16齿差速器直锥齿轮副的设计及建模

hyfjy · 发表于 2010-8-20 20:27

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测绘中遇到一对等比的差速齿轮副，齿数比是16比16，短齿制，在设计时充分考虑齿形要显示饱满，在用20度齿形角时发现齿形不是太美观，齿顶较宽，后采用25度压力角，齿形较好，齿顶宽度在二维图中实测为2.7mm，与实物一致，计算的界面如下：

计算结果如下：

直齿圆锥齿轮副设计计算表
软件设计:hyfjy       计算日期:2010-08-20
一、输入参数
大端模数:m 3.55
      齿数:Z  16          16
   压力角:α 25
   轴交角:Σ 90
径向变位系数:Xn    0          0
切向变位系数:Xt    0             0
  齿顶高系数:ha＇ .8          (短齿制)
  齿顶隙系数:c＇ .2
设计齿宽:B 12
二、计算输出参数
   压力角:α  =25
   啮合角:α′= 25
齿轮模数:M=3.55
      齿数:Z1=16                         Z2=16
两轴夹角:Σ= 90
  分度圆直径:d1= 56.8          d2= 56.8
分度锥角:X1= 45          X2= 45
节圆锥角:δ1= 45          δ2= 45
径向变位系数:Xn1= 0             Xn2= 0
切向变位系数:Xt1=0  Xt2= 0
大端锥距:R1=R2= 40.1636651713959
大端齿距:P1=P2= 11.1526539202438
  大端齿顶高:ha1= 2.84          ha2= 2.84
  大端齿根高:hf1= 3.55          hf2= 3.55
  大端全齿高:h1=h2= 6.39000000000001
  齿顶圆直径:da1= 60.8163665171396          da2= 60.8163665171396
  大端冠顶距:Aa1= 26.3918167414303          Aa2= 26.3918167414303
   齿根角:Xf1 = 5.05115252801793       Xf2= 5.05115252801793
   顶锥角:δa1 = 50.0511525280179       δa2= 50.0511525280179
   根锥角:δf1 = 39.9488474719821       δf2= 39.9488474719821
  大端弧齿厚:S1  = 5.57632696012188          S2= 5.57632696012188
  大端弦齿厚:S01 = 5.57184810749268          S02= 5.57184810749268
  大端弦齿高:H01 = 2.93677721839344          H02= 2.93677721839344
  中端弧齿厚:S中1  = 4.74328640921718          S中2= 4.74328640921718
  中端弦齿厚:S中01 = 4.73947664681321          S中02= 4.73947664681321
  中端弦齿高:H中01 = 2.4980557213596          H中02= 2.4980557213596
当量齿数:  Z当1= 22.6274169979695       Z当2= 22.6274169979695
冠轮齿数: Z冠= 22.6274169979695
刨齿机用齿角:  Y1  = 6.28899132714936          Y2= 6.28899132714936
当量齿轮重合度:  ε= 1.17214844392162

二维啮合图如下：

经修形后作三维图如下:

差速3.gif

啮合的图形如下:

差速器啮合图1.part1.rar (1.43 MB, 下载次数: 144)

差速器啮合图1.part2.rar (659.8 KB, 下载次数: 161)

差速器啮合图.rar (1.18 MB, 下载次数: 87)

用UG5作的模型是压缩文件，感兴趣的朋友可以看一下啮合区域，修形的直齿锥齿轮副接触区是一个椭圆形，由于修形量不是太大，可以在不同的接触区域内进行运动仿真的啮合区调整。

16-16.rar (710.42 KB, 下载次数: 71)

二维.rar (29.15 KB, 下载次数: 53)

短齿制的直齿锥齿轮副，重合度较正常齿制显小，但用于差速装置由于主要作用是同时传递大扭矩，抗弯强度要求较高，所以常在差速器中有短齿锥齿轮副的运用，由于齿高降低后抗弯强度明显提高，不失为一种好办法。

dongtianretang · 发表于 2010-8-20 23:22

顶一下顶

jinan868 · 发表于 2010-8-21 17:08

顶啊～～～～～～～～～～～～～～

jinan868 · 发表于 2010-8-22 07:47

楼主希望共享计算软件～～～
期待中～～～～

cui_zongjun · 发表于 2010-9-12 17:37

请问：整个设计过程有哪几个阶段？您这个仿真结果出来后还有哪几个阶段才可能制造各种零件、部件并组装？多谢！

hyfjy · 发表于 2010-9-12 19:06

回复 cui_zongjun 的帖子

前提是齿数比已定，直径，即齿轮外圆已定，设计成角变位时，对啮合角的选择余地较大，设计参数定下后，通过设计软件快速输出所有计算参数，软件同时提供了锥齿轮副的基本二维图，适当修改后二维图设计结束。利用三维软件大约一个小时内可以搞定这对锥齿轮的三维建模，看一下啮合区域是否正确，锥齿轮副的设计就算结束了，当然还有机壳，齿轮箱等要进行二维及三维设计，但作为锥齿轮副的设计也就是二个小时吧，这样的图纸在审查时一般不会出问题。包括计算说明书都全了，齿轮的二维图就可以投入生产了。

hyfjy · 发表于 2010-9-12 19:10

作为机械设计的一个重要部份，齿轮箱的设计也是设计的难点及重点，所以抓住了齿轮设计，整个设计的节拍就会提高，如果是几个人分别设计，要明白各部件接口的要求，最后的总装配才不会出现大的意外，小问题可以在三维装配时及时发现，解决。

cui_zongjun · 发表于 2010-9-13 07:02

作为机械设计的一个重要部份，齿轮箱的设计也是设计的难点及重点，所以抓住了齿轮设计，整个设计的节拍就会 ...
hyfjy 发表于 2010-9-12 19:10

登录/注册后可看大图

您的回答真好！我对您的上述说法的理解就是：您的仿真工作可以及早发现设计瑕疵并立即修正，仿真完成后，就可以立即投入试制并可以保证不会出现大问题，几乎可以批生产了，多谢！

jxgzlyh · 发表于 2010-9-20 18:57

本帖最后由 jxgzlyh 于 2010-9-20 18:59 编辑

"修形的直齿锥齿轮副接触区是一个椭圆形"模拟会是椭圆，但实际的产品在配对机上啮合，接触区就不是椭圆了.模拟反应的是当前接触

hyfjy · 发表于 2010-9-20 20:05

所有的接触区相联接后的确是一个椭圆形的，用精锻的方法生产的直齿锥齿轮，成品在滚动检查机上啮合的印痕是最典型的。关键是消除了边缘接触，我参加过精锻直齿锥齿轮的全生产过程。

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