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998谈齿轮之设计计算篇(二)

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发表于 2015-12-27 09:40:20 | 只看该作者 回帖奖励 |正序浏览 |阅读模式
本帖最后由 苍狼大地 于 2015-12-27 09:47 编辑 $ g+ s( h0 P: t

& P9 k2 \" @# c. n$ {《998谈齿轮之基本概念篇》很受欢迎啊,再接再厉,998谈齿轮之设计计算篇,满满的都是干货。。。  @. C% u* ^/ K/ s: `- v$ ?/ {
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~正文分割线~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
4 G- e( B' R% s$ X& c4 _% s
% [; b+ L# \, W7 o7 n) @  `( c! L一、名词术语
  Y5 c- o6 u5 G" N) A1.1 模数3 }  ?0 S7 J3 c8 U
          — 对标准直齿轮来说,全齿高大约等于 2.25倍的模数。
: D  U2 I" V. g, N# I9 b( }+ \          — 变位量=变位系数×模数,% b, {/ P3 h  v5 f  P( E
                   ☆ 模数大的,变位量相对大,因为可以取用的线区间相对大
4 x( P2 d/ L" d7 _$ L0 G                   ☆ 模数小的,齿高自身就比较小,可取线区间小,不可能有大的变位量,5 H' n) Q3 T4 T9 ?
                             ※ 什么叫做线区间?
' |$ }% S7 J: U6 ~/ v( [                   ☆ 数学上可以计算出极限变位量,与模数有关,超出极限变位量,无法啮合8 [+ R1 G6 ]5 c& ?& P( d; q; T
          — 既然变位系数与模数没有内在联系,为什么不是直接给出变位量而是用变位系数折算一次?4 _* d: T( d( }- ~
                   ☆ 现在用的模数制齿轮,计算是以模数为基础的,许多计算与迭代都是以模数为基础展开的,自然变位也一样。
* z5 A3 X: |  Y3 i0 M; [$ l% `( T                   ☆ 但在加工的时候,确实用的是具体数值的变位量,不需要在加工中再进行变换。; S8 d6 r. s( Y6 q1 ?. l( ^
          — 齿轮模数是怎么计算出来的?
6 f; }3 q1 E: d6 W* g5 Z: r8 l                   ☆ 模数是按强度计算得到的,或者说取决于强度。6 c; ]& P! P. [% O
                   ☆ 齿轮传动系统,不是简单一对一的单点传动,也不是计算单点传动发现模数不行就只能加大模数。齿轮,多点传动的系统很多的,齿轮书籍中有介绍。学习多传动系统,对设计齿轮有帮助。) y. }) R& o; R4 z5 W. W1 |
                   ☆ 计算模数,一定要有合理性,
% p+ X: S( E/ r$ B/ D' S                             □ 首先强度要够,但模数大了以后,重合度就下来了,寿命就不好了
9 q' C2 U0 z% O# c1 D0 r                             □ 小模数,大重合度,依然可以解决力矩问题。& g( K- Q6 R' H
                             □ 也可采用多点传动系统解决力矩问题。- O# b1 }2 U1 Q' O% ?, C
          — Q:国内的齿轮模数虽然是第一标准最大是50。某国外企业手册显示可以做到最大56。国外的加工水平和标准能做到多大?& H4 b) _5 q- b' ?, g, x# l
                   ☆ 对与齿轮模数,没有准确限制,尤其是不全齿轮或半齿轮。
1 d9 l. ~7 o1 Z& k! n9 D3 @                   ☆ 是否采用大模数齿轮,主要考虑有无必要性。
- q. _4 N' b. R8 C, H  d6 g                             □ 经济性考虑:模数太大,直接采用其它传动方式,如多点传动、液压传动。如翻转钢包的机构,有齿轮传动、销齿传动、液压齿条、摆缸、油缸接力等多种方式。4 E2 ?7 u' ~# J" g6 j& {6 N6 V" A
                             □ 技术考虑:模数过大,齿轮设计加工问题、轴安装问题(需要采用双向切向键)。
: N# z& o1 V, Q7 Z                                      ※ 什么是双向切向键?具体的结构形式是如何?+ O8 A5 m1 ]' D$ [1 \1 Q' F
                             □ 设计合理性:当大模数齿轮(如80,100),技术和精度都没有问题,是否经济划算?谁使用?为什么要用?
