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。

: J, Z" X0 `1 p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。

% C/ B7 r0 g. @+ w" D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。
! h" f( n9 C! m( b: ~9 H+ d
& E- `" |- |. Y, @' w$ n7 @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(shí)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。


; }; l& I9 M: M8 y+ {2 c$ F# W

HYFJY

第一種計算方法


三維模型
& I: K1 q' \! r. R

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

. A# C  X% t/ _, A4 [5 O" Z原始輸入?yún)?shù)
      法向模數(shù): 2
- l3 r4 m+ k1 \4 R: ]& ~. U    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
齒輪分圓螺旋角: 10
    齒頂高系數(shù): 1
    齒頂隙系數(shù): 0.25
# Z% b* g. z. J1 E' F法向齒厚調(diào)整量: 0.6
2 a* q; _" n4 ?6 u7 b2 Z
. d3 y7 l. V! f" |
9 H4 t% ?1 \0 F* d* G蝸桿計算參數(shù)
        蝸桿頭數(shù): 2
  h, i/ P8 @( S: |  W3 W- I) t    蝸桿法向模數(shù): 2
# }( E2 B. `6 M    蝸桿軸向模數(shù): 2.03085322377149
' `1 {! `5 O) h6 [; N    蝸桿端面模數(shù): 11.5175409662872
  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
. l3 N+ O) F8 T# o; |    蝸桿分圓直徑: 23.0350819325744
7 g) f9 I; y6 \蝸桿徑向變位系數(shù): 0
7 F2 c7 Y) n7 `# \  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)計蝸桿長度: 63.8011356831966
8 }, L5 I* x8 e# H9 A& v. ^$ H( S# B3 S      計算中心距: 49.0883256060597
- v. Y# [# _, k5 j9 |8 M      設(shè)計中心距: 49.7
% Z' |. f* o( |+ I9 C* {    蝸桿量球直徑: 4.35
+ t% ^/ Q9 `; o% C5 b5 p  三針量球測量值: 29.694110899456
傳動機(jī)構(gòu)理論效率: 0.510082260456168
傳動機(jī)構(gòu)總重合度: 1.74960398792609
6 M( V# y7 S( s1 j$ [& O    蝸桿軸向齒距: 6.38011356831966
3 P3 Y7 x+ b* f4 a    蝸桿基圓直徑: 9.91887238453224
9 ]/ I& b7 M: q2 u$ l  蝸桿端面弧齒厚: 14.4146977165826
  蝸桿法向調(diào)整量:-0.6
. Y+ ~( i9 c% L$ T" _* ?  調(diào)整量等效系數(shù):-0.438570660024464
4 b" b- x& {( I5 h- c5 b

齒輪計算參數(shù)
* E: K+ [! g" X6 o& l        齒輪齒數(shù): 37
( X0 r6 c9 h9 N: v3 V) h1 m6 z    齒輪法向模數(shù): 2
    齒輪軸向模數(shù): 11.5175409662873
    齒輪端面模數(shù): 2.03085322377149
" g7 K, {/ W( w8 G  齒輪法向壓力角: 20
      軸向壓力角: 64.4944497390175
+ f9 \- Y+ x6 H# |5 x8 ?- N( k      端面壓力角: 20.2835594545297
齒輪分度圓螺旋角: 10
    齒輪分圓直徑: 75.1415692795451
齒輪徑向變位系數(shù): 0.30584
  齒輪齒頂圓直徑: 80.365
! `1 X9 i3 g1 _2 U2 n  齒輪齒根圓直徑: 71.3649292795451
    齒輪軸向?qū)С? 1338.78661722298
    設(shè)計齒輪長度: 20
1 W$ s) D3 \  q" T      計算中心距: 49.0883256060597
      設(shè)計中心距: 49.7
5 v1 P- Z) W2 J3 [7 ^; U) `) z  A    齒輪量球直徑: 3.65
  二針量球測量值: 82.9850307248601
傳動機(jī)構(gòu)理論效率: 0.510082260456168
$ M& k, S& \( j' h/ k0 N) @4 }傳動機(jī)構(gòu)總重合度: 1.74960398792609
    齒輪軸向齒距: 6.38011356831965
    齒輪基圓直徑: 70.4819238201481
; x  J, ^" }! o* P$ ?( U5 }3 N) x9 ]  齒輪端面弧齒厚: 4.2905490233431
5 T/ @( C: r; `: G$ \  齒輪法向調(diào)整量: 0.6
( j, W6 h# u3 C0 s5 [5 |# z4 j  調(diào)整量等效系數(shù): 0.438570660024464
齒輪公法線跨齒數(shù): 6
7 Y. Z3 i) p$ p0 g! y7 R9 J齒輪公法線公稱值: 34.5745660760754

$ D: G; P0 I! A0 s/ g蝸桿端面分圓弧齒厚減少量: 0
4 |4 C3 m! o; f& a  x蝸桿端面分度圓實(shí)際弧齒厚: 14.4146977165826
% o1 I5 N2 v6 h+ Z" Q# ?) E' k    蝸桿建模實(shí)際軸向長度: 65.831988906968
6 h# e$ `; l4 C& p6 U0 d# A( o2 T齒輪端面分圓弧齒厚減少量: 0
$ b8 I% v3 Q- q3 |( h4 F齒輪端面分度圓實(shí)際弧齒厚: 4.2905490233431

9 k- l$ B2 B) A7 I) U% B
7 r! }3 y) \, W6 w: [

第二種計算方法
0 i) t; z; b) W" [) c
% q* ^1 U5 i/ E3 b! W4 g# E; s
, h, K8 w' [9 X0 z三維模型

