关于渐开线塑料齿轮设计制造方法的讨论

xiazh2008

xiexie！建议很好

mrmrw

今日从kisssoft销售的一位网友哪儿搞到一份kisssoft软件关于塑齿强度分析的文献，现在共享出来供大家一起研究
过段时间，可以翻译一下，现在先发布英文的
对于搞塑齿强度计算的人可以参考一下


塑料齿轮寿命计算.pdf (964.86 KB, 下载次数: 208)

2010-3-31 11:01 上传

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tzxiazh

分析得很有道理呢，好好学习

mrmrw

塑齿材料内润滑剂的添加
采用添加润滑剂的工程塑料制作的塑齿可改善塑齿的摩擦及磨损性能。常用的润滑添加剂材料有：
(1)聚四氟乙烯：具有极低的摩擦系数，在齿轮运转时，能在齿面上形成高性能润滑膜。
【注】聚四氟乙烯，英文术语是Polyfluortetraethylene，英文名为Teflon。根据英文读音，国内也有人将聚四氟乙烯称为铁氟龙、铁富龙、特富龙、特氟隆等。工程上常用简写PTFE表示。
(2)硅油：与塑料只能部分相溶，未相溶部分能迁移至表面，形成边界润滑膜。硅油可与PTEE一起使用，在摩擦面上形成耐热润滑脂，效果更佳。
(3)石墨：属于低效价廉润滑剂，可形成边界润滑，但效果较小。
(4)MoS2：仅对聚氨酯有效。它是在聚氨酯熔体冷却时起成核剂作用，以此提高其结晶度。但要注意：若模温较低，熔体会迅速冻结，在齿轮表面形成无定型的皮层，就起不到耐磨效果。

zyr108

终于看完聊，感触很深。齿轮不简单啊:sleepy:

mrmrw

“检测半径（Test radius）”测量：
   对于小齿轮，在现有的齿轮仪器上进行跨棒（球）距测量是非常困难的，也是不实际了；而用DF-10，能方便地测量“检测半径（或直径）”，所得到的齿轮数据是与跨棒（球）距测量对应一致的。随着小模数齿轮质量控制的要求越来越高，“检测半径”测量很快就会成为一项基本测量。
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目前ISO 1328-2：1998标准中明确提出了这种功能齿厚的测试方法。但是很遗憾，国产的双啮仪都还没有该项测试功能。

mrmrw

塑料齿轮用于传递运动时，对其力学指标不是很关心。但是现在塑齿很多用在的传动动力上，这是对于塑齿的强度问题就成为工程师一个很头痛的问题。
除了VDI 2545标准中对三种基本原料POM、PA66、PA12做了基本参数表外，其它的材料很难直接校核塑齿强度。
为了解决这个问题，我思考了一段时间，决定开发一款塑齿静力学强度测试仪。主要用于测试塑齿的静力学强度，这对于解决塑齿前期校核和后期生产中进行强度检测问题是有帮助的。

mrmrw

看到BOSCH汽车齿轮资料中提到，对于起动机用齿轮，推荐采用拉大中心距以实现侧隙的加大。
但是感觉这种方法不是很合适。
如果是模数比较小的齿轮，为了保证齿的弯曲强度，适当的拉大中心距是可以理解的。尤其是对塑齿（平行轴外啮合齿轮，非行星系），考虑齿轮模具已经做好，为降低制造成本，适当拉大壳体上的齿轮中心距，是最快捷简便的方法。
对于大一些的齿轮，感觉还是不推荐采用拉大中心距方法实现侧隙调整的方法。

