关于渐开线塑料齿轮设计制造方法的讨论

mrmrw

关于蜗杆与斜齿啮合的观点有不少，我收集了一下，看到有以下几种说法：
（1）渐开线蜗杆与渐开线圆柱斜齿轮啮合：欧阳老师做了很多年了，都是采用的这么啮合方式，在塑料蜗杆副中得到很多的实证。
（2）阿基米德螺线蜗杆[ZA]与渐开线斜齿轮啮合。据说是采用的一种近似啮合方法。
（3）采用延伸渐开线蜗杆与渐开线斜齿轮啮合：这就是本帖中发的那篇论文中的观点，而且还提出了点啮合的理论根据。采用法向模数相等的计算方法。
（4）渐开面环面包络蜗杆与渐开线斜齿轮啮合：这个观点是《齿轮手册》中提出来的，详细内容请参考《齿轮手册》P6-113。
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对于这些观点，请高手们分析一下！

daf

好東西不寂寞,感謝提供

mrmrw

关于斜齿轮和蜗杆啮合的三个条件：
1 齿形：蜗杆和斜齿轮啮合采用都采用渐开线齿形。
2  模数：蜗杆的法向模数必须等于斜齿轮的法向模数，这样才能保证二者啮合时的法向周节相等。
3  旋向：蜗杆和斜齿轮的旋向必须一致。

mrmrw

在一本书中提到关于ZA齿形的蜗杆副的问题：
1）蜗杆：蜗杆端面齿形为阿基米德螺旋线；轴截面齿形为类似齿条的梯形齿廓；法截面内的齿形为凸形曲线。
2）蜗轮：蜗轮中心平面内齿形为渐开线。
在GB10086-88中提到：
     圆柱蜗杆传动一般为交错轴的两个各绕其自身支撑轴线转动的斜齿轮传动。其中一个为圆柱蜗杆，另一个为蜗轮。
     圆柱蜗杆一般是一个齿数少的直径小与配对蜗轮的宽斜齿轮，其齿体的分度曲面为圆柱面。
    蜗轮是齿数较多，齿体的中曲面呈环面的与圆柱蜗杆配对的一个斜齿轮。蜗轮的齿面为其配对圆柱蜗杆齿面的共轭曲面。
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现在换个角度看：蜗杆采用ZA齿形，斜齿轮采用渐开线齿形。那么这种塑料ZA型蜗杆副可以实现正确的啮合吗？？
这一看法就是说：把蜗轮的的齿顶从中曲面的最低点以外的去掉，那么这个蜗轮就变成了地道的斜齿轮，而且是渐开线的斜齿轮。那这就是说：ZA蜗杆可以和渐开线斜齿轮实现了正确的啮合了？？？
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高手们指导一下！

cao25

各位大哥，请问塑料齿轮一般情况下能做到直径多大Ｄ＝１００cm 厚度为６cm没有问题．材料为ＰＯＭ

mrmrw

关于齿轮根切的概念剖析
金属齿轮采用刀具范成加工；塑料齿轮直接采用慢走丝切割加工模具齿圈，然后通过齿圈注塑成型塑料齿轮。这两种不同的加工方式对于齿轮的根切是不是有不同之处？下面我们先看看一些著作中对于根切现象的表述。
1.    李华敏的《齿轮机构设计及应用》一书【P44】中对于根切的表述：在用范成加工齿轮的过程中，当刀具的齿顶线（不包括圆角部分）超过被加工齿轮的极限啮合点N1时，齿轮轮齿齿根的渐开线必将被切去一段而产生根切现象。
2.    杨可桢、程光蕴主编，高等教育出版社出版的《机械设计基础》（第四版）（P62）中关于根切的表述：以齿条刀具切削标准齿轮为例，若不考虑齿顶线与刀顶线间非渐开线圆角部分（这部分刀刃主要用于切出顶隙，它不能范成渐开线），则其相互关系如图所示，图中N1为啮合线的极限点。若刀具齿顶线超过N1点，则由基圆以内无渐开线的性质可知，超过N1的刀刃不仅不能范成渐开线齿廓，而且会将根部已经加工出的渐开线切去一部分，这种现象称为根切。
3.    李特文著《齿轮啮合原理》（第二版）【P52】：被切齿轮的齿廓是刀具齿廓曲线族的包络，包络齿廓应该只由正常点构成。如果在包络齿廓上出现奇异点（折断点、歧点和其他形式的奇异点），则表明切齿时将发生根切。【注：这是“平面啮合的根切”一节中提到的。】
从上述的三种表述看，齿轮的根切是由于范成过程中由于啮合关系出现的一种不理想的状态，是理论共轭曲线要实现正确的啮合而造成，与加工方法是不相关的。因此，不论是采用滚齿加工还是注塑成型，根切是必然出现的。
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由于我以前在读书的时候没有深入理解根切的概念，所以在此提出更正。

