关于普通圆柱蜗轮蜗杆传动设计方法及修型技术的讨论

mrmrw

本帖主要进行小模数普通圆柱蜗杆蜗轮的设计方法及修型技术的讨论
蜗杆类型：ZA、ZN及ZI
本人将陆续发布自己的学习心得，希望高手出来多多指点

mrmrw

对于普通圆柱蜗杆，其建模方法比较简单且易于理解。其齿形也比较简答，在规定的截面上多呈现直线、渐开线等非常规律的 曲线。
但是蜗轮的齿形就比较复杂了。下面摘抄一段《齿轮手册》中的原话来说明蜗轮齿形的问题：
  蜗轮轮齿齿形在沿齿宽方向的各个截面上各不相同；齿面瞬时接触线呈曲线状，变化规律十分复杂；沿接触线上个点的曲率半径相对于齿宽亦是变化 的；载荷分布远较其他齿轮传动复杂；迄今还难于用严密的数学分析方法建立蜗杆传动承载能力计算的理论公式。实用上AGMA，B.S等计算标准也多是根据工程实践经验和试验验证归纳出的半推理半经验性计算式，在一些影响承载能力的主要参数上用实验统计得出的指数表达。
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之所以引用这段话，主要基于蜗轮3D精确建模而提出的。由于在设计中，为了采用CAE软件分析强度及疲劳，需要建立精确地3D模型。
    目前，GearTrax是基于SW二次开发的齿轮绘制工具。这个工具可以绘制蜗杆蜗轮的3D模型。
但是，这个工具绘制的蜗杆是ZA型的，对于其蜗轮的建模，似乎是采用飞刀的原理来建模，但是所建模型与配对蜗杆的模型装配状态下出现严重的干涉。因此，暂时无法确认其建模是否正确。
  另外，KISSSoft所提供的建模明确指出了是采用渐开线斜齿轮代替蜗轮，不给出精确地蜗轮模型。
   其他的软件暂时没有注意到。

backbone1999

Kisssoft不给模型，可能是因为蜗轮的造型亦无标准可寻，实际加工情况更加复杂，修形的方式比较多种多样，所以没有给出。

backbone1999

其实Sw二次开发是不错的工具，模拟飞刀加工，控制刀具参数，瞬时传动比，可以实现修形。

mrmrw

backbone1999 发表于 2010-12-22 19:56

                               
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Kisssoft不给模型，可能是因为蜗轮的造型亦无标准可寻，实际加工情况更加复杂，修形的方式比较多种多样，所 ...

能否给出一些关于修形的方法？

mrmrw

关于蜗轮蜗杆模数的问题
（1）在常规的设计手册类的图书中，对于普通圆柱蜗杆蜗轮，在设计计算公式中都采用蜗杆轴向模数mx=蜗轮端面模数mt=公称模数m来计算。并且，在蜗杆副的基本齿廓中规定：蜗杆副的基本齿廓定义在给定的截面上的齿型，基本齿廓的尺寸参数在蜗杆轴向平面内规定。
（2）对于ZA蜗杆（适用于γ<10°），其基本齿廓的定义很容易理解。但是对于ZN1型蜗杆，如果基本齿廓仍旧定义在轴平面上，似乎对于加工刀具设计和齿型的计算有点不合适了。如果ZN1的基本齿廓的定义平面是在法平面上，理解上似乎更合理一些。
（3）从相关的蜗杆制造商得到的信息是：ZN1型蜗杆模数采用法向模数。如果公称模数采用mn，那基本齿廓最好定义在法平面上。这就和现在手册中的普通圆柱蜗杆几何尺寸的计算就不同了。
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希望蜗杆制造同仁出来分享一下对ZN1型蜗杆副基本齿廓、模数及刀具设计、加工方法上经验。

mrmrw

关于蜗轮蜗杆模数的问题
（1）在常规的设计手册类的图书中，对于普通圆柱蜗杆蜗轮，在设计计算公式中都采用蜗杆轴向模数mx=蜗轮端面模数mt=公称模数m来计算。并且，在蜗杆副的基本齿廓中规定：蜗杆副的基本齿廓定义在给定的截面上的齿型，基本齿廓的尺寸参数在蜗杆轴向平面内规定。
（2）对于ZA蜗杆（适用于γ<10°），其基本齿廓的定义很容易理解。但是对于ZN1型蜗杆，如果基本齿廓仍旧定义在轴平面上，似乎对于加工刀具设计和齿型的计算有点不合适了。如果ZN1的基本齿廓的定义平面是在法平面上，理解上似乎更合理一些。
（3）从相关的蜗杆制造商得到的信息是：ZN1型蜗杆模数采用法向模数。如果公称模数采用mn，那基本齿廓最好定义在法平面上。这就和现在手册中的普通圆柱蜗杆几何尺寸的计算就不同了。
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希望蜗杆制造同仁出来分享一下对ZN1型蜗杆副基本齿廓、模数及刀具设计、加工方法上经验。

backbone1999

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我使用过两种方法1》Crowning Method,需要引进修行量参数，修改蜗杆或者蜗轮设计参数，在日本的KHK资料上有介绍。如何评估，可以用接触分析法和实验法互相验证！ 2》 Oversize Hobbing Cutter Method,所谓增加滚刀直径，同时加工中心距和轴交角及啮合螺旋角都发生改变！实际要保证啮合处公共齿条的法向压力角，和模数相同！此种方法在中文齿轮手册里有介绍！实际工作中真的还遇到了第二种方法，来自英国的设计！

mrmrw

对于蜗杆副的修形，采用大滚刀加工是一种方式。
目前可以采用平行移动中间平面或者是摆动中间平面等方式进行修形。
从机床及加工难度看，平移中间平面方法简单，可以对有效的改善接触斑点为点接触。