ)的,力矩夠了,就能轉(zhuǎn),燒不燒是以發(fā)熱為依據(jù)的,而不是理論計算,  E& a" U& ?- M5 ?5 u1 |4 @
                   ☆ 我們的體系是在原蘇聯(lián)的體系上‘升一級,靠一級’過來的,而蘇聯(lián)的體系是在原德國與阿根廷的基礎(chǔ)上演變過來的。而米、英是另外一個體系,是講究人的設(shè)計基本功與設(shè)備的實際功效為基礎(chǔ)的上面玩設(shè)計,
" O" A& B2 P- R- p                   ☆ 米國怎么玩一個機械傳動設(shè)計,因為基本功好,一切是從基礎(chǔ)開始的,做一個傳動鏈,把尺寸都擺出來,哪里是哪個設(shè)備,電機一小時啟動多少次?運 轉(zhuǎn)力矩是多大?這些都是精確數(shù)字,再電話給電機廠,要這么個電機,電機廠的數(shù)據(jù)是實驗出來的,給你用,保證不燒,這樣就比你蒙頭選的要小幾分之一。電機小 了,減速機也小了,而當運轉(zhuǎn)次數(shù)少時候,按彎曲計算齒輪,齒輪箱也相應(yīng)小了,當箱體強度不夠的時候,只加強箱體,而齒輪箱整體小了,其傳動系統(tǒng)就是比你小 不少,也一樣用多年。鬼子有時的東西又做的比我們大而且結(jié)實,為什么,就是考慮極端工況,比如化工,比如石油,比如工程機械,而鬼子設(shè)計橋梁這些東西比我們結(jié)實幾十倍。, X! J. f0 i) `3 A) e+ R
                   ☆ 我們差在哪里了? 國人的教育一直比鬼子差,基本功也比鬼子差的多,對機械理解深度也比較淺,以前是因為閉關(guān)鎖國沒有辦法,我許多前輩基礎(chǔ)都非常好,但都是學的蘇聯(lián)的理論,這個沒有辦法了,而新一代主要是不念書,沒有基礎(chǔ)概念,
. e& a& N4 T7 T% x$ s9 M- e4 m                   ☆ 現(xiàn)在的產(chǎn)品問題在哪里?  本該做的輕巧的東西,因為基礎(chǔ)理論的薄弱,不會,而做的很笨重,而那些投機取巧的家伙,把山寨的東西做的很輕,但沒有使用 價值,而本該做的非常結(jié)實的東西,比如破冰船,受設(shè)計水平與材料的限制,也不會做結(jié)實了,這樣,我國的產(chǎn)品處于兩頭不靠的境地,- }8 y% i( S2 a8 W
                   ☆ 怎么玩好了?不是看哪本手冊的問題,是對于機械有深刻的理解,理解其實質(zhì)東西,對設(shè)計,材料的實質(zhì)非常了解,阿拉設(shè)計冷床,20年前出口的東西,可以做的 非常輕,也一樣在東南亞用20年,而國內(nèi)要求高產(chǎn)量、高節(jié)奏的大型東西也可以做的很結(jié)實,也用多年,實質(zhì),就是你懂了機械,懂了那個東西到底哪里弱?哪里 是要減輕重量的,哪里要加強,這些也基本是經(jīng)驗,手冊是不會有的, 1 z- v, O& Q" G1 }+ n7 }
                   ☆ 你怎么玩好了?還是阿拉說的,基礎(chǔ),無論對什么,懂其基礎(chǔ),就全懂,阿拉發(fā)現(xiàn),玩齒輪的,沒有幾個懂漸開線方程,阿拉特奇怪,; {' j! Q7 T6 E$ {% b) K: F

" z# w' n- L; K1 Z2.3 如何做齒輪或減速箱設(shè)計的?6 A9 O% z$ D& {  `" n" n
                   ☆ 90年代之前,都是手工計算,計算機計算是近15年之內(nèi)的事情了,不僅計算齒輪,還計算箱體,計算書寫一大本,比如大型飛剪那個齒輪箱,齒輪箱計算有差不 多100頁,那時米國公司也是手工計算,全套設(shè)計好了,給有限元室去分析,$ N% b; u0 s1 W
                   ☆ 計算機發(fā)展以后,有幾年還不錯,現(xiàn)在是有計算機對許多人也沒有啥價值,因為如何輸入數(shù)據(jù),就是一個大問題,許多家伙的電腦里面各種軟件是齊全的,但對齒輪箱設(shè)計也一樣一無所知,不知道如何下手' Q, e% z& d+ \: j2 }& l
