分享一款齿轮软件计算实例

zml0929

henrymao 发表于 2016-9-6 19:12
用的winxp系统吗？

恩，是需要win7

mcray23

楼主的东西只有齿数筛选，感觉没啥意思

hyfjy

目前，设计资料上写的公式，基本是世界性的，可称为主流设计基本公式，用了上百年，修正过许多次，如果在基本的计算公式上“有所突破”，估计其效果真的会很了不起的。

zminzhu

计算数据有问题，需要改进，首先这个软件角度变位齿顶圆直径就不对

henrymao

这个软件的齿顶圆是按照切顶滚刀来计算的。
手册提供的算法只适用非切顶滚刀，现在国外软件也基本都使用切顶滚刀来计算齿顶圆，因为使用切顶滚刀计算的齿轮参数两种滚刀都能加工，但是使用手册的算法只能用非切顶滚刀加工。
切顶滚刀加工得到的齿轮Fp，Fr比使用非切顶的好，越来越多的加工企业使用切顶滚刀来加工齿轮了

自由的思想

向大侠学习   可以加一个微信或者QQ吗？

good0311

楼主你这个软件，没有小模数齿轮的精度计算吧。我有你这个免费版的。

wjm98

谢谢大侠分享！

zengxiaodong

hyfjy 发表于 2016-9-19 11:18
目前，设计资料上写的公式，基本是世界性的，可称为主流设计基本公式，用了上百年，修正过许多次，如果在基 ...

