提供面齿轮加工

mianchilun

面齿轮是圆柱齿轮（直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮）与节锥角为90°的圆锥齿轮相啮合的齿轮传动，面齿轮可分相交轴和带偏置的两种传动。相对于弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮，有如下优点：（1）由于其无轴向安装误差，因此安装调整十分方便，（2）和面轮相配的圆柱齿轮由于加工性价比高，可以显著提升产品竞争力；（3）直齿圆柱齿轮和面轮啮合齿轮副没有轴向力；经国外的相关研究及实践表明面轮无论是在低速、高速，轻载、重载情况下都有很好的应用，在设计中可以替代直齿锥齿轮、弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮。

目前在我国面轮的应用已经逐步推广，就目前而言限制面轮推广原因在以下几方面：

1、设计人员对面轮设计不是很熟悉，因此选择了弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮。

2、顾及到由于面轮小端容易根切，所导致的有效的齿面面积减少，以及面轮大端齿顶容易变尖问题，所导致的面轮齿宽不能太宽。

3、面轮生产厂家很少，相关生产厂家没有完全掌握齿面修形理论和技术。

针对以上存在的问题，我们做了以下工作：

1、开发了相交轴和交错轴面轮设计软件，根据该软件可以设计出参数合理的面轮（软件界面如图3），根据该软件可生成面轮3D模型，并可根据面轮加工方法（模具成形、插齿加工、滚齿方案）建立相应的齿面修正参数和相对应的加工参数。

2、采用新的设计方法，可以完全解决面轮小端根切和大端齿顶变尖的所带来的问题，在保证齿顶不变尖情况下可以大幅度加大齿面宽度，从而提高了承载能力。

3、可以加工大、中、小模数的面轮。尤其擅长加工大模数及大传动比面轮以及采用模具成形的中、小模数面轮

如果对该项技术有兴趣，欢迎大家共同交流，共同进步。

下面的图为我们给客户制作的面齿轮模具电极：

目前这个电极无论从设计理论还是加工精度上完全达到甚至超过了日本人做的电极。

其中齿面部分表面粗糙度Ra<0.2，齿端面相对轴心线的圆跳动和垂直度，内外圆的同轴度这些误差极小。

相对与日本电极来说，还有另外一优点，就是在用该电极做模具的时候，调整电极十分方便。

电话：13920004625 李先生  QQ：  511787592
E-mail：chipandianji@126.com

woodee

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前两日调整完“正交相交轴面齿轮”参数模型，正好想对比一下3D的准确性。
特传上stp格式文件，以求与楼主对照一下齿面。
参数：
M=1
β=-30°
Zp=15
Xp=0.25
Zf=42
Σ=90°
轴相交
未进行修行。
0SFG1542-11.part01.rar (1.89 MB, 下载次数: 313)

2011-5-29 18:35 上传

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2011-5-29 18:36 上传

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2011-5-29 18:36 上传

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2011-5-29 18:35 上传

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外观图示：


两齿面的啮合痕迹（痕迹厚度0.001）：

hyfjy

其实那个面轮，不是严格意义上的锥齿轮，锥齿轮有一个最大的特点是各截面的模数是不同的，而面齿轮啮合，由于小轮是圆柱齿轮，故要求相啮合的齿面需要符合渐开线啮合原理，故面齿轮是一个变截面的变形圆柱齿轮，另外，除了90度交角，应该是任意轴交角都可以设计出特定的面形齿轮或带有锥形变截面的圆柱齿轮。每一个特定的地方有一个特定的变截面系数比。另外，从啮合原理上说，如果是偏置的，可能就无法保证正反转都能获得同相的啮合区域，只能保持指定的啮合面有较好的啮合区。
第三，楼主提出的是用精锻方法制造，少批量的成本是否会太高，如果用机械加工的方法，如何设计相应的加工机床也是推广这种啮合副的难点，毕竟弧齿锥齿轮及双曲面齿轮副的设计理论要完整得多。
偏置的这类啮合副，齿面肯定有相对滑移的，所以不能武断地下结论说可以代替弧齿锥齿轮副及双曲面齿轮副。
轴向力的问题，圆柱齿轮在传递扭矩时有径向力，而面轮的径向力就变成了轴向力，如果这个轴向力消失了，那才是不可思义的事。
以上看法，仅供参考而已。