mrmrw

看到网上很多人在找关于蜗杆斜齿轮的设计方法，所以找了一些相关的帖子研究了一下，本人的理解是这样子：
（1）蜗杆斜齿轮啮合：从目前的相关文献资料看，这种啮合似乎是不符合啮合原理的，也就是说理论上是不成立的一种齿轮啮合形式。
   现在在塑料齿轮设计中，常采用普通蜗杆，如ZA、ZN、ZI蜗杆与渐开线斜齿轮实现啮合，从实践看，采用ZI蜗杆与斜齿轮啮合的效果比较好，但是ZI蜗杆加工需要专用设备或者是磨齿加工，所以为了降低加工难度，可以采用ZN蜗杆替代ZI蜗杆，主要原因是在小模数小导程角的状态下，ZN齿形接近ZI齿形；对于斜齿轮还是采用渐开线制式的，如果齿宽不大，可以考虑采用慢走丝线割加工。这两种替代方法对于降低制造难度和制造成本是非常有利的。
（2）从文献看，蜗杆与蜗轮是配对的，即：ZA蜗杆需配ZA蜗轮，也就是ZA蜗轮是采用ZA蜗杆的刀具加工而成，是一种包络过程，因此，ZA蜗轮严格意义上并不是渐开线的斜齿轮【去掉喉圆部分后依然和渐开线齿轮是两个东西】。因此，蜗杆斜齿虽然是用渐开线斜齿代替蜗轮，但是实际上一种工程近似。这种工程近似可以采用原因是：蜗轮加工采用蜗杆包络而成，加工蜗轮的刀具是根据其配对的蜗杆来设计的，但是蜗轮刀具并非其配对蜗杆，所以加工出来的蜗轮与原蜗杆啮合过程中有二次的包络过程，即磨合过程。这种磨合过程中，蜗轮的齿形将随着配对蜗杆的齿形而发生一些微小的变化，起到修配的作用，使蜗轮的齿形符合蜗杆的齿形，实现正确的啮合。基于此原因，采用渐开线斜齿轮与蜗杆啮合的近似方法，实际上是利用了蜗杆的二次包络过程——磨合，将渐开线斜齿轮修配成与蜗杆配合的齿形，从而实现啮合。
  从实践看，ZI蜗杆与渐开线斜齿轮的啮合效果比较理想，ZN差一些，ZA最差。为减低磨合过程中磨损量，设计与制造多采用ZI蜗杆与斜齿形式。
（3）从渐开线斜齿轮包络蜗杆的形式看，渐开线斜齿轮包络出来的蜗杆的齿形是TI，不是ZI。【见吴序堂的《齿轮啮合原理》第264页 5.6 综合实例——TI蜗杆传动】。从这种啮合形式看，渐开线斜齿轮与蜗杆实现正确的啮合，只要采用TI蜗杆形式是比较符合啮合理论的。
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蜗杆与斜齿轮的设计虽然是工程近似，但是依然是一条降低制造难度和成本的好途径，根据个人意见，该类型的齿轮副设计遵循几点：
（1）蜗杆与斜齿轮的法向模数相等；
（2）蜗杆法面压力角=斜齿轮法面压力角；
（3）蜗杆导程角γ=斜齿轮螺旋角β，且二者旋向一致；
对于蜗杆与斜齿轮的变位设计，推荐不采用。这是由于蜗杆节圆导程角≠斜齿轮的节圆螺旋角【蜗杆蜗轮副中：蜗杆的节圆导程角=蜗轮中圆螺旋角，而不等于蜗轮的节圆螺旋角，这是由于变位所致】从考虑磨损看，推荐采用蜗杆斜齿轮非变位设计是优先推荐的一种方法。
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以上问个人思考，请高手斧正，非常感谢！

mrmrw

在一本英文文献《Elements of Gear Technology》中提到了关于JGMA 116-01:1960的精度标准计算公式。
用MathCAD14.0做了一下计算，发觉和JGMA 116-02:1983的数值表相差很大。
现在将mathCAD文件发出来，感兴趣的同行验算一下！

JGMA116-01双啮精度.rar (22.72 KB, 下载次数: 94)

2010-6-8 16:42 上传

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MathCAD文件