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《少齿数大齿数比的斜齿轮的研制和CAD技术的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第28卷第2期少齿数大齿数比的斜齿轮的研制和CAD技术的应用45文章编号:1004-2539(2004)02-0045-03少齿数大齿数比的斜齿轮的研制和CAD技术的应用(河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003)石念峰梁桂明杨宏斌摘要主要讨论了少齿数大齿数比的斜齿轮的特点和设计加工方法,以及利用CAD技术在Auto2CAD2002系统中实现齿轮仿真加工的方法。关键词少齿数斜齿轮CAD技术AutoCAD二次开发技术的斜齿轮副。同常规齿轮相比,这种少齿数大齿数比引言的斜齿轮难度表现为,易根切、易变尖、易干涉和难
2、加进入21世纪以来,随着计算机技术的迅速发展,工。要解决这些难题,可以采取下列设计措施以虚拟现实技术为基础的虚拟制造技术、虚拟设计技1)采用大径向变位系数。主要是解决根切问题。3术、虚拟装配技术等机械制造业信息化也应运而生。2)大螺旋角。由最小齿数公式zmin=2hancosβ/如何把这些技术应用在齿轮设计中,从而提高齿轮设23sinαt(han为法面齿顶高系数,β为螺旋角,αt为端面计和生产效率、缩短齿轮设计周期,是当前齿轮工作者齿形角)[2],可知增大β可使zmin减少。主要研究内容之一。而要想把这些技术用在齿
3、轮设计3)小齿顶高系数。由最小齿数公式可知减小中,首先要解决的一个关键技术就是齿轮三维模型的h3,zmin可以减小。因此,通常在设计少齿数大齿数an建立技术。作为一种尝试,笔者在研制少齿数大齿数比的斜齿轮副时,要采用短齿制或者双模数制。比的斜齿轮的过程中,利用AutoCAD二次开发技术和4)采用切向变位和大齿宽。主要是为了避免齿齿轮加工原理,对三维齿轮建模技术进行了研究。顶变尖和增大重合度。5)采用齿轮轴。主要是为了提高齿轮的扭转刚1少齿数大齿数比的斜齿轮的设计度,改善传动品质。[1]1.1概述6)需要进行螺旋线修
4、形。少齿数齿轮在加工和当前,国际上齿轮传动装置的技术发展重要趋势工作时扭转变形较大,所以,修形的目的主要是减少工之一是小型化、高速化和低耗化。尽管采用蜗杆副和作时的冲击和振动。行星齿轮等传动可以提高单级传动比,减少传动装置1.3少齿数大齿数比的斜齿轮的设计方法的体积,然而,它们同渐开线圆柱齿轮传动相比又有一在少齿数大齿数比的斜齿轮的设计中,上述措施些不足之处,比如磨损快、效率低等。相比之下,少齿施加不当会引起矛盾,相互制约。例如:变位系数太数齿轮传动可以在保持较大的单级传动比的同时,降小,则容易根切;变位系数太大,
5、则承载能力和重合度低传动装置的造价、提高传动效率。因此,目前一些先都会降低,而且齿顶也容易变尖。因此,需要解决的主进工业国家已经开始研究少齿数、大齿数比的斜齿轮要问题是如何选取合理的变位系数。副。就“少齿数、大齿数比”角度看,目前我国齿轮技术关于变位系数的选择问题有很多方法,诸如封闭平台还有很多不足之处,如图法、线图法,还包括现在很多优化算法如遗传算法、(1)体积大、齿数多,常规传动斜齿轮最少齿数为惩罚函数法、模拟退火算法等。由于少齿数大齿数比5～12;的斜齿轮的变位系数可行区域非常小,采用现行的优(2)齿数比小,
6、单对齿轮的最大齿数比为8～10;化算法很容易因目标函数不收敛和限制条件的不合(3)关于特少齿数和特大齿数比的斜齿轮设计与理,而造成没有结果或结果很不理想。因此,在选取少加工的研制少;齿数大齿数比的斜齿轮变位系数时,建议采用封闭图可以预测,随着机械产品性能和体积参数的限制,法,这样可以合理地综合考虑各种限制,取得合理的变少齿数大齿数比的斜齿轮的设计需求会更加迫切。位系数。在传统齿轮设计中,利用封闭图选择斜齿轮1.2少齿数大齿数比的斜齿轮的特点的变位系数时,总是采用斜齿轮的当量齿数来查已有所谓少齿数大齿数比的斜齿轮,从
7、现有的技术水直齿轮封闭图,以此确定要设计的斜齿轮的变位系数。平平台来看,是指最小齿数小于5、单级齿数比大于15这种设计方法是有误差的,对于少齿数大齿数比的斜46机械传动2004年齿轮是不可行的。所以,笔者提出在绘制斜齿轮封闭将式(3)、式(4)、式(5)代入式(1)化简如下22图时,要采用斜齿轮的端面参数,即把齿廓曲线所在的12EE-A+D2x1+(A-)x1+=0(6)基准面设在齿轮的端面,用端面中点的当量齿轮副代tanαt′sinαt4表斜齿轮副,以求避免当量直齿轮的求解误差,使得选3cosαt式中A=hat+
8、(z1+z2)-z1取的变位系数更为合理。为了研究的方便,笔者将上cosαt′22述绘制封闭图的方法编制成了程序模块,下面以齿根D=z2cosαt3干涉限制曲线为例说明计算原理和程序实现方法。2hatE=(z1+z2)tanαt′cosαt-z1sinαt+sinαt1.3.1齿根干涉限制曲线和程序实现齿轮的齿程序实现的算法是,首先根据输入的端面齿形角廓并不
