(格利森)弧齿锥齿轮几何尺寸计算(EXCEL)
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第14章 弧齿锥齿轮的轮坯设计14.1 弧齿锥齿轮的基本概念14.1.1 锥齿轮的节锥对于相交轴之间的齿轮传动,一般采用锥齿轮。
锥齿轮有直齿锥齿轮和弧齿锥齿轮。
弧齿锥齿轮副的形式如图14-1所示,与直齿锥齿轮相比,轮齿倾斜呈弧线形。
但弧齿锥齿轮的节锥同直齿锥齿轮的节锥一样,相当于一对相切圆锥面作纯滚动,它是齿轮副相对运动的瞬时轴线绕齿轮轴线旋转形成的(图14-2)。
两个相切圆锥的公切面成为齿轮副的节平面。
齿轮轴线与节平面的夹角,即节锥的半锥角称为锥齿轮的节锥角δ1或δ2。
两齿轮轴线之间的夹角称为锥齿轮副的轴交角∑。
节锥任意一点到节锥顶点O 的距离称为该点的锥距R i ,节点P 的锥距为R 。
因锥齿轮副两个节锥的顶点重合,则 21δδ+=∑大小轮的齿数之比称为锥齿轮的传动比1212z z i =(14-1) 小轮和大轮的节点半径r 1、r 2分别为11sin δR r = 22sin δR r = (14-2)它们与锥齿轮的齿数成正比,即121212sin sin z z r r ==δδ (14-3) 传动比与轴交角已知,则节锥可惟一的确定,大、小轮节锥角计算公式为∑+∑=cos 1sin 12122i i tg δ 21δδ-∑= (14-4)当090=∑时,即正交锥齿轮副,122i tg =δ 14.1.2弧齿锥齿轮的旋向与螺旋角1.旋向弧齿锥齿轮的轮齿对母线的倾斜方向称为旋向,有左旋和右旋两种(图14-3)。
面对轮齿观察,由小端到大端顺时针倾斜者为右旋齿轮(图14-3b ),逆时针倾斜者则为左旋齿(图14-3a )。
大小轮的旋向相图14-2 锥齿轮的节锥与节面(a) 左旋 (b) 右旋图14-3 弧齿锥齿轮的旋向图14-1 弧齿锥齿轮副反时,才能啮合。
一般情况下,工作面为顺时针旋转的(从主动轮背后看,或正对被动轮观察),主动锥齿轮的螺旋方向为左旋,被动轮为右旋(图14-1);工作面为逆时针旋转的,情况相反。
弧齿锥齿轮几何参数设计————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ第14章 弧齿锥齿轮的轮坯设计14.1 弧齿锥齿轮的基本概念14.1.1 锥齿轮的节锥对于相交轴之间的齿轮传动,一般采用锥齿轮。
锥齿轮有直齿锥齿轮和弧齿锥齿轮。
弧齿锥齿轮副的形式如图14-1所示,与直齿锥齿轮相比,轮齿倾斜呈弧线形。
但弧齿锥齿轮的节锥同直齿锥齿轮的节锥一样,相当于一对相切圆锥面作纯滚动,它是齿轮副相对运动的瞬时轴线绕齿轮轴线旋转形成的(图14-2)。
两个相切圆锥的公切面成为齿轮副的节平面。
齿轮轴线与节平面的夹角,即节锥的半锥角称为锥齿轮的节锥角δ1或δ2。
两齿轮轴线之间的夹角称为锥齿轮副的轴交角∑。
节锥任意一点到节锥顶点O 的距离称为该点的锥距R i ,节点P 的锥距为R 。
