用面齿轮替代部分螺伞

woodee

与圆柱斜齿轮配对的面齿轮副：

例，齿数09:37，法向模数＝1，螺旋角25°：


理论正确位置的啮合痕迹：


大轮安装误差向上0.1mm时：


大轮安装误差向下0.1mm时：


大轮安装误差向左0.1mm时：


大轮安装误差向右0.1mm时：



综合上面的啮合痕迹区图，可以看出：即便壳体的安装位置加工有误差，只要适当调整大轮的上下位置，此面齿轮副可以达到较理想的啮合效果。

面齿轮的比较优势：
1. 斜齿轮无轴向定位要求。这是最关键的一点，直伞和螺伞最麻烦的装配工艺过程，莫过于两个都需调整轴向位置。面齿轮只需调整一个，调整工作量大大减少。
2. 同模数的面齿轮，其强度要大于螺伞。因为斜齿轮模数不变，而螺伞工作点模数在齿宽中部。并且面齿轮大端齿形角加大，强度激增。
3. 成本有明显降低。小轮斜齿对螺伞不用说面齿副成本要低得多了。大轮若粉末金属，成本相同；若加工，插齿机vs螺伞专机，成本也不言自明。插齿机加工斜齿轮，只需要把面齿轮坯旋转90°。

缺欠：面齿轮的啮合角变化较大。大端有40°左右，小端10°以下，这样啮合力波动要大于螺伞。

在电动工具、电动缝纫机等大批量行业，用面齿轮替代螺伞，成本和装配工艺的优势，会更加突出。

个人看法，欢迎指正。

hyfjy

有螺旋角的大轮面齿轮恐怕不能用插齿机加工，如果要找较成熟的机械加工工艺，目前恐怕没有加工这类零件的机床，还有就是这样的啮合区是经过修形的，要想在展成加工中直接得到修形的齿形以得到好的啮合区，困难会很多很多，只有大批量生产用粉未冶金技术或精锻技术加工大轮才有点可能。也是个人的一点看法。
WOODEE先生的面齿轮建模功力超人，顶一个。

woodee

hyfjy 发表于 2011-6-22 20:51

                               
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有螺旋角的大轮面齿轮恐怕不能用插齿机加工，如果要找较成熟的机械加工工艺，目前恐怕没有加工这类零件的机 ...

老费你好。谢鼓励！
就用普通插齿机，像插斜内齿一样啊。都是范成法，只不过工件要转90°安装。
关于修形，我在建模中也充分考虑了加工。对面齿轮只须改变一点加工参数，用普通插齿刀就能达到齿向修形的目的。
齿形修形，在斜齿轮进行，也是用现有的齿顶、齿根修形办法，就能完成。

woodee

插齿法加工面齿轮：



如图，面齿轮轴水平定位安装
斜齿轮替换为插齿刀。插齿刀模数、螺旋角与齿轮相同，齿数多1~3
其它加工要素与插斜齿相同，插齿刀一边与齿轮共同做共轭旋转，一边沿螺旋方向有进刀、退刀，且退刀时有让刀动作。

woodee

hesheya 你好。
你的问题我不大明白。能再说清楚点儿吗？

lyzzk8610

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楼主您好，
这样设计的插齿工装刚性较差，加工过程中有明显的振动，导致接触印痕在某些部分不连续如图，不知楼主是否做过相关的实际工作？

woodee

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我没做过实际的加工，只是知道那样是可行的。
我那个只是示意图。

你们图示的加工震颤，在我看来不仅仅是夹持部分的高度不好，90°基座主轴的刚度可能更重要。不知我说的对不？

关于接触痕迹，插齿刀的齿数比齿轮的齿数多几个？

lyzzk8610

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插刀多3个齿，现在针对面齿轮专用机床的研究比较少，目前的插齿机是通过加装一对90°的锥齿轮改造的，主轴是悬臂梁结构刚度差，面轮的理论设计和实际的生产加工还是有比较大的差距。

woodee

lyzzk8610 发表于 2011-6-28 14:32

                               
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插刀多3个齿，现在针对面齿轮专用机床的研究比较少，目前的插齿机是通过加装一对90°的 ...

是的，面齿轮的工艺实践不多，规律性的加工缺陷肯定会出现不少。
另外，把加工位置从图中面齿轮的上端移到下端，是否效果会好得多？因为两个位置的吃刀深度变化不同，太浅时，会吃不住刀，刮划齿面，出现振颤。
从这个角度看，是否适当加大走刀量，增加每次的吃刀深度，会改善一些？

Andyhuang

楼主,如果斜齿与盘齿的中心不在同一线上，即有偏移，是否可行？