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标题: 关于锥齿轮传动设计如何尽量减小尺寸 [打印本页]

作者: transient13 时间: 2016-12-8 20:57
标题: 关于锥齿轮传动设计如何尽量减小尺寸
大家好！

现在要设计一对锥齿轮传动，出于安装空间和重量的考虑，设计目标是保证齿面接触和齿弯曲强度的条件下尽量减小尺寸（主要是径向尺寸）

已知条件大概是这样：
1 齿轮传递的力矩是7Nm
2 减速比大概是2:1
3 小齿轮端的输入转速是11rad/s
4 齿轮所在的轴是悬臂连接
5 两锥齿轮是正交传动

目前书本上的初步确定小齿轮直径的公式（齿面接触强度为依据确定的），算出来小齿轮分度圆直径是50mm，感觉有点大，最好是控制在30mm

现在有如下问题：
1 上面的初步计算是按照直齿锥齿轮来的，因为书上说斜齿和曲线齿锥齿轮适合大型机械或者传递大的力矩，大家觉得我这种情况适合用斜齿或曲线齿吗？
2 是不是把锥齿轮正变位的话可以在相同尺寸的情况下有更大的强度？
3 有没有什么其他有效办法把尺寸减小来的，大家有类似的经验吗？

作者: 祥云飞鱼 时间: 2016-12-8 21:55
直锥齿轮小齿大概是范围6-16 模数1 根锥角经量做小。（按经验来说模数1完全可以传递这么大扭矩但是工厂单件小批量热处理不会太好可以适当在材料商做文章）
另外可以采用某些伺服电机轴形式圆弧齿。

作者: 淡然 时间: 2016-12-8 23:05
如果要减小尺寸还有一个办法：通过改变材料，或者热处理的办法提高材料的强度。

作者: transient13 时间: 2016-12-8 23:06

祥云飞鱼发表于 2016-12-8 21:55
直锥齿轮小齿大概是范围6-16 模数1 根锥角经量做小。（按经验来说模数1完全可以传递这么大扭矩但是工厂 ...

谢谢您！另外请教下“伺服电机轴形式”是什么意思？

作者: transient13 时间: 2016-12-8 23:07

淡然发表于 2016-12-8 23:05
如果要减小尺寸还有一个办法：通过改变材料，或者热处理的办法提高材料的强度。

谢谢您！
目前是单件生产，您觉得用什么材料靠谱些？

作者: 未来第一站 时间: 2016-12-8 23:47
想知道楼主这小齿轮分度圆直径是50mm是怎么计算出来的？

作者: threetigher 时间: 2016-12-8 23:59

祥云飞鱼发表于 2016-12-8 21:55
直锥齿轮小齿大概是范围6-16 模数1 根锥角经量做小。（按经验来说模数1完全可以传递这么大扭矩但是工厂 ...

是说轴上直接滚齿，然后配合圆弧面齿轮？这样的尺寸的确非常小，但一般需要定制吧，有这样照图定制的靠谱厂家么

作者: 面壁深功 时间: 2016-12-9 07:37
1 上面的初步计算是按照直齿锥齿轮来的，因为书上说斜齿和曲线齿锥齿轮适合大型机械或者传递大的力矩，大家觉得我这种情况适合用斜齿或曲线齿吗？没必要

作者: 樱木花道1 时间: 2016-12-9 08:39
http://www.xhpcb168.com/ProductList.asp?SortID=9
我认识的齿轮厂家13923481640姚

作者: 1179819870 时间: 2016-12-9 09:09
(, 下载次数: 138)
autodesk inventor——你值得拥有

作者: transient13 时间: 2016-12-9 09:22

未来第一站发表于 2016-12-8 23:47
想知道楼主这小齿轮分度圆直径是50mm是怎么计算出来的？

是按照直齿锥齿轮的直径初步计算公式计算的

作者: transient13 时间: 2016-12-9 09:25

淡然发表于 2016-12-8 23:05
如果要减小尺寸还有一个办法：通过改变材料，或者热处理的办法提高材料的强度。

属于开式传动，可能没有润滑油，最对涂点润滑脂吧。

作者: transient13 时间: 2016-12-9 09:34

面壁深功发表于 2016-12-9 07:37
1 上面的初步计算是按照直齿锥齿轮来的，因为书上说斜齿和曲线齿锥齿轮适合大型机械或者传递大的力矩，大家 ...