6 q  @; v1 L, w2 P. \' t
+ M) M2 D9 s7 Z5 o
& X  A2 m) I6 b計算結(jié)果
         蝸桿斜齒輪緊密嚙合設(shè)計計算文件
1 }5 @1 @3 u8 Z) I     軟件編制:HYFJY  計算時間:2022-02-16-17:20:26
. u" E* l4 v! s9 x1 w: Z
' ?  ?. c) B. {1 ]4 X+ M原始輸入?yún)?shù)
      法向模數(shù): 2
    法向壓力角: 20
      蝸桿頭數(shù): 2
" Q# Y9 Z8 f# |2 B      齒輪齒數(shù): 37
        軸交角: 90
/ _8 h0 m% @8 n- ~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
4 T& r# |) F+ c4 K$ L
* a' @2 Y& @2 w& ?" g8 n
蝸桿計算參數(shù)
. L& Q* R- \& e/ S; P        蝸桿頭數(shù): 2
4 m, b5 ]9 }4 H3 \    蝸桿法向模數(shù): 2
" r6 _, T# g# D' ^$ c* _, f, Y    蝸桿軸向模數(shù): 2.03085322377149
    蝸桿端面模數(shù): 11.5175409662872
  蝸桿法向壓力角: 20
7 T% @( y, r& J      軸向壓力角: 20.2835594545297
9 S6 C7 p* a, }      端面壓力角: 64.4944497390173
蝸桿分度圓螺旋角: 80
' v3 q) }! k! |- Y: q. Q    蝸桿分圓直徑: 23.0350819325744
蝸桿徑向變位系數(shù): 0
; ?3 A, b, A2 W/ c5 T- ^  蝸桿節(jié)圓螺旋角: 80.4948596290003
5 Z# P7 z" J! {% G- C+ w    蝸桿節(jié)圓直徑: 24.2584307185825
    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
, d- a8 q/ t, D- a) d; j    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
0 {6 o% }5 ?3 J; b, [  e  三針量球測量值: 29.694110899456
  [7 U4 L" c  t6 {7 [7 H傳動機(jī)構(gòu)理論效率: 0.497872968446605
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
, B8 w8 Y7 S3 W  p3 r2 R. u# D  蝸桿端面弧齒厚: 14.4146977165826
0 P/ Z0 t3 Z% k2 {( ^4 U  蝸桿法向調(diào)整量:-0.6
  調(diào)整量等效系數(shù):-0.438570660024464


齒輪計算參數(shù)
" W% k* ?& f- X1 E: X5 O0 H0 C* c        齒輪齒數(shù): 37
5 {7 @0 _9 y/ e! P) `/ U    齒輪法向模數(shù): 2
    齒輪軸向模數(shù): 12.1292153592914
    齒輪端面模數(shù): 2.02775638724961
# J8 T0 H# |* `% t( y: ]  齒輪法向壓力角: 20
0 a* E' b" x) L, `5 z4 u7 \0 m      軸向壓力角: 65.6278263602969
, G" F& f; _; Z% P* k      端面壓力角: 20.255144214909
. ^3 ^  b% C8 Y$ d( _5 A齒輪分度圓螺旋角: 9.49090992192413
    齒輪分圓直徑: 75.0269863282357
  P8 i1 C: ^0 p! ^9 l齒輪徑向變位系數(shù): 0.33639147245938
1 C/ ^& K$ r6 t  ^) i; D+ e  齒輪節(jié)圓螺旋角: 9.50514037099967
1 h+ u) \6 J" n7 `. j: E0 a    齒輪節(jié)圓直徑: 75.1415692814175
    齒輪基圓直徑: 70.3873367414667
: h1 v" T* }7 Y  齒輪節(jié)圓螺旋角: 8.9137210507945
7 J& D& f+ a2 t2 Z" W9 y  齒輪齒頂圓直徑: 80.365
: |* e3 Q: P# c5 Z  齒輪齒根圓直徑: 71.3725522180732
1 d& [3 D+ l9 D9 [    齒輪軸向?qū)С? 1409.88699306265
( C3 n; M- D2 G5 c$ z! q" j    設(shè)計齒輪長度: 20
      計算中心距: 49.031034130405
      設(shè)計中心距: 0
# M+ K0 W; L2 R    齒輪量球直徑: 3.1
" b; l2 K: u$ Z8 q% c9 i: }  二針量球測量值: 81.1698550304993
傳動機(jī)構(gòu)理論效率: 0.497872968446605
+ v0 a5 O, r+ ~1 P2 ^傳動機(jī)構(gòu)總重合度: 1.74089504233738
5 V/ g: O; Q# P' d7 c! \    齒輪軸向齒距: 6.37038456945316
齒輪端面節(jié)壓力角: 20.4905952062491
  齒輪端面弧齒厚: 4.32910298833675
$ F9 F! Z2 n2 b* w9 v* O/ c) V5 W7 G  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
齒輪公法線公稱值: 34.6116595447966

蝸桿端面分圓弧齒厚減少量: 0
! }/ r; S/ n' l7 E8 l蝸桿端面分度圓實(shí)際弧齒厚: 14.4146977165826
    蝸桿建模實(shí)際軸向長度: 65.831988906968
齒輪端面分圓弧齒厚減少量: 0
齒輪端面分度圓實(shí)際弧齒厚: 4.32910298833675
# ~- ~; k; C; K" e

/ W$ C; W5 I! a/ y$ |" Q
: m# R8 \* F+ }4 o8 K
模型文件有點(diǎn)大了，無法上傳

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(shí)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(diǎn)暈

未來第一站

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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(shí)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(shí)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(shí)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！