  {1 m0 R% J# \8 I2 H! d! c4 w- b( g: L" v- ?0 F& ?
1.2 变位系数' v: u9 ?- N- a/ B7 G7 N
          — 变位系数,不是改变了模数,是改变了啮合位置,即渐开线的啮合点,& Y( G( [; k2 t1 J5 G$ y% z

" ?& G. ]. s5 e! M/ F1.3 渐开线齿廓
# U1 G5 J* m, ]. f2 z' f          — 齿轮渐开线齿廓精确求解及其参数化建模,对数学要求高,设计大量坐标系变换,必须念通数学。
0 L6 ]6 b2 i% f. j  G7 I4 m* `$ k          — 齿廓和齿根过渡曲线的坐标转换,涉及大量几何关系和数学。玩通之后,齿轮通了80%。玩精通后,是高薪工作,现在懂的人很少。2 I; l4 C% y4 H! p1 X
          — 研究齿形,多从受力和传动啮合方式考虑,然后设计刀具和机床通过特定的加工工艺实现齿形的制造。故而齿轮有两个方向:
* K- [% x- S+ h                   ☆ 纯数学力学的齿形设计
% f- j5 H" y, D  v/ D                   ☆ 工艺装备的设计(刀具和机床或者模具)。1 S7 z9 a7 [1 S, [$ ~  t9 h
           ※ 齿轮为什么有好多种线型? 有渐开线的,有圆弧的,有摆线的?所谓啮合,要考虑许多对象,不仅有运动的,还有动力的," Y' F) ~; ~" G2 }6 q6 ^3 Y

$ M4 J0 f' G9 s5 ?0 C1.4 传动比
, Q1 v* P  `2 k2 S4 L' A& O: h          — 为什么设计手册上讲齿轮传动比要小于6-8?6 S7 x0 ?/ w. Y" Y: t" [& Q
                   ☆ 限制一级的速比,主要是考虑大齿轮的尺寸,齿轮箱的体积,总重量,有一个划算的问题,设计设备是考虑成本的,速比大到一个数值,可以采用多极,这样设计重量比较合理; ^! B8 h# @# J0 |6 L: C1 d
                   ☆ 而对于开式齿轮,往往是采用一级大齿轮,这个与你说法正好相反,' J% A' R* V! R: T( @' X' t5 E
                   ☆ 传动比受小齿轮大小限制,非变位20゜压力角齿轮最小齿数为17,否则根切。如果传动比是8,大齿轮要136齿。制造成本,安装精度,齿轮本身质量,转动惯量,轴承负载都有问题。: @$ j% Z& \2 h% u7 p/ z0 l
          — 大传动比下采用蜗轮蜗杆传动和齿轮传动的比较:
. v9 v, @6 \) h! q' T+ x% K                   ☆ 传动比:涡轮蜗杆比齿轮高,如果单头,蜗杆旋转一周,涡轮才旋转一齿。5 Y" O4 ]) {# h9 q% T* ]3 \
                   ☆ 效率:齿轮比蜗轮蜗杆高。" v$ _: u9 Q2 p6 f5 Y( E7 r
                   ☆ 使用涡轮主要考虑到自锁性,输入输出轴异面而且空间受限制。否则使用多级齿轮组比较合适。
' ^/ B- M% L: P. s$ c3 a+ C- b6 _1 {$ ~0 u# X
二、齿轮设计流程& Y. ?7 @4 K5 ?) _0 ~5 f5 e
2.1 设计齿轮的流程. o; L4 p. D9 h' q% }$ p+ A
          — 确定啮合曲线(手工画图):
+ }: d* V; P- _; ^( M                   ☆ 从黄格子纸上撕下一页,画一个圆,标注一个公式,那是基圆,从上面拉出的就是渐开线,标一个解析式,对 面再拉一个线,再标解析式,那就是两个齿面的啮合,2 A, m+ {2 q, s' y; ?6 f! E
                   ☆ 根据精度就知道要多少点作图画的曲线的精度是合理的,点数太少曲率精度不够,点数过密会把计算机算死的。! s7 c/ \1 V" I3 Y! B( k- B
                   ☆ 需要很扎实的基础知识。0 p/ s+ _$ C2 d
                   ☆ 齿面轮廓,不是那种画几个圆圈的方式,你没有齿面轮廓怎么计算应力有多大?没有这个轮廓,用有限元分析什么?