好的，谢谢您！

作者: transient13 时间: 2016-12-9 09:39

樱木花道1 发表于 2016-12-9 08:39
http://www.xhpcb168.com/ProductList.asp?SortID=9
我认识的齿轮厂家13923481640姚

好的，谢谢您！

作者: transient13 时间: 2016-12-9 09:40
本帖最后由 transient13 于 2016-12-9 09:43 编辑

1179819870 发表于 2016-12-9 09:09
autodesk inventor——你值得拥有

好的，谢谢您！请问这个软件可以辅助设计齿轮吗？

请问哪个inventor版本好些？

作者: 1179819870 时间: 2016-12-9 09:52

transient13 发表于 2016-12-9 09:40
好的，谢谢您！请问这个软件可以辅助设计齿轮吗？

请问哪个inventor版本好些？

可以设计齿轮
你装2017吧

作者: transient13 时间: 2016-12-9 12:32

1179819870 发表于 2016-12-9 09:52
可以设计齿轮
你装2017吧

好的，谢谢您！就单单装一个inventor就可以吗？
还是说要装autocad之后再装inventor的？

作者: 1179819870 时间: 2016-12-9 13:16

transient13 发表于 2016-12-9 12:32
好的，谢谢您！就单单装一个inventor就可以吗？
还是说要装autocad之后再装inventor的？

单独装inventor

作者: threetigher 时间: 2016-12-9 13:27

transient13 发表于 2016-12-9 09:22
是按照直齿锥齿轮的直径初步计算公式计算的

你的要求，其他都好说，就是这条要求高一点：齿轮传递的力矩是7Nm
按理论公式计算，关键是各个系数你如何把握？取大取小，算出来偏差特别大。

另外一个，你开式使用，单边轴承，有没有轴向力，工况频度如何？
你要减小尺寸，要说明是哪个尺寸最紧张。最好画个3D图来说明。

我觉得直伞可以搞定，模数要取好；想再缩小，就上螺旋伞。

作者: transient13 时间: 2016-12-9 15:17

threetigher 发表于 2016-12-9 13:27
你的要求，其他都好说，就是这条要求高一点：齿轮传递的力矩是7Nm
按理论公式计算，关键是各个系数你如 ...

谢谢您！

1 安装锥齿轮所在的轴不承受其他轴向力，主要就是锥齿轮啮合时产生的轴向力，轴承能承受轴向力400N。
2 锥齿轮的使用工况：工作机大概1秒一个工作周期，其中大约0.2秒需要锥齿轮传动，因为是样机，预计使用1年，每天1小时。
3 需要控制的锥齿轮尺寸参数主要是分度圆直径，其次是齿厚，现在有两个预想方案：
a 锥齿轮传动比1:1，分度圆控制在40mm以内
b 锥齿轮传动比2:1，小齿分度圆控制在30mm以内
您觉得目前这个情况用直齿锥齿轮可以实现吗？不然用斜齿可以吗？
4 如果用直齿锥齿轮可以，模数和齿数应该怎么选合适？

作者: myfunction 时间: 2016-12-9 16:27
不推荐用直齿锥齿轮，因为不好机械加工。直齿锥齿轮一般都是大批量生产采用直接锻压成型的，楼主的单件加工非常不方便，承载能力也差。
推荐用弧齿锥齿轮或者零度弧齿锥齿轮，适合机械加工，用刀盘加工效率高，承载能力也好些，尺寸会比直齿锥齿轮小。

作者: transient13 时间: 2016-12-9 16:55

myfunction 发表于 2016-12-9 16:27
不推荐用直齿锥齿轮，因为不好机械加工。直齿锥齿轮一般都是大批量生产采用直接锻压成型的，楼主的单件加工 ...