                   ☆ 手算熟練的,根本就不必你自己操作計算機,我現(xiàn)在計算大機架的危險點,計算齒輪箱的變形,許多都不自己實際操作了,因為已經(jīng)先知道哪里危險了,人家計算的結(jié)果正確與否是可以準確判斷的,而計算操作者是不懂的
4 d1 g- w, \5 ]          — 對與減速機,需要學會完全三維模擬,熱變形計算分析,每個部位的變形量要能夠計算出來,包括熱狀態(tài) 下的齒面嚙合,熱變形下嚙合點的偏移,還要軸承壓扁對于嚙合的影響,所有這些,阿拉都可以計算出來,可以給大型的機構(gòu)專門玩這個,并且說的明白。玩齒輪箱,一定要玩到最基礎(chǔ)層面,否則,半吊子,什么都不是,既不能玩大的,也不能玩小的,因為不懂,/ E3 k  ?, ]/ A# r: d! i
' D( ?& K5 p6 ~5 P! |6 V( A& S& \
2.4 大齒輪流程:
( @2 H& j4 x" f) `$ R          — 設(shè)計要求:一種大型的回轉(zhuǎn)支撐的圈體,滾動滑道用于安轉(zhuǎn)滾動體,齒圈用于驅(qū)動,這個東西,要自己選擇鋼坯,多鐓多拔,沖孔,擴孔,制造環(huán)件毛坯,退火,上大型滾環(huán)機
, F6 v. ^. L, Z+ b          — 滾出符合要求的毛坯以后,初步熱處理,沒有這么大的爐子,還要自己砌筑爐子,加測量點,控制溫度,基礎(chǔ)熱處理好了,就是加工,做內(nèi)滑道,加工外齒,大齒圈你說用什么加工?許多家伙不懂這個,
3 i+ k: b% c8 K          — 關(guān)于計算,因為這個東西總體循環(huán)次數(shù)少,計算兩個東西,一個是強度,一個是早期疲勞,早期疲勞沒問題,結(jié)構(gòu)不會損壞,就可以了,不需要高次循環(huán),因為整體壽命區(qū)間,總循環(huán)次數(shù)不多,- L/ g: S2 I& f% L0 S/ v. [% r
          — 很大的這類東西,說不上有多高技術(shù),就是環(huán)節(jié)控制完善,從鋼坯開始,嚴格控制,流程熟悉,哪里都不忽視,比如齒圈部分,滑道部分的探傷,這些很重要,有人忽視這些,加工完了,發(fā)現(xiàn)缺陷,報廢了。& I( n8 T9 J2 N: K' ^% L
          — 熱處理必須嚴格。材料成分,金相,探傷,熱處理,一個都不能忽視,否則是找死。
# S3 S& I/ T* L, N+ a- Q$ `0 ]          — 國人特別愛忽視熱處理,這是致命的事情,洋人對熱處理非常嚴格,溫度差一點都不運行,我就是堅持這些,一個是材料必須合格,嚴格熱處理,嚴格探傷,準確計算使用壽命,有這些,誰都不是你對手,因為他們瞎湊合2 [& D  G5 s* [, h0 O
          — Zerowing:1 s. Y4 z, x* V9 j3 Y; N1 h9 Y
                   ☆ 從使用齒圈判斷,有兩種可能性,一種是直徑過大,通過分體以方便加工。第二種就是材料不同,用這種辦法降低生產(chǎn)成本。
! }$ ~6 G  A/ J% Y# X7 ?9 ]# K                   ☆ 從外齒內(nèi)滑道結(jié)構(gòu)分析,這個齒圈應(yīng)該是屬于飛輪性質(zhì)。
7 I) m/ F( \- o; ^; `                   ☆ 確認基本信息。承載條件(扭矩、轉(zhuǎn)速、是否存在沖擊等)、配合齒類型及齒形參數(shù)、減速比、潤滑條件。
& a9 @+ @7 T) w# q& O8 h  K6 K                   ☆ 基本齒輪計算和變位計算(包括選材)1 ]- P; W$ X' S) A9 W4 f  D& H
                   ☆ 根據(jù)具體齒圈尺寸,計算在工作轉(zhuǎn)速下的抗扭強度問題,確定內(nèi)圈尺寸。