那就是瞎胡扯而已，变位系数跟零侧隙还有关系，我简直是怀疑我自己的眼睛👀看错了😣。无他，纯属半瓶子水乱搞一气，甚至可能根本就没有学过齿轮几何学的有关初级理论！

henrymao

下面我们来看下侧隙是如何与变位系数联系在一起的。

前置的知识点：变位系数和齿厚的关系是一一对应的。
我们来看《机械原理》上关于分度圆齿厚的公式：sn=0.5*pi*m+2*xn*tan（an）
从实际上来说，一把刀具，其模数压力角是固定的，肯定是无法改变的，除非换刀。
那我们如何去切出我们想要的齿厚呢？自然是改变变位系数，通过变位系数的调节，我们就可以得到我们想要的齿厚了。变位系数就是刀具的位置的表示，所以不同的齿厚可以通过改变刀具轴线与齿轮轴线的距离来加工得到。每个固定的齿厚都有其对应的刀具与工件的中心距。
同样的齿轮手册上提供的公法线算法和跨帮距算法都能得到一个结果，就是变位系数（刀具位置变化量）是与公法线和跨帮距一一对应的，不存在一个变位系数对应多个公法线或者跨帮距的可能。至少从数学上不存在。
所以从《机械原理》《机械设计手册》《齿轮手册》的公式出发，加工时我们给的公法线公差带对应一个公法线的范围，那么变位系数（刀具位置变化量）一定也是范围，不可能是具体一个值。
那么我们再从实际来验证这个说法。
变位系数就是刀具位置变化量。这个是《机械原理》给的定义。
公法线的改变可以通过改变变位系数来实现。就是说调机床的师傅们都是通过改变刀具的位置实现的，比如我原先公法线为wk1，我现在要调整到wk2，那么师傅们一般的常见方法是根据手册公法线的公式分别计算出wk1，wk2对应的xn1和xn2，然后调整刀具与工件的中心距位置（xn2-xn1）*mn。可以一次成功。当然也有本事差些的靠感觉去调，然后测公法线，然后再调整。但是不管哪种方法，我们现在用的基本都是改变刀具与工件的相对位置来调整齿厚的，而这个位置的改变就是变位系数的改变。
上面的可能是调机师傅更加重视也是必须掌握的常识，有的工程师可能不和他们沟通，不知道也有可能。
那么我们再看一个证明的实例，就是齿轮的齿根圆。
对于齿根圆是由刀具加工而成的齿轮，那么我们可以很明显的发现不同的公法线是会有不同的齿根圆直径的，而且其数值是可以通过公式一一对应起来的。这里我们设几个值，比如我已知齿轮1的公法线为wk1，跨齿数为k1，那么通过手册的公式换算可以得到xn1，然后我们知道齿根圆df1，根据xn1和df1计算得到齿根高系数hfx1。然后我们根据齿轮2的公法线wk2，跨齿数k2可以计算得到xn2，然后根据上面计算的hfx1计算得到一个齿轮2的齿根圆df2。这个时候你会发现计算得到的df2和我们实物的df2基本是一致的。再公法线公差带内找两个不同公法线的去验证下，相信还是很容易证明的。所以上面是一个正面的例子证明了变位系数和公法线会一一对应，同时我们可以看出来手册的公法线，齿厚和跨帮距公式不仅仅只实用0侧隙，同样适用有侧隙齿轮的。
那我们再来看一个反面的例子，其实有很多使用0侧隙算法计算得到的齿轮参数的图纸，他们都会不标齿根圆的。当理解了变位系数与齿厚一一对应这个特点后就会知道是为什么了。0侧隙的齿厚和实物的齿厚是不一样的，实物齿厚会更小，这样才能有侧隙。如果齿厚和变位系数一一对应，那么说明实物加工的时候使用的变位系数是减小的。而有个特点是齿根圆的变小量是齿厚的变小量大约3倍的样子（具体参数具体分析，大概是这个比例）。这意味着我把齿厚减小0.05mm去留侧隙，那么齿根圆会比我根据0侧隙的变位系数计算得到的齿根圆小0.15mm。如果图纸上标注了这个按照0侧隙变位系数计算得到的齿根圆发给刀具厂，刀具厂会告诉你，你的参数标准刀具做不了，要订刀。这个时候你会很懵，都是标准刀具参数设计的为什么要订刀？然后假如你不告诉刀具厂家齿轮参数直接采购标准刀具，那么你拿去加工会发现加工出来的齿根圆比计算值小不少。检测的话肯定是不合格的。调机床调好了齿根圆公法线肯定会不合格。那我们规定不检测把。那既然一检测就一定不合格，现在也不检测那不如不标注。不标注的图纸发给刀具厂也能正常订刀了，因为你标注了顶隙系数或者齿根高系数呀，没有齿根圆的时候他们会按照这个系数确定刀具参数的。给检测也没关系啦，因为标注的尺寸是可以合格的，不合格的没有标注。要验证这点也很简单，你找下以前图纸对应的齿轮，只要齿根圆和齿面是同一把刀具加工出来的，其齿根圆直径一定是和0侧隙的变位系数计算得到的齿根圆不一样的。但是是可以和用公法线反求的变位系数计算得到的齿根圆对应起来的。
所以这个齿厚和变位系数一一对应不是我这边新提出来的，这个在刀具设计行业算基本常识吧。但是居然能在齿轮设计里面有那么大的反对，还被认为是半瓶水，还是蛮意外的。

验证方法上面说了很简单，去做实物就知道了。
先切一个wk1的齿轮，然后反算xn1，根据df1反算hfx1，齿顶高系数，或者你去算顶隙系数也可以的。为什么要这么做，因为即使号称是标准刀具，刀具厂家的齿根高系数的选择也有自己的习惯，特别是对于那些不标齿根圆的图纸。先试切一个齿轮的目的就是为了消除刀具参数不标准造成验证结果不准确。因为刀具厂这样的小动作对于不是做这方面的工程师来说不太好发现。
好了接下来试切wk2的齿轮，根据手册公式换算xn2，根据上面反算的hfx1或者顶隙系数计算df2，对比计算的df2和实物的df2你就会发现他们是一致的。刀具的齿顶圆一定是和齿轮的齿根圆相切的，所以既然公法线只要变化了齿根圆就会按照公式做相应的变化，那么完全可以证明齿厚与刀具位置的关系一一对应，变位系数是表示刀具相对标准位置的变化量的，其实就是来表示刀具位置的，所以变位系数和齿厚一一对应是正确的。
既然齿厚和变位系数一一对应，那么我想侧隙的大小变化会影响两个齿轮的变位系数之和肯定是成立的。变位系数之和会随着侧隙大小变化，那么齿轮的变位系数至少有一个必须和侧隙大小一起变化吧。换个说法，我要实现不同的侧隙，那么加工齿轮所需要的刀具位置是不同的。