mianchilun

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二楼，您好：
      由于您是希望验证您的模型，我根据您提供的参数用软件计算出了未经修形的面轮齿面参数线，并以IGES格式在附件中，请查看。
总体上您提供的参数面轮由于面轮内端半径选择过小，所以凹面根切较严重，一般情况下可以通过减少螺旋角，减少变位系数来减少根切量或者增大面轮内端半径，改善之，当然还是要兼顾大端齿顶变尖的问题。此外，通过理论公式建立未修形的齿轮数学模型是比较容易做到的事情，齿轮关键技术是在保证加工精度的条件下的基于加工方法的齿轮修形理论及算法，以上意见仅供参考。

mianchilun

面齿轮在国外的多种机械产品中都得到了广泛的应用，目前我们国内涉及到的面齿轮的都是发现国外相关的产品采用了面轮技术，希望在自己的产品中也采用该种类型的齿轮；此外我们在设计新型机械产品时，希望采用面齿轮，只是对该类型齿轮不是很了解；所以鉴于上面两种情况，期望和有想法采用面轮的相关厂家交流合作，进一步加速该类型齿轮推广和应用。

woodee

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提供未经修形的模型，不是为了容易，而是为了对比模型精度。因为修形的方法、收敛函数很不同，很难对比。
楼主您的.igs文件我打开了，但是很不方便，还是上传一下3D实体模型为好（.stp格式大家都容易打开）。


还有，您上传的两个文件中，有一个是.rpt格式，这个用什么软件可以打开？

我的那个模型，是要用凸面。所以宁可凹面小一点齿根过渡面大一些。
面齿轮半径不宜大，因为随着半径增大，作用压力角会急剧增大，致使传动效率降低、齿轮副受力情况波动变化幅度加大。

hyfjy

mianchilun 发表于 2011-5-29 22:19

                               
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二楼，您好：

所谓“行家伸伸手，便知有没有”，贴个图或直接传个任意比数的面齿轮副上来，让众人看看不就得了，没见到实物模型，吹得再好也没用啊。跟WOODEE先生学习一下，直接把三维模型发上来供大家评判才是对技术有自信的表现哦。否则。。。。。。

mianchilun

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由于3D模型本身是由曲线生成，因此验证计算结果的一致性，比较精确的方法由给出的网格曲线和二楼先生的模型进行对比，所以仅给出了网格曲线文件。鉴于方便采用了另外一种方法进行了对比，即将二楼先生的模型和我们公司计算的相同参数未经修形模型进行装配对比。相应的模型文件请见附件，由于相对比的模型文件比较大，未能上传。这里再次强调面轮修形理论及算法才是关键技术，而有关对未经修形面轮数学建模及3D建模是对面轮研究的一个基本要求。

dongjingzhiji

我在这里凑个热闹，贴一点瑞士ASS公司图片。他们是我们供应商。
     

  
   
   


  

woodee

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谢楼主费心提供模型。
我凑了位置，发现凸齿面可以契合到0.00021的分离误差之内。与此同时凹齿面的分离误差在0.0006之内。说明计算应该没有问题。
对楼主模型提出一点看法，供参考：
1. 面齿轮齿顶高了一点，会与圆柱齿轮齿根过渡面干涉，请验查；
2. 面齿轮齿槽根部似乎没给出顶隙；
3. 齿根过渡面应该是从模拟插齿刀的刀尖（齿顶圆棱边）发生的，对此不考究可能会与圆柱齿轮齿顶干涉。
图示：