锥齿轮有两种啮合原理:
1.球面逐渐开线
2.8字啮合原理
⚪球面渐开线的成形原理与圆柱形齿轮渐开线相同。锥齿轮的曲面为共轭曲面。
⚪用同一冠轮将8字啮合成大小齿轮,得到的曲面与共轭曲面相似。
⚪球面渐开线锥齿轮在同等精度下的性能优于8字啮合理论锥齿轮。
⚪目前手册算法是基于8字啮合原理推导出来的。由于球面渐开线锥齿轮不能通过机械加工获得。
⚪球面渐开线锥齿轮主要通过模具或成型加工获得。8字啮合原理的锥齿轮通过机械加工获得。
⚪锥齿轮按冠轮的线型分类。
冠轮与直齿锥齿轮啮合图A,直线,直齿锥齿轮 B,斜线,斜齿锥齿轮 C,弧齿锥齿轮 D,摆线,摆线齿锥齿轮以上四种分类的锥齿轮廓曲线可以是球面渐开线或8字啮合理论的近似渐开线。
以格里森弧齿为例说明加工原理:
冠轮就像圆柱形齿轮中假齿条的作用。展成锥齿轮。
⚪弧齿加工刀片为圆形。
⚪刀片高速旋转产生切削力。
⚪刀片模拟冠轮上的齿。
⚪齿与工件展成运动,切出齿槽。
其他三种锥齿轮的加工原理与上述相同。
原理:刀具模拟冠轮上的一颗或多颗齿与工件进行加工,得到齿槽。
⚪直齿和斜齿锥齿轮刀具需要往复直线运动(刨齿)
⚪弧齿刀具旋转。
锥齿轮的常见分类是由不同的加工方法决定的。
我们可以通过,我们可以处理可用的锥齿轮,然后我们用这种方法的关键原理来命名这种锥齿轮。其优点是,当提到锥齿轮的类型名称时,工厂知道使用什么机床来处理锥齿轮。
假设齿轮精度完全相同,锥齿轮参数相同:
⚪球面渐开线锥齿轮的性能优于8字啮合锥齿轮。(因为球面渐开线是理论上可以实现0误差传递的齿廓曲线,后者是近似曲线)
⚪螺旋锥齿轮(弧齿、摆线、等距螺旋齿)优于直齿锥齿轮。(由于螺旋齿的瞬时啮合线为斜曲线,啮合刚度优于直齿。原因与圆柱形齿轮的直齿和斜齿相同)
⚪螺旋齿之间没有明显的性能差异。
⚪直齿锥齿轮加工现在比较少见:
1.刀具往复运动,加工效率低。往复运动机床的精度也难以提高。
2.由于刀具是往复运动,向修形难以实现,运动性能比其他齿制差。
3.与其他加工齿制相比,成本没有优势。
直齿锥齿轮的加工现在基本上被零度弧齿锥齿轮所取代。
这种齿轮可以通过格里森弧齿加工得到。格里森弧齿具有相同的优点。
零度弧齿锥齿轮⚪模具制直齿锥齿轮常见:
1,脱模简单
2.球面逐开线,同精度啮合效果好。
3,根据3D制造,可实现优秀的修形设计。
四、价格便宜。
劣势:
1.材料强度一般低于加工齿轮。
2.实物精度低于加工齿轮。
球面逐渐开线直齿锥齿轮接触点模拟结果⚪斜齿锥齿轮比较少见:
1.加工原因与加工直齿锥齿轮相同。
2.模具主要是因为这种齿制的小齿轮很难脱模,因为小锥齿轮的螺距不等,不能旋转。
斜齿锥齿轮⚪加工格里森弧齿锥齿轮很常见
1.成型原理决定了机床的高精度加工。可磨牙。
2.成型原理决定了近似修形齿面。能获得更好的运动性能。
缺点:
效率一般,因为每加工一颗齿都需要重新分齿。
参数设计难度大,不仅要保证齿面接近共轭曲面,还要在大小端附近做出修形效果。
⚪由于小锥齿轮轴向螺距不等,模具格里森弧齿锥齿轮加工罕见,出模困难。
格里森弧齿锥齿轮3D图⚪格里森弧齿加工难点:
按啮合原理:应与节锥(分锥)平行。
但与分锥平行,则根锥角与分锥角相同。
大端齿高不同于小端齿高。
如果我们确保根锥角处理到位,那么大小齿轮啮合就会像上面一样。齿轮压力角不正确。
为了保证锥形压力角的正确性,我们需要纠正刀具的压力角。这确保中点的齿形是正确的8啮合齿形。
由于大端和小端的螺旋角不同于中点,但刀具的形状在高速旋转后保持不变。因此,在大端和小端加工的齿形是不正确的。但结果如下图所示:
正好得到了近似修形后的齿面效果。这也是我们想要的结果。
以上是格里森弧齿的加工原理。
因此,设计难点在于加工的是近似曲面,不同刀具和机床参数制作的物理曲面与共轭曲面不同。因此,生产良好的齿轮传动,而另则不好。因为很难评估设计结果。
⚪格里森弧齿的优点:
1.齿制中的精度可以达到较高。
材料强度高。
格里森弧齿传动误差主要是由齿面误差引起的,因此与制造技术相比,设计技术对噪声振动的影响更大。
格里森弧齿的优点是工艺制造的优点,没有传动性能的优点。
目前,一些企业选择这种齿制作模具制造螺旋锥齿轮是错误的。
⚪等距螺旋锥齿轮-模具制造的螺旋锥齿轮。
该齿系统不使用冠轮进入锥齿轮,而是将锥齿轮的螺旋线制成等距螺旋线,使锥齿轮能够脱模。然后根据锥齿轮的形状,利用共轭原理制作大锥齿轮。这样,小锥齿轮就可以脱模,大小锥齿轮就可以完美啮合,非常适合模具制造。效果图如下:
这是等距螺旋锥齿轮,而不是格里森弧齿轮因为不是冠轮,所以不能机械加工。看起来像格里森的弧齿,但原理不同。
⚪球面逐开线修形说明:
锥齿轮的复杂修形主要与刀具参数和机床参数有关。其效果评价方法主要依靠TCA技术。
总结:
1.球面渐开线是锥齿轮的共轭啮合曲面,主要用于模具形成锥齿轮。
2.机加工锥齿轮的原理是8字啮合原理。
3.直齿、格里森弧齿等齿制是根据制造工艺原理命名的。其性能差异是由工艺方法创造的,而不是理论齿形本身的优势。
4.锥齿轮的主流方向:
A,加工零度弧齿锥齿轮替代加工直齿锥齿轮
B,机加工锥齿轮适用于格里森弧齿、奥利康摆线齿等螺旋齿。
C,模具加工中使用的齿制为球面渐开线直齿锥齿轮,球面渐开线等距螺旋锥齿轮。
D,CNC这种成形加工方法适用于各种齿制,但球面渐开线一般用于齿廓。
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