谢谢您！
1 原来直齿锥齿轮相对弧形齿齿轮更难加工吗？我以为齿形复杂的齿轮更难加工
2 手册上说弧形齿适合用于大型机械和传递大的动力，所以我没考虑，这么说也不一定？
3 像这种弧形齿在哪能找到设计范例？感觉没有参考，参数又很多，没底。

作者: transient13 时间: 2016-12-9 17:00

淡然发表于 2016-12-8 23:05
如果要减小尺寸还有一个办法：通过改变材料，或者热处理的办法提高材料的强度。

小齿轮采用40Cr，初步计算的分度圆直径接近50mm

作者: threetigher 时间: 2016-12-9 18:54

transient13 发表于 2016-12-9 15:17
谢谢您！

1 安装锥齿轮所在的轴不承受其他轴向力，主要就是锥齿轮啮合时产生的轴向力，轴承能承受轴向 ...

能1:1显然1:1最小,其他空间不紧张的地方再变速。

作者: threetigher 时间: 2016-12-9 19:08
有请专家大侠@目成指点！

作者: threetigher 时间: 2016-12-9 19:09

transient13 发表于 2016-12-9 15:17
谢谢您！

1 安装锥齿轮所在的轴不承受其他轴向力，主要就是锥齿轮啮合时产生的轴向力，轴承能承受轴向 ...

想缩小分度圆，是因为安装空间受限么

作者: threetigher 时间: 2016-12-9 19:22
有3种选择：
1）直伞；
2）斜齿轮，螺旋斜齿轮；
3）弧伞。
成本逐渐增加（倍增）。推荐先易后难，找到一个平衡点。
btw，可以加Q交流，呵呵。

作者: transient13 时间: 2016-12-9 19:56

threetigher 发表于 2016-12-9 19:09
想缩小分度圆，是因为安装空间受限么

谢谢您！
是的，空间受限是一方面，另外齿轮大了以后转动惯量也大。

作者: transient13 时间: 2016-12-9 20:03
本帖最后由 transient13 于 2016-12-9 20:57 编辑

threetigher 发表于 2016-12-9 19:22
有3种选择：
1）直伞；
2）斜齿轮，螺旋斜齿轮；

好的

作者: transient13 时间: 2016-12-9 20:10

threetigher 发表于 2016-12-9 18:54
能1:1显然1:1最小,其他空间不紧张的地方再变速。

就尺寸来说1:1是应该销的但是我看到齿轮直径的初步计算公式，速比越高，齿轮直径就越大。所以我有点迷糊了。。

作者: transient13 时间: 2016-12-9 20:11

transient13 发表于 2016-12-9 19:56
谢谢您！
是的，空间受限是一方面，另外齿轮大了以后转动惯量也大。

也是一个转动装置，需要响应很快。
我感觉如果齿轮大了，多少会影响响应的。

作者: 淡然 时间: 2016-12-9 21:44
本帖最后由淡然于 2016-12-9 21:48 编辑

transient13 发表于 2016-12-9 16:55
谢谢您！
1 原来直齿锥齿轮相对弧形齿齿轮更难加工吗？我以为齿形复杂的齿轮更难加工
2 手册上说弧形齿 ...

(, 下载次数: 22)

作者: threetigher 时间: 2016-12-9 22:22

淡然发表于 2016-12-9 21:44

小齿轮用硬料，大齿轮就要软一点吧？

作者: threetigher 时间: 2016-12-10 22:42
@transient13
LZ可以在齿轮、减速机版发帖！

作者: transient13 时间: 2016-12-13 10:50

淡然发表于 2016-12-8 23:05
如果要减小尺寸还有一个办法：通过改变材料，或者热处理的办法提高材料的强度。

恩，谢谢您！想请教下42CrMo的接触疲劳强度大概是多少？

作者: transient13 时间: 2016-12-13 16:10

淡然发表于 2016-12-9 21:44

谢谢您！
1000MPa多的接触强度肯定够用了，实际上800就足够，
我的锥齿轮属于开始传动，不太好加润滑油，看到有的说法是球墨铸铁有一定的自润滑作用，适合开式传动，您怎么看？

作者: transient13 时间: 2016-12-13 17:54

threetigher 发表于 2016-12-10 22:42
@transient13
LZ可以在齿轮、减速机版发帖！

恩，谢谢您！
主要是各种条件的限制，想做到一步到位，就多问问了。

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