渐开线蜗杆的可加工性

woodee

一般说来，渐开线蜗杆与斜齿轮相配，为提高效率，降低蜗杆直径，减少摩擦防止温升令塑胶齿失效，蜗杆应该取尽可能大的导程角。
但导程角超过一定数值，齿根过渡部分就会出现切削不到部分，即所谓的under-cut现象。
双头蜗杆，若导程角超过20°左右，会出现下图所示状况：

这样，无论车刀还是铣刀加工，如果按照形面取刃形，势必在加工时，齿根部分的渐开线齿面，会被加工掉一部分。

将导程角调整到18°左右，加工就没问题了：


有人会说：改变第一张图的齿根过渡形面，让其变为可加工的光顺连接，不就解决了吗？
答案是否定的。因为过渡面之所以要有那样的形状，是为了防止过渡曲线干涉。就是说，为了正确啮合，以齿条刀具模拟加工的过渡曲面，是不不可少的。

其实说透了，此问题实际上就是齿条刀具加工蜗杆（特殊齿轮）的根切问题。
根切临界点问题，实质上就是齿形面与过渡面是否相切的临界参数问题。

要想设计的蜗杆参数合理，必须考虑此加工临界点问题。而这，就不是通常资料所介绍的“不跟切的最小齿数”能够解决的。双头以上的蜗杆，如果导程角大了，同样存在根切从而过渡曲线干涉的问题。

我在编制软件“小模数蜗杆/塑胶斜齿轮副CAD/CAE系统”中，解超越方程求得此临界点，作为确定蜗杆设计参数的重要依据之一。

jiangssli

支持版主的经典分析..使我等又学习了一个新知识点...谢谢!!

woodee

jiangssli 发表于 2012-3-2 16:50

                               
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支持版主的经典分析..使我等又学习了一个新知识点...谢谢!!

一点儿心得而已。互相交流共同提高吧。

woodee

整个齿槽，最大的不干涉的最小后角点在A、B两点处：

                               
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车刀的放置角很重要。
建立数学模型，以A、B两点的后角相等为目标函数，解超越方程，即可得到最小后角前提下的车刀摆放角。

meng198599

为提高效率，降低蜗杆直径，减少摩擦防止温升令塑胶齿失效

hyfjy

渐开线蜗杆也存在有效齿形在基圆处终止的问题，一楼中，图一显示的实际上就是渐开线蜗杆上出现了计算端面齿形时，基圆直径大于计算的齿根圆直径得到的结果，尤其当齿形角较小时，这一情况还会更加厉害，齿根曲线与渐开线交点以下，是不进行正常啮合的，属于过度曲面了，蜗杆斜齿轮啮合时，应该尽可能避免在蜗杆上出现基圆柱直径大于齿根圆直径的情况，这一要求的实质就是对于任何法向齿形角的传动副，螺纹升角都有一个上限，超过这一上限，就会让蜗杆的根部出现薄弱。

hxhzzg1

用同一把滚刀，分别加工一件蜗轮和一件齿轮，分别与蜗杆做疲劳试验，在相同条件铣做疲劳试验，发现蜗杆与蜗轮啮合的磨损量比其与齿轮啮合的磨损量要大很多，不知道是什么原因，请大神支招咯