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[Pro/E] 讨论帖:PROE如何绘制精确精确ZI蜗杆

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发表于 2013-8-22 17:39 | 显示全部楼层 |阅读模式

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        对于PROE和齿轮,本人都是刚入行的新人,在此抛砖引玉谈谈如何利用PROE绘制ZI蜗杆的问题。网上有很多帖子,但我个人觉 得这种画法只是近似画法。齿轮手册上明确说明,ZI蜗杆的端面齿形为渐开线。而网上的教程,基本上混淆了轴剖面和端面的区别,把将其轴剖面齿形当做渐开线。如开头所说,本人刚入行,也许这样做工程上允许,但是总归是不准确的。
       那么如何绘制ZI蜗杆呢?大家来讨论一下
       能不能将蜗杆看成少齿的大螺旋角的斜齿轮来处理?理论根据,《齿轮手册》第6篇第14页提到:“渐开线蜗杆可视作一个齿数等于蜗杆头数的大螺旋角(βb=90-γb)斜齿圆柱轮。
下图是我根据这个理论上的画出PROE图片,prt档我稍后润色一下上传,欢迎大家讨论,拍砖轻点!

蜗杆

蜗杆

下图是切于基圆轴切面图,也符合 “《齿轮手册》:齿廓一侧为直线,一次为凸曲线”,大家有没有更好的办法检验一下这个蜗杆是否是渐开线蜗杆呢?请赐教!

基圆切面剖视图

基圆切面剖视图

           
发表于 2013-8-22 21:26 | 显示全部楼层
作为蜗杆副的一个零件,蜗杆当然需要精确,在蜗杆计算中,渐开线蜗杆需要给的是轴向模数,以便与蜗轮的端面模数一致,给的是法向压力角,一般说,一款较好的渐开线齿轮设计软件应该可以做出较精确的渐开线蜗杆,请看蜗杆的计算结果:

            渐开线圆柱蜗杆(ZI型)传动几何尺寸计算输出表
    程序设计:hyfjy   计算日期:2013-08-04开始计算时间:20:45:14
    输入参数:
蜗杆轴向模数 Mx= .401            蜗杆法向模数 Mn= .37345131142704  
蜗杆头数     Z1= 4
蜗轮齿数     Z2= 105
输入中心距    A= 23.251
法向压力角  αn= 20 度
蜗杆特性系数  Q=10.226957605985
蜗杆分度圆直径D= 4.10101
蜗杆轴向压力角αx= 21.3465285723903 度
    计算参数:
蜗轮变位系数         X2=.369064837905228
中心距               A= 23.251
蜗杆分度圆柱导程角   γ= 21.361619034732
蜗杆轴向分度圆柱螺旋角β= 68.638380965268
蜗杆节圆柱导程角   γ′= 20.0416751022108
蜗杆轴向齿形角      αx= 21.3465285723903
蜗杆蜗轮法向齿形角  αn= 20 度
顶隙                 C= .0802
蜗杆、蜗轮齿顶高    ha1=.401       ha2= .548
蜗杆、蜗轮齿根高    hf1=.4812      hf2= .333205000000004
蜗杆、蜗轮分度圆直径 d1= 4.10101     d2= 42.105
蜗杆、蜗轮节圆直径 d1′=4.39699999999999           d2′= 42.105
蜗杆齿顶圆直径      da1=4.90301
蜗轮喉圆直径        da2=43.20299
蜗杆、蜗轮齿根圆直径df1= 3.13861     df2= 41.43859
蜗杆轴向齿距         px=1.25977865408951
蜗杆轴向齿厚         sx=.629889327044753 本次计算减薄量: 0
蜗杆法向齿厚         pn=.586615948226331
蜗杆分度圆法向弦齿高hn1= .401
蜗杆螺纹部分长度     L = 9
蜗轮最大外圆直径 da2max= 43.60399
蜗轮轮缘宽度          b= 3
蜗轮咽喉母圆半径    rg2= R1.649505
蜗轮齿根圆弧半径    rf2= R2.531705
蜗杆副法向模数:       Mn=.376716882720673
蜗轮当量齿数:        Zv=126.641826564026
蜗轮喉径处法向弦齿厚 sn2= .692928844931044
蜗轮喉径处测量弦齿高 hn2= .401019868760748



为完成蜗杆的建模,用了渐开线齿轮建模的办法,计算的结果是:


    圆柱齿轮计算渐开线座标程序
        软件作者:hyfjy
计算日期: 2013-08-22           时间:20:54:03
    输入数据如下:
法向模数: .37345131142704      (端面模数): 1.0252525
齿数: 4
法向压力角: 20     (端面压力角): 44.9777513510492
分度圆螺旋角: 68.638380965268 右旋斜齿轮
本次计算用于外齿轮
齿轮齿宽度: 16
径向变位系数: 0
计算参数输出
端面分度圆直径: 4.10100999999999
端面基圆直径: 2.90097780989591
齿轮齿顶圆(大径)直径: 4.903
齿轮齿根圆(小径)直径: 3.14
端面分度圆弧齿厚: 1.61046286103728
端面齿顶圆(大径)弦齿厚: .887617110091137
端面基圆弧齿厚对应圆心角(度): 69.5470962680647
端面基圆弧齿厚对应圆心角之半(度):34.7735481340324
基圆螺旋角(度): 61.0610473857648
齿顶圆(大径)螺旋角(度): 71.8846650956743
测量尺寸:
公法线跨齿数: 7
公法线公称值: 7.46679856430329
用齿条形刀具切齿有效渐开线起始圆直径: 3.436
指定圆直径: 4.10100999999999
指定圆螺旋角: 68.638380965268


建模的结果如下:

渐开线蜗杆与少齿数渐开线齿轮1.jpg

发表于 2013-8-22 21:33 | 显示全部楼层
轴剖面图:

渐开线蜗杆与少齿数渐开线齿轮2.jpg

轴剖面的线条:

渐开线蜗杆与少齿数渐开线齿轮3.jpg
在轴截面上左右是对称的凸齿形
发表于 2013-8-22 22:10 | 显示全部楼层
建模过程:

数字化对渐开线蜗杆的快速建模.gif

模型,用360解压。是UG7版本模型。

model1.rar (965.43 KB, 下载次数: 34)



 楼主| 发表于 2013-8-23 08:34 | 显示全部楼层

点评

当然,答案是肯定的。只是在计算上,各参数取得稍有区别,在用高精度的齿轮软件作图时,得把这些参数作相应改动而已。  发表于 2013-8-23 15:53
 楼主| 发表于 2013-8-23 16:46 | 显示全部楼层

版主:
我现在将蜗杆看成β=90-γ的斜齿圆柱齿轮来处理
分度圆d=m*z1/cos(β)
基圆db=d*cos(αt)
注意αt的计算公式是:αt=atan(tan(αn)/cos(β)),不是γ
这是需要注意的地方之一
第二个需要注意的地方就是:如何计算蜗杆的端面齿厚所对的夹角
我利用齿厚公式
轴向齿厚公式sx=πm/2
法向齿厚公司sn=sx*cos(γ)
重点在于求端面齿厚
如前面所述,我将蜗杆挡住斜齿圆柱齿轮处理
那么端面齿厚自然是st=sn/cos(β)
这样就可以求出蜗杆端面齿厚所对的圆心角一半
angle=st/r*180/π
根据几个实例我发现这个圆心角是有规律可循的,有兴趣的同学可以自己演算一下,因为我不是太肯定,所以就不写在这里误人子弟。
                     
 楼主| 发表于 2013-8-23 17:25 | 显示全部楼层
呵呵,细心的网友可能发现,手册上介绍是”蜗杆可以看做βb=90-γb的斜齿圆柱齿轮“。我作图用的是”β=90-r"两者是不是有区别呢?
设α=20°,γ=20°那么与它相当的斜齿轮的螺旋角β=70°,那么可计算rb=acos(cos(γ)*cos(a))=27.99089072
βb=acos(cos(β)*cos(α)/cos(at))=62.00910928 由此可得:γb+βb=90°,所以这种方法我认为是可行的!

  
发表于 2013-8-24 07:40 | 显示全部楼层
feifeigee 发表于 2013-8-23 17:25
呵呵,细心的网友可能发现,手册上介绍是”蜗杆可以看做βb=90-γb的斜齿圆柱齿轮“。我作图用的是”β=90- ...

当齿轮的法向模数,齿数,法向齿形角,分度圆螺旋角,变位系数确定后,螺旋渐开面就是唯一的,大小径的变化也不影响齿面的分布。
发表于 2013-9-25 07:40 | 显示全部楼层
麻烦问一下,ZI蜗杆的基圆很小,比蜗杆小径小许多,我想知道渐开线是怎么生成的,能传张图片吗?渐开线方程和普通圆柱齿轮的渐开线方程在展角上有什么区别吗?谢谢
 楼主| 发表于 2013-9-30 15:43 | 显示全部楼层
1453689207 发表于 2013-9-25 07:40
麻烦问一下,ZI蜗杆的基圆很小,比蜗杆小径小许多,我想知道渐开线是怎么生成的,能传张图片吗?渐开线方程 ...

我想这个图片可以解释你的问题。点击可放大.
12.jpg
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