; b- H/ \; y  z                   ☆ 內(nèi)滑道設(shè)計(這個真心沒玩過,推推看)。根據(jù)承載計算平均接觸力,根據(jù)平均接觸力計算滾珠的擠壓強度,選擇適當?shù)牟牧嫌嬎阈枨笾睆较孪。根?jù)轉(zhuǎn)速和螺 旋傳動規(guī)律,計算滑道螺距。螺旋方向應(yīng)根據(jù)斜齒受力方向和轉(zhuǎn)動方向確定,盡量減少滑道部分在軸向上的承載。根據(jù)螺距確認滾珠直徑上限。確定需求硬度。設(shè)計 滑道供油回路。
3 `% o* h! ~7 N9 `                   ☆ 確定配合公差,計算靜平衡、動平衡,通過配重,調(diào)節(jié)平衡。! _, q# h$ T" T- K! T
                   ☆ 壽命計算。壽命=設(shè)計循環(huán)/循環(huán)速度。這個跟軸承計算類似。4 p$ c6 l% [! a
                             □ 計算輪齒疲勞,確定輪齒壽命。
/ l' B, H' s  T  X7 C                             □ 計算滑道在存在滾珠滑動條件下的接觸疲勞,確定滑道壽命。
0 w# u: c+ `9 C  n                             □ 取二者小值,并適當降低大值,以期待同等壽命。
  H9 ]1 R3 x( \( `
4 Y: W0 ^3 k6 O2 T. t' V) r7 ?# y三、設(shè)計細節(jié):
# O3 e. z+ `8 T8 i3.1 齒根強度分析
& a! a7 ~" N  N5 j- D          — 花鍵與齒輪的這個問題都存在,母槽根部的倒圓角和端面連接的部分應(yīng)力集中很高。齒輪可以通過強化齒根來解決,米國有設(shè)計是在齒輪根部作一個大的內(nèi)角,切掉一些捏合,損失重合度來解決的,這個就是看你怎么取舍?計算壽命夠了,基本沒有問題,- x! I- g) S6 }
          — 有些齒輪在加工的時候,不會把齒形做成標準的漸開線,而是經(jīng)過計算,使得齒輪在嚙合的過程中,齒形成為漸開線。* u! g/ Q4 ?) F) |5 z0 @
          — 在齒輪裝配的時候,會將中心距做的稍微小一點,讓兩個齒輪在運轉(zhuǎn)初期,就將各自表面磨去一部分,然后再進入工況。
+ M9 p" h& a# t8 f          — 高速齒輪,高精度齒輪,都是經(jīng)過‘齒形修正’的,而這些修正,有各自的目的,有些是為了提高承載力,有些是為了降低噪音,主要看干嗎用?再針對其目的,進行修正,修正有一部分是理論計算,有一部分是經(jīng)驗系數(shù)
/ o5 @& P0 a1 ?$ ~" |
! {- O0 L$ t. [* j8 I# W3.2 齒面強度分析2 Y, s" w# m% @
          — 齒面超寬以后,對于箱體形位公差,軸承精度,齒輪自身精度都提出了更高的要求,假如精度不夠的話,齒面的不均衡載荷就比較嚴重了,特別是某一側(cè)的受力會變得非常惡劣,甚至破壞,而破壞是延展性的,這就是根本,* q; j' \8 @  L! l

+ d% x; r" s9 Q0 _6 B' w# x3.3 GE修形 - 微根切技術(shù)
! n$ }0 J& A  G5 P: _          — What? 基本情況/ v7 V$ h2 f$ `( {( Y  G+ ?: @
                   ☆ GE 的齒輪系統(tǒng),起碼俺覺得是舉世無雙,把齒輪玩透了,所謂‘玩弄于股掌之間’,可以比西門子組織研制的齒輪壽命強幾倍,無論是數(shù)學修正,還是材料運用,爐火純青,普拉特也很類似,也很牛,彼此彼此吧,
: R8 p& v" V' |5 P: ?% |                   ☆ 玩各種齒輪,對GE佩服的不行,GE的某些齒輪連西門子都無法攻關(guān),壽命有很大的差距,這就是所謂的底蘊,也正是因為有這些底蘊,它才存在了100年。Ge的齒輪系統(tǒng)非常難玩,是一套獨立發(fā)展起來的設(shè)計與修正系統(tǒng),要深刻理解,另外,其材料系統(tǒng)也不同,必須非常熟悉,有強人才能玩,但利潤非常大,GE的齒輪系統(tǒng),國內(nèi)用,例如大,壽命可以到國內(nèi)7-8倍,1 O# G* m2 V  q' i: t