linsonme

非常的经典。谢谢啦，，

mrmrw

好好看看这段话：
1.    李华敏的《齿轮机构设计及应用》一书【P44】中对于根切的表述：在用范成加工齿轮的过程中，当刀具的齿顶线（不包括圆角部分）超过被加工齿轮的极限啮合点N1时，齿轮轮齿齿根的渐开线必将被切去一段而产生根切现象。

注塑的时候，如果是模具成型，有可能可以避开根切的。你理解还是有问题，你好好看看啮合原理吧。
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谢谢你的提示！
问题就是我们常见的关于根切的表述都是提及“刀具”，所以很容易导致一个误解：根切是刀具切出来的！塑料齿轮是注塑的，所以没有刀具，因此推出塑料齿轮是没有根切的！
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为了这个问题，我仔细找了很多资料，包括美国的关于塑料齿轮的标准AGMA1106，实际上根切是范成加工过程中产生的，其主要目的就是规避啮合干涉。啮合干涉是导致根切出现的主要原因，而不是刀具！
以前我也是误认为根切是刀具所致，并为此与版主niuershiye讨论了多次。
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其实，只要塑料齿轮继续按照范成原理设计渐开线齿廓，那要规避根切将是不可避免的，除非有新的啮合理论出现！

[ 本帖最后由 mrmrw 于 2008-7-3 08:55 编辑 ]

mrmrw

塑料齿轮的收缩率的选择并不是核心技术，关键是齿形的技术：直齿轮的齿形绘制、斜齿轮的刀具参数、蜗杆的车刀设计。这三个就是塑料齿轮的核心技术，原因如下：
（1）直齿轮：型腔采用慢走丝线割加工，需要精确绘制齿形，包含精度和收缩的齿形。
（2）斜齿轮：需要采用专用刀具加工电极，这时的滚刀涉及收缩与齿轮的精度要求
（3）蜗杆：蜗杆电极的加工需要车刀或者是磨削或者是五轴的加工中心加工，这个刀具或者建模需要考虑蜗杆的精度和塑料的收缩。
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其实这些都是需要比较丰富的经验的，但是这并不意味着很难掌握。只要仔细研究做几次实验就知道的。

mrmrw

渐开线圆柱齿轮参数表
在做齿轮设计出图的时候，需要对齿轮的参数给出数值，用于加工和检测。下面我共享一下我自己设计的齿轮参数表，其中包含几个方面“
（1）基本齿廓：用于定义齿轮刀具的基本参数，确定范成的基本齿形。
（2）齿轮几何参数：用于给出齿轮的几何参数数值，主要便于设计绘图；
（3）配对齿轮：主要给出配对啮合齿轮的基本信息，用于指导装配；
（4）啮合参数：主要给出齿轮副的啮合信息，用于齿轮啮合状态的判断；
（5）齿厚测量：主要用于加工时的简易测量；
（6）齿轮精度：用齿轮检测中心等专业设备检测齿轮的精度等级，主要指出检测的标准和检测项。
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这个表格的不同项目分别用于不同的用途，对于设计齿轮的人看到该表就基本上指导齿轮的基本信息了！