因锥齿轮副两个节锥的顶点重合,则21δδ+=∑大小轮的齿数之比称为锥齿轮的传动比1212z z i =(14-1)小轮和大轮的节点半径r 1、r 2分别为11sin δR r = 22sin δR r =(14-2)它们与锥齿轮的齿数成正比,即121212sin sin z z r r ==δδ (14-3)传动比与轴交角已知,则节锥可惟一的确定,大、小轮节锥角计算公式为∑+∑=cos 1sin 12122i i tg δ 21δδ-∑=(14-4)当090=∑时,即正交锥齿轮副,122i tg =δ图14-2 锥齿轮的(a) 左旋图14-1 弧齿锥14.1.2弧齿锥齿轮的旋向与螺旋角ﻩ1.旋向弧齿锥齿轮的轮齿对母线的倾斜方向称为旋向,有左旋和右旋两种(图14-3)。
面对轮齿观察,由小端到大端顺时针倾斜者为右旋齿轮(图14-3b ),逆时针倾斜者则为左旋齿(图14-3a)。
大小轮的旋向相反时,才能啮合。
一般情况下,工作面为顺时针旋转的(从主动轮背后看,或正对被动轮观察),主动锥齿轮的螺旋方向为左旋,被动轮为右旋(图14-1);工作面为逆时针旋转的,情况相反。
格里森弧齿锥齿轮建模
格里森弧齿锥齿轮是一种用于调节行星齿轮系统和机械传动系统的齿轮系统。
它能有
效地变换行星齿轮系统中两个轴之间的动力传递比率。
格里森弧齿锥齿轮主要包括两个锥齿轮和半节圆环,正反两个锥齿轮是几何同心,通
常支承轴的外表面上安装半节圆环,用于连接两个锥齿轮,以达到调整轴之间扭矩传递比
率的作用。
我们以中心点为参考,首先确定锥齿轮上的螺旋线的方向,然后对锥齿轮的数
量进行确定和计算,并在根据螺旋线方向将一齿宽绘制成弧齿形状。
设计一个高效率的格里森弧齿锥齿轮要考虑几个方面的因素。
首先,正反两个锥齿轮
之间的节圆环和锥齿轮之间的精度要高,以便把几何同心的特性发挥出来,减少传动系统
的损耗;其次,对螺旋线参数的角度来变化,这样可以调整齿轮减速效率;第三,齿面的
精度和材料硬度也很重要,齿面精度高可以减少噪音及损耗;最后,设计格里森弧齿锥齿
轮时也要注意重力影响,将重力影响因素考虑在设计之中。
建模可以采用三维CAD/CAE软件进行建模,利用软件表达出各个零件几何尺寸、材料
特性等重要因素。
首先,利用软件的三维建模功能,建立出正向和反向的锥齿轮,结合其
精度要求,确定其螺旋线参数;接下来,将其与轴结合,将节圆环以紧定螺丝连接;最后,根据重力影响、材料特性等其他参数,对总体的齿轮参数进行规划,以满足齿轮的精度及
高效的减速效果。
总之,格里森弧齿锥齿轮是一款具有调节性能好、减振阻尼好、损耗小、质量轻的齿轮,具有重要的应用价值,在行星齿轮传动系统和机械传动系统中具有很大的发挥空间,
但要想达到最佳性能,就必须要正确设计并进行精确建模,以满足传动系统效率、精度和
损耗的要求。
第14章 弧齿锥齿轮的轮坯设计14.1 弧齿锥齿轮的基本概念14.1.1 锥齿轮的节锥对于相交轴之间的齿轮传动,一般采用锥齿轮。
锥齿轮有直齿锥齿轮和弧齿锥齿轮。
弧齿锥齿轮副的形式如图14-1所示,与直齿锥齿轮相比,轮齿倾斜呈弧线形。
但弧齿锥齿轮的节锥同直齿锥齿轮的节锥一样,相当于一对相切圆锥面作纯滚动,它是齿轮副相对运动的瞬时轴线绕齿轮轴线旋转形成的(图14-2)。
两个相切圆锥的公切面成为齿轮副的节平面。
齿轮轴线与节平面的夹角,即节锥的半锥角称为锥齿轮的节锥角δ1或δ2。
两齿轮轴线之间的夹角称为锥齿轮副的轴交角∑。
节锥任意一点到节锥顶点O 的距离称为该点的锥距R i ,节点P 的锥距为R 。
