对应于齿数的危险变位系数值

hyfjy

在基本的外啮合直齿圆柱齿轮副设计中，如果在套用设计资料上的计算公式时，常会发现有些齿轮的变位系数值定下后，计算得到的齿面最大滑移率是一个负数值，这个负值的几何意义是什么，至今尚未见到有权威的说明，只是在设计时，通过进一步调整变位系数，避开这个负数值。近期我在编制有关程序时，发现了一个较为奇怪的现象，在这个引起负的最大滑移率的很小的区间内，同时有一个正的极大值和一个负的极大值，举个例子加以说明，在计算15齿对15齿，模数为5的直齿圆柱齿轮副时（取同样的齿数可以不用考虑变位系数的分配，只要取二个相同就行了），当设计中心距从74.1083向74.1084过度时（可以分别取一些中间的值代入计算），可以看到计算的最大滑移率是猛烈地从负的大值突变成正的大值，这个值的绝对值能达到数百万之大。
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以上只是一个现象，通过这个现象，我有一个假想：对应于一定的齿数，会有一个相应较为危险的变位系数值，当我们在设计中不注意关注齿轮副的最大滑移率时，如果不幸用了这个值，得到的齿面最大滑移率将是很大的，也就是说对于这种设计，做出的产品可能会在啮合的过程中，产生不可意料的早期损坏。或者噪音，振动较通常要高得多。当然，这仅是从设计计算的角度偶然发现的一个奇怪现象。也有可能与事实并不完全相符。但从计算角度说，还是远离为好。

用一个图来示意一下：


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9 i7 H' O5 s$ n) N: c! R不知这个问题是否让一些人困惑过？

中国制造

楼主解释一下齿轮加工中的“根切”是怎么回事

hyfjy

中国制造 发表于 2014-8-22 20:05
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齿轮加工中的根切一般指刀具的刀尖在非渐开线展成中入侵工件近齿根部的渐开线内的一种现象。结果是减少了渐开线在起始部分的完整性。

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721769194

楼主您好：冒昧向您请教个问题，老板从日本带回来一个外径28的塑料变速箱，想让我仿制，但是我拆开之后发现是变位齿轮，因为要求不高，所以我想用UG8.5进行建模，但是一直不理解节圆直径，顶圆直径，变位系数，齿顶高系数，顶隙系数，齿根圆角半径（模数） 的具体意义是什么，网上查了好久资料，都没有说个明白，逛到这里看到您对齿轮有很深的见解，所以想向您请教，还望指点一二，如果我建不出来模型，逆向扫描是否可行，开模后的成功率大吗！！！

hyfjy

721769194 发表于 2014-9-15 15:38
( Z! O/ d9 W: Q- f楼主您好：冒昧向您请教个问题，老板从日本带回来一个外径28的塑料变速箱，想让我仿制，但是我拆开之后发现 ...

齿轮越小，越要求在设计时进行优化处理，以尽可能平衡，增强各零件的强度。故用逆向扫描做小模数的齿轮，恐怕是不准确的，也得不到完整的参数。逆向扫描目前的精度在0.1mm左右，对于大件，结构件，有些是可以直接用建模来进行生产的，而对于齿轮件，效果比较差，对于小模数的齿轮箱，恐怕不行的。
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721769194

hyfjy 发表于 2014-9-15 21:44
齿轮越小，越要求在设计时进行优化处理，以尽可能平衡，增强各零件的强度。故用逆向扫描做小模数的齿轮， ...

14齿0.6模数的大齿轮和6齿的小齿轮啮合，因为是双联齿的上面部分，下面齿轮模数小于0.6，我想调整他们共同的齿心距，怎么去确定变位系数，顶圆直径和齿顶高系数及顶隙系数呢 ？如果知道减速比， 您有什么好的方法去确定这些参数吗？

hyfjy

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721769194 发表于 2014-9-16 12:07
14齿0.6模数的大齿轮和6齿的小齿轮啮合，因为是双联齿的上面部分，下面齿轮模数小于0.6，我想调整他们共 ...

其实这类问题在一般的设计资料上都是成熟的计算公式，一般的过程是初定下需要的中心距后，计算这对齿轮在这个中心距下的总变位系数，再进行分配，要注意的是只要不是零变位或者高变位的，都会有一个齿高降低系数，以防止齿顶变尖或者齿顶间隙过小。也就是说，总变位系数越大，齿高降低系数也就越大，二个齿轮的全齿高就变化越大。
难点在于如何分配总变位系数到各齿轮上，这个问题，只要是不断在看书的朋友，不断上网探索的朋友都会知道，目前有几大派，提出了几种分配方法。都是可以的。原则上小轮的变位系数要大些，小轮的最大滑移率要小些为佳。
/ Z. s" x$ H, ], J9 l4 K. e一般情况下，不要让总变位系数小于零，也就是尽可能取正变位，而不要取负变位，毕竟正变位可以直接提高齿轮的抗弯强度，改善齿齿面的接触应力。

hyfjy

在计算传动比时，要尽可能让每个齿轮的最少齿数大于12，追求少齿数的结果是无法有较大的变位系数，且齿顶变尖是很厉害的，对于少齿数的齿轮副，重合度一般较低，设计完成的产品，容易产生早期损坏。以上面这位朋友的例子，14齿比6齿，二个齿轮在零变位时，齿根圆都远远小于基圆，想让基圆内的齿形也参与啮合是不可能的，齿根相当瘦弱，而为了提高基本强度，6齿的齿顶很快就尖了，这时，就不能谈什么强度了，设计的东西也就有“胎里带”毛病了，也就是设计阶段就存在比较致命的缺陷，这样的产品迟早会出事的。
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721769194

hyfjy 发表于 2014-9-16 17:14
在计算传动比时，要尽可能让每个齿轮的最少齿数大于12，追求少齿数的结果是无法有较大的变位系数，且齿顶变 ...

谢谢您的讲解，因为年纪尚浅，以前也从没接触过，再加上手头的事很多，所以就想很快搞定这个项目，欲速则不达呀！
这两天搞的焦头烂额，经过您的提点，我决定还是先静下心来，慢慢查资料，看书，恶补这方面的知识，然后再去设计，
如果实在不懂有地方请教的话，还望不吝赐教！
还有如果您有工业设计渲染，模具，软件编程，电子硬件方面的问题不屑处理的，我很乐意为您效劳，算是对您为我讲解的答谢！
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721769194

721769194 发表于 2014-9-17 17:32
谢谢您的讲解，因为年纪尚浅，以前也从没接触过，再加上手头的事很多，所以就想很快搞定这个项目，欲速则 ...

我这有齿轮箱的示意图，希望有兴趣的大侠们能帮我指点指点 ，在下感激不尽！！！