锥齿轮基础

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。

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。

⚪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。

⚪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。

⚪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:

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。