因锥齿轮副两个节锥的顶点重合,则 21δδ+=∑大小轮的齿数之比称为锥齿轮的传动比1212z z i =(14-1) 小轮和大轮的节点半径r 1、r 2分别为11sin δR r = 22sin δR r = (14-2)它们与锥齿轮的齿数成正比,即121212sin sin z z r r ==δδ (14-3) 传动比与轴交角已知,则节锥可惟一的确定,大、小轮节锥角计算公式为∑+∑=cos 1sin 12122i i tg δ 21δδ-∑= (14-4)当090=∑时,即正交锥齿轮副,122i tg =δ 14.1.2弧齿锥齿轮的旋向与螺旋角1.旋向弧齿锥齿轮的轮齿对母线的倾斜方向称为旋向,有左旋和右旋两种(图14-3)。
面对轮齿观察,由小端到大端顺时针倾斜者为右旋齿轮(图14-3b ),逆时针倾斜者则为左旋齿(图14-3a )。
大小轮的旋向相图14-2 锥齿轮的节锥与节面(a) 左旋 (b) 右旋图14-1 弧齿锥齿轮副反时,才能啮合。
一般情况下,工作面为顺时针旋转的(从主动轮背后看,或正对被动轮观察),主动锥齿轮的螺旋方向为左旋,被动轮为右旋(图14-1);工作面为逆时针旋转的,情况相反。
这样可保证大小轮在传动时具有相互推开的轴向力,从而使主被动轮互相推开以避免齿轮承载过热而咬合。
弧齿锥齿轮主要参数的测绘计算零部件加工部 麻俊方弧齿锥齿轮具有承载能力高、运转平稳、噪音低等特点,在汽车行业中得到了广泛的应用。
通常由一对弧齿锥齿轮组成汽车驱动桥主减速器的主要传动机构。
弧齿锥齿轮的设计与测绘计算均比较复杂,下面仅介绍几种主要参数的测绘计算方法。
1.轴交角一对弧齿锥齿轮副的住从动齿轮中心轴线交于一点。
轴线间的交角∑可成任意角度,但在绝大多数汽车驱动桥上,主减速齿轮副都采用90°相交的布置。
2.齿制渐开线锥齿轮的齿制很多,多达40多种,我国常用的齿制有Gleason(格利森)制、Oerlikon(奥利康)制、Kingelnberg(克林贝格)制三种。
其中应用最广泛也是最常见到的是Gleason(格利森)制弧齿锥齿轮。
不同的齿制,对应不同的参数计算方法与计算公式,在测量齿轮时一定要注意区分。
3.模数弧齿锥齿轮模数是一个变值,由大端向小端与锥距成比例缩小,通常以大端面模数s m 来计算。
GB12368-90规定了锥齿轮大端端面模数,其中以≥1为例,有1、1.125、1.375、1.5、1.75、2等等。
但是所测量的齿轮模数不一定为整数,也不一定符合标准模数系列。
对于模数的测绘与计算,有以下方式:⒈由测量的锥距R ,可初步估算锥齿轮的大端模数s m 。
因为2212mR z z z =+,于是便可确定锥齿轮大端模数22122/m R z z =+。
然后实测齿高h(用深度尺来测量)加以复核。
对于等顶隙收缩齿(格里森制),齿顶高系数*a h =0.85,顶隙系数C *=0.188,则齿高h=(2*a h +C *)m 。
由此得出模数m=h(2*a h +C *),进而复核模数m s。
⒉ 测量出锥齿轮的周节t ,根据公式s tm π=来进行计算,这种方法要求测量数据准确无误,且被测绘齿轮无磨损现象。
⒊ 由齿顶圆直径反求模数。
首先测绘出齿顶圆的直径尺寸,利用齿顶圆计算公式,然后反求模数。