讨论：模数与压力角都不相等的齿轮

mrmrw

转个帖子来回复各位了！看了这个就明白了

齿轮滚刀变模数设计
1, 原理
1.1 变模数设计在原理上的可行性上非常简单。齿轮配对啮合和齿轮齿条啮合的基本条件之一，就是基节相等，即m1*cos(a1)=m2*cos(a2)，所以从理论上来说，对于被加工齿轮参数(m1, a1)，有无数个滚刀参数(m2, a2)与之配合。
1.2 滚刀在滚切过程中可近似看作齿条。齿轮齿形为滚刀刀刃包络线。
1.3 TIF为滚齿工序所要求有效渐开线起始点。如果后续工序有剃齿或磨齿需要留余量，则TIF指去除余量后有效渐开线的起始点。滚刀的设计基本要求之一，就是能够得到TIF。

2, 设计的好处
2.1 TIF
得到所要求的TIF是变模数设计的主要目的。很多情况下，客户图纸要求的TIF非常低，而滚刀干涉所得到的过渡曲线部分非常大，你已经采取了所有其他的办法，都不行。于是，减小压力角吧。
小压力角的齿条，在啮合中啮合系数更大，得到的起始点能够大幅下移。形象地说，能够往齿底方向更伸得下去。如果你有齿轮齿条模拟软件，能够看得很清楚，对比很鲜明。汉江以前没有模拟软件，现在可能已经有了。
如果通过变模数，已经把压力角压到不能接受的地步，还是离TIF很远，OK, 联系客户吧。
有时候客户希望能用一把刀切削几个规格的齿轮。往往同时满足所有的TIF要求是很困难的。这种情况下变模数无疑是你最好的帮手。
2.2 优化齿形参数
既然减小压力角能够将TIF的压力大幅降低，那么齿形参数的设计就不用捉襟见肘，那就尽情发挥你的设计才能吧。
2.3 使用原有设计
汽车变速器齿轮和所用齿轮刀具，绝大部分是非标。但是接到一份齿轮图纸，请不要急着设计新刀。你可以找你以前模数相近的设计，然后通过变模数设计，来校核是否能够使用原有设计。
2.4 部分标准化
甚至，对大客户或者系统解决方案，你可以进行一些部份的标准化。将能够滚刀规格的数量大幅下降。
2.5 优化侧后角和顶后角的组合
设计时可以通过改变压力角，变大或者变小，来调节侧后角，从而达到优化其与顶刃后角的组合。

3, 应用的好处
3.1 成本
减少滚刀规格，意味着滚刀制造成本降低。滚刀供应商会报给你更低的价格。
减少滚刀规格，也意味着降低了在滚刀采购上的资金运转量，降低了库存，降低了管理成本。
齿轮经常有试验项目或者不正常中断项目。这时会有一批滚刀成为闲置。2.3中所述能够帮上一部分忙。如果是客户愿意，还可以将旧滚刀重新磨齿形，投入使用。这时候变模数设计就能够提供更多的可能性。
3.2 切削性能
优化的参数，如2.2和2.5中所述，能够改善切削条件，提高滚刀的切削性能。
还有一个容易被忽略的好处是，模数变小（虽然幅度很小），能够增加每排牙齿的数量，从而增加窜刀次数，提高滚刀寿命。这个好处不是很明显。

4, 生产的好处
4.1 成本
滚刀的生产成本对批量非常敏感，特别是3件以内（含）。而汽车齿轮滚刀的批量，大部分是这个范围。所以降低滚刀规格数对生产成本有着非常重要的意义。
4.2 工装系列化（须压力角系列化）
主要作用体现在铲磨砂轮的系列化。高性能滚刀的铲磨，所使用的砂轮无论是陶瓷还是CBN都很昂贵。而砂轮的消耗，有很大一部分是在变换齿形的时候，被打砂轮打掉的。将砂轮的压力角系列化，从而让设计者选择压力角，能够大幅降低砂轮成本和库存压力。
另外，部分螺纹车刀和铲刀的准备也可以能够从中受益。
这和容屑槽角度与槽底圆弧组合的系列化是一个道理。

eming507

原帖由 chen_yh 于 2008-10-19 17:42 发表

                               
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一句话，改变模数改变压力角，再改中心距、齿数，可能还要改变变位系数，改来改去作用与仅仅改变一个变位系数是相近的，不过如果老板不懂的话，倒是可以对他说说通过设计改进有如何如何的提高。

（1）大压力角渐开线齿轮不仅可以综合地提高齿轮的承载能力, 而且还可以通过变位手段获得更大的啮合角, 进
一步地挖掘其承载能力的潜力。而这点仅仅通过“改变一个变位系数”实现的能力有限。因为，虽然20度齿形角齿轮可以通过大变位手段得到较大的啮合角, 但相对于大齿形角来讲, 其数值还是比较小的, 而且无法达到大齿形角齿轮可以实现的啮合角。
（2）大齿形角齿轮在相同啮合角的条件下, 比20度齿形角齿轮有较大的重合度, 因而传动比较平稳。

chen_yh

不妨举个实际例子。

tgw5667

根据齿轮啮合原理，一对齿轮正确啮合必须基节相等，即：:m1*cos(a1)=m2*cos(a2)；
按此原理，你可将两个齿轮化成相同的模数和压力角来计算！

niuershiye

实际应用还是有许多学问的， 看看日本仙波正庄 的 书籍 。 地十五章 244页开始 。

pangyh

原理上是成立的，不过实际运用不多。主要是刀具通用化有问题。其实现代汽车变速箱内的齿轮就有一点这个意思。

sjsp29

我好像也有这样的困惑，我们单位用压力角20度的滚刀，滚压力角为25的齿轮。

gxlgyx

机械原理中螺旋齿轮的啮合条件就是 mt1cosβ1=mt2cosβ2

dmdmlp

我想大家应该去仔细看看齿轮啮合原理了；
一对齿轮正常啮合的首要条件就是：m1×cos(a1)=m2×cos(a2)
而不是m1=m2,a1=a2那只是为了设计上方便点，其实在实际中我们往往会遇到一对齿轮在按正常（m1=m2,a1=a2）条件设计是无法进行的，比如说：当一个齿轮变位系数比较大的时候，而又要保证它和另一个齿轮啮合时有一定的重合度（这样就必须保证这个齿轮的外圆），大家都知道变位系数越大，齿轮齿厚就越肥，自然齿顶就会变尖，所以有的时候外圆无法达到我们要求的尺寸，这样我们可以按m1×cos(a1)=m2×cos(a2)来设计，只要基圆（m1×z×cos(a1)=m2×z×cos(a2)）相等就可以;不清楚大家知不知道“纽荷兰”公司，它的变速箱里面的齿轮很多都采用m1×cos(a1)=m2×cos(a2)这样的设计方案；

jingshi

仔细分析实际接触的都是不相同的