内螺旋锥齿轮副的设计及建模方法初探

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    内啮合螺旋锥齿轮副能否顺利建模，如何进行设计，是本文的话题。
    近期试以模数为5，小轮齿数为8，大轮齿数为38，齿中部螺旋角为35度，小轮为左旋，轴交角为120度的圆弧齿螺旋锥齿轮副进行了建模实践，从软件的角度说，只要参数选取适当，建模是没有问题的。
    从设计角度说，内啮合的公式与外啮合的公式在变位系数上就得进行单独处理，在外啮合时，由于小轮的齿数较少，进行了正变位，齿顶较尖，故再加上适当的切向变位系数，提高齿的抗弯强度，也增加了小轮的齿顶宽度。在内啮合时，大轮的变位系数就应与小轮一致，也就是小轮取正变位，大轮也得取正变位，小轮取正的切向变位，大轮也得取正的切向变位，这样才符合内啮合副的设计规范。
    在本例中，小轮取的变位系数为0.37，切向变位系数为0.195，大轮，也就是内锥齿轮同样也取这样的正值变位系数，实践证明最后形成的啮合获得了正常的两侧齿面间的啮合间隙，由于设计软件中有齿面修形，这一功能仅对小轮实施而大轮是普通齿形面，最后的啮合结果比较理想，避开了边缘接触，接触区偏小端。另外一点就是内啮合的旋向应该是一致的，小轮左旋时，大内锥轮同样应采用左旋，方向一致才能进行啮合
    模型的夹角为120度：



    三维啮合图建模结束：



    啮合副非工作面的间隙测量图：



    啮合副工作面的间隙：



    单个大轮齿槽的实体模型图及曲线集：








    啮合副导入PROE中的图：



    啮合副导入SW中的图：



UG中的三维模型我还是觉得亲切：



    内啮合副的运动仿真，可以看到啮合区还是不错的：


    大轮的齿面线集图：









这是一个对大轮的齿面进行斜率分析的图，说明大轮的可锻性：



    在PROE中导入的大轮点集：



    在UG中对大轮齿槽进行B曲面分析得到的线，说明在齿的工作部位，曲率是连续的，而边缘有较大的可连续性：



    槽的一个实体图：



    以上实践说明格里森制的计算公式稍作修改就可以用来进行内锥齿轮啮合计算，从电脑制模的角度讲不存在问题，可我想的是这种内螺旋锥齿轮在现实中真的可以机械加工出来么？我找不到现成的答案，用精锻也许是可行的，用目前通用的机械加工，对于这种内面，我觉得很难说。前几天在网上看到有人说螺旋内锥齿轮可以机械加工出来，且接触良好，我没看到实物或图，我觉得有点玄，有点悬。

最后一个是大轮的样条线集，供有兴趣的朋友看一下。

鑫盛齿轮公司

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