                   ☆ 大型礦車,行星輪系是浮動傳動的,就是太陽輪是不定軸的,傳動的時候,靠齒面自導(dǎo)衛(wèi),所謂的‘GE修正’,他不告訴你關(guān)鍵的修正數(shù)據(jù),你拆開了仿制,壽命就幾個小時,而他可以用三年,最終,你的命脈被捏住了,
; v* q+ [! U. H8 Z: @. p% P! m                   ☆ GE設(shè)計齒輪,齒根部分,就是設(shè)計成‘微根切’,采用變位控制,就是怕磨齒面的時候把齒根給磨了  f- u* f# b4 I! B4 D- {3 Z
          — Why? 設(shè)計目的
' I0 Y2 U# \8 y2 @7 y4 o* x( E                   ☆ 齒輪磨削能降低表面粗糙度,對齒面的接觸疲勞有好處。! X( m: J% J" M+ P" n
                   ☆ 但由于齒輪根部受彎曲、剪切載荷,磨削可能成為表面裂紋來源,殘余應(yīng)力分布也不利于提高齒根壽命。5 k. w# ?. j0 c& K0 t
                   ☆ 因此,采用了齒輪‘微根切’避免根部磨削。( v: [* E  ^1 F
          — How? 工藝手段
' K" E& Q$ V- q0 N                   ☆ 重載荷,高循環(huán)次數(shù),高壽命的齒輪,必須是合金鋼材料,齒面硬化,6級并且磨齒,磨齒過程中,會形成‘臺階’,這個臺階對彎曲疲勞壽命影響非常大,GE公司設(shè)計齒面修型時,特意設(shè)計一個‘根切’是砂輪磨齒面無臺階。業(yè)內(nèi)稱‘GE修正’,所謂說微根切是一個簡單說法,其保護微根切,跟切以后再修正齒底圓弧曲線,是綜合考慮嚙合線,壽命的一個妥協(xié)結(jié)果,
- _! r, X6 y% W          — 如何學習?8 u# W$ O  d6 Y4 `0 \  [( j, B
                   ☆ 齒形修正,要學習理論基礎(chǔ),靠摸索是不行的,建議你先學習齒輪的理論部分,學好了,就知道噪音產(chǎn)生在哪里了,再學修正,就有的放矢了,噪音很復(fù)雜,有齒坯帶來的,有齒形問題,有軸承問題,這些都必須學習,
+ I; a& y% r1 O. M' m- `                   ☆ 輪邊減速機齒輪修正,沒有書專門介紹,沒見到過,輪邊修正有好幾種,GE與西門子的計算方式完全不同,材料也不同,4 a% h; ^# l2 N' Q. }" z: O% H

, u, M: Q" P) u, K: E' o3.4 螺旋傘齒輪的設(shè)計:
/ b% {& L3 U+ x; O9 m          — 螺旋傘齒輪,支撐應(yīng)該是靠齒輪方向是為滾柱軸承,內(nèi)圈無擋邊,外圈為卡簧定位,因為沒有軸向力。而遠齒輪端,也就是軸端,為八字對頂布置的圓錐輥子軸承,外圈定位為肩與壓蓋,這樣才可以確保定位可靠。內(nèi)圈為距離套與螺母,螺母還要加可靠的鎖緊。壓蓋上有密封槽,應(yīng)該是外硬內(nèi)軟的兩個密封,
. ~0 t- ?) s1 \          — 為什么應(yīng)該是這個樣子?首先,螺傘傳動精度比較高,定位距離必須非常準確,其次,還要考慮熱漲,與聯(lián)軸器的連接,假如你軸向竄動過大,會把液力耦合器的動輪打壞的,他這個結(jié)構(gòu)是沒法解決熱漲的,冷機與熱機本身的間隙就不同,沒法處理,需要同時考慮受力和熱漲。
* r, \- N' b+ ~6 c& {  y/ |4 S) @          — 象設(shè)計這個減速機,要考慮的問題非常多,有時有故障都不知道哪里的故障,我設(shè)計過高速的,大型的,實話說,玩減速機,阿拉都不敢說全懂,說拿來就會玩,都且捉摸呢,有時方案就搞好多天,一個大減速機,阿拉都是安排先做方案,再討論,設(shè)計院都不可能玩的過阿拉,9 e- G1 T3 R( p' t- L
          — 螺旋傘齒輪,要非常準確控制徑向嚙合。布置問題是這樣的,軸漲的同時,箱體也漲,綜合考慮,首先要準確控制徑向尺寸,而圓柱輥子軸承的這個性能好,布置在這里可以減小圓錐輥子軸承的載荷,提高軸系整體壽命,
& X' `5 l% G6 {* t+ x3 c          — 設(shè)計這個典型東西,應(yīng)該是把齒輪先玩出來,頭腦里有齒輪的,相當于擺在桌子上了,根據(jù)齒輪的受力來布置支撐,布置好了進行計算,這樣就不會有問題,現(xiàn)在都是蒙著腦袋胡亂抄一個東西,自己都不理解為什么。
4 M; L. h4 t0 I0 O- ~          — 軸承的布置有不同的類型,這個說法非常多,各公司有不同的依據(jù),比如弗蘭德與諾德可能不同,但都是可以說通的,現(xiàn)在有限元發(fā)達,可以做充分的模擬,一切都可以說明,
9 s  K( M6 w$ W+ Z: [8 [          — 先把計算與齒形修正部分玩一下吧,玩到可以設(shè)計5級螺傘,前途就大大的了。以前有正常齒輪基礎(chǔ),起碼要玩一個月,才可以熟練,沒有齒輪基礎(chǔ)的,先學齒輪,上來就玩螺傘,玩不了,會死人的,哈哈
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2#
發(fā)表于 2015-12-27 10:03:07 | 只看該作者
真的整理的很細!樓主努力幾年必有所成!
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3#
發(fā)表于 2015-12-27 10:09:21 | 只看該作者
。。。。。。。。。。。。。。。。。做齒輪的路過
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4#
發(fā)表于 2015-12-27 10:37:15 | 只看該作者
第一篇 在哪里啊
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5#
發(fā)表于 2015-12-27 10:49:57 | 只看該作者
提示: 作者被禁止或刪除 內(nèi)容自動屏蔽
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6#
發(fā)表于 2015-12-27 10:50:57 | 只看該作者
學習
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7#
發(fā)表于 2015-12-27 11:07:18 | 只看該作者
干貨!慎吃!
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8#
發(fā)表于 2015-12-27 11:18:51 | 只看該作者
昨天半夜就看一,太過癮了,樓主做了一件大有功德的事情。我今年盡力找了8爺?shù)奶樱杏X很開眼界,但是真想把8爺帖子都找出來。按大俠說法,8爺勸學10年,發(fā)了900萬字,年均90萬字,平均每天2500字,這個頻率太值得尊敬了
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9#
發(fā)表于 2015-12-27 12:04:53 | 只看該作者
"計算模數(shù),一定要有合理性,
; J2 y& s$ a; s □ 首先強度要夠,但模數(shù)大了以后,重合度就下來了,壽命就不好了                        2 ?, Q: @  J6 M$ O! _
□ 小模數(shù),大重合度,依然可以解決力矩問題。"
; c" _# k9 X3 e0 D/ \: I" W' t一個實例供參考

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10#
發(fā)表于 2015-12-27 12:06:49 | 只看該作者
好,收藏了
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