3 o3 d7 W, w3 `' r: M  `0 v5 b          — 建立啮合模型; U: ~% H% B; D6 ^5 V
                   ☆ 有了三维图后建立齿轮啮合模型
1 z: b3 h$ }' D                   ☆ 有了模型就知道各方向的受力,就可以建立支撑加以约束,有了这个约束就可以画箱体,就知道箱子的厚度。
* Q1 I8 o: h5 l/ t/ e                   ☆ 用解析式的联立算接触应力,求强度计算,再反推中心距、齿宽等等东西: U& k7 l$ F+ H8 a2 ^
                   ☆ 我用有限元做齿轮计算,是有了具体的对象,初步计算都好了,确定可以用了,计算那个啮合区域的最大应力用的,是个计算的辅助手段,; l/ N: N+ a* Z6 x0 k8 U# f0 E
                   ☆ 再琢磨齿根曲线,有多种,与加工方式还有关,再琢磨齿面轮廓修正,琢磨一下,
& a) Q) O) M) l  W& ]: D3 T          — 齿轮轴设计( |4 T) {. b+ S  F' M7 O6 b
                   ☆ 齿轮轴受力时产生挠度( U7 R( _# g" j" U$ d* f5 O: W- N
                   ☆ 挠度很关键:会改变啮合点的位置,恶化啮合,产生噪音,缩短寿命,带来一系列你不希望见到的结局。
0 E1 k& k+ }; B+ D' I- Y                   ☆ 解决措施:- S( U* f( R! x) A% C1 \% G
                             □ 考虑齿轮轴的设计1 r+ [4 R! p% U) c
                             □ 选择合适的轴承,用轴承的支撑刚性减小齿轮轴的挠曲变形,什么轴承好?需要计算。
2 W. T- k7 ^; e; ]) Z- J5 f# M  h          — 热变形计算
' E0 T* V$ Y( }* V                   ☆ 多大的负荷,温度可以升高到多少度?, L) e" J5 c0 ]6 ~8 J
                   ☆ 温度会稳定在多少度,这个轴会热涨多少?
7 L5 B9 }/ @; l5 Z+ E  p                   ☆ 热涨对啮合有什么影响?
/ H4 U4 Y4 u1 F6 M0 T% N7 R          — 箱体计算" B; l  u  M* l
                   ☆ 画箱体,对角扭转就大概知道箱子的厚度。# E3 ?6 U* |( x& ]
                   ☆ 考虑各种其它的空间变形,因为箱体刚度不够的话,再好的齿轮设计都白搭,根本就没有寿命可言
  z9 P$ Z0 P9 O                   ☆ 鬼子的箱体都非常厚实,为什么?你计算了就知道,任何的偷工减料最后一定是害自己的,
# O1 k* k. ]9 `% _' x          — 总结:
( |! z! Q: X# A0 a8 x* W4 e. Z                   ☆ 鬼子也用有限元进行箱体设计,但不是为了分析而分析,而是在有基础设计的基础上进行精细设计,懂设计和有限元的根本。% B4 T. m3 v7 K3 q0 i1 O' F
                   ☆ 鬼子的齿轮箱好,有材料因素,有热处理因素,最重要的是人家设计的就好,设计水平比你也高,有限元用的水平就比你高一大截,水平高是总体水平高,- U. O/ g8 ^2 I' n$ }" H
                   ☆ 鬼子设计东西,一般有针对性,还是我们说的基础东西比我们扎实。设计一个东西要体会其内在的真谛,没有体会这个,就玩不好,玩的基本是表皮东西' \9 I, a3 l3 t, U2 X
          — 优化设计:优化是一个宽泛的概念,要针对你玩什么,举个例子, 玩齿轮可以优化,比如讲究效率,如何优化齿面函数,而组装齿轮系统,也可以谈优化,是讲究装配效率的,玩的是节拍,就与玩齿面完全两个概念,
9 v$ [2 J7 ~, u0 v. W% o. J+ a% `$ o0 N
2.2 传动系统设计流程:
" y1 }  g5 X- P# V! J& K+ N                   ☆ 闭式箱的设计是以齿面损坏为基础的,而齿面的损坏与循环次数有关联,当循环次数非常少的时候,就谈不上损坏。(开式齿轮不必计算接触强度,直接计算弯曲就可以)! v+ e% ~1 q* P' p4 M7 B
                   ☆ 电机的选择是以力矩为基础的,力矩够了,就能转,烧不烧是以发热为依据的,而不是理论计算,7 g$ a2 m% A4 W: F2 G
                   ☆ 我们的体系是在原苏联的体系上‘升一级,靠一级’过来的,而苏联的体系是在原德国与阿根廷的基础上演变过来的。而米、英是另外一个体系,是讲究人的设计基本功与设备的实际功效为基础的上面玩设计,6 s6 [1 h- g* G. \$ O
                   ☆ 米国怎么玩一个机械传动设计,因为基本功好,一切是从基础开始的,做一个传动链,把尺寸都摆出来,哪里是哪个设备,电机一小时启动多少次?运 转力矩是多大?这些都是精确数字,再电话给电机厂,要这么个电机,电机厂的数据是实验出来的,给你用,保证不烧,这样就比你蒙头选的要小几分之一。电机小 了,减速机也小了,而当运转次数少时候,按弯曲计算齿轮,齿轮箱也相应小了,当箱体强度不够的时候,只加强箱体,而齿轮箱整体小了,其传动系统就是比你小 不少,也一样用多年。鬼子有时的东西又做的比我们大而且结实,为什么,就是考虑极端工况,比如化工,比如石油,比如工程机械,而鬼子设计桥梁这些东西比我们结实几十倍。( F8 Q2 f/ g! Y1 L. t0 C* {  o
                   ☆ 我们差在哪里了? 国人的教育一直比鬼子差,基本功也比鬼子差的多,对机械理解深度也比较浅,以前是因为闭关锁国没有办法,我许多前辈基础都非常好,但都是学的苏联的理论,这个没有办法了,而新一代主要是不念书,没有基础概念,% ?6 g! e3 @1 P6 h1 G2 M1 U/ E: Z0 B$ g
                   ☆ 现在的产品问题在哪里?  本该做的轻巧的东西,因为基础理论的薄弱,不会,而做的很笨重,而那些投机取巧的家伙,把山寨的东西做的很轻,但没有使用 价值,而本该做的非常结实的东西,比如破冰船,受设计水平与材料的限制,也不会做结实了,这样,我国的产品处于两头不靠的境地,
2 N) R. _7 j3 ~6 {$ s                   ☆ 怎么玩好了?不是看哪本手册的问题,是对于机械有深刻的理解,理解其实质东西,对设计,材料的实质非常了解,阿拉设计冷床,20年前出口的东西,可以做的 非常轻,也一样在东南亚用20年,而国内要求高产量、高节奏的大型东西也可以做的很结实,也用多年,实质,就是你懂了机械,懂了那个东西到底哪里弱?哪里 是要减轻重量的,哪里要加强,这些也基本是经验,手册是不会有的, . w3 j8 P) C0 V
                   ☆ 你怎么玩好了?还是阿拉说的,基础,无论对什么,懂其基础,就全懂,阿拉发现,玩齿轮的,没有几个懂渐开线方程,阿拉特奇怪,
8 |% ~5 ^( P3 X9 j" r6 r# ]  j8 P* t( d3 H7 o
2.3 如何做齿轮或减速箱设计的?5 c8 k3 `. {7 s3 Z
                   ☆ 90年代之前,都是手工计算,计算机计算是近15年之内的事情了,不仅计算齿轮,还计算箱体,计算书写一大本,比如大型飞剪那个齿轮箱,齿轮箱计算有差不 多100页,那时米国公司也是手工计算,全套设计好了,给有限元室去分析,, S1 C3 F" p5 }: T
                   ☆ 计算机发展以后,有几年还不错,现在是有计算机对许多人也没有啥价值,因为如何输入数据,就是一个大问题,许多家伙的电脑里面各种软件是齐全的,但对齿轮箱设计也一样一无所知,不知道如何下手
* I9 @/ w: ?  b# ?2 m                   ☆ 手算熟练的,根本就不必你自己操作计算机,我现在计算大机架的危险点,计算齿轮箱的变形,许多都不自己实际操作了,因为已经先知道哪里危险了,人家计算的结果正确与否是可以准确判断的,而计算操作者是不懂的
' i$ J& `( T5 H6 w  m. J. I          — 对与减速机,需要学会完全三维模拟,热变形计算分析,每个部位的变形量要能够计算出来,包括热状态 下的齿面啮合,热变形下啮合点的偏移,还要轴承压扁对于啮合的影响,所有这些,阿拉都可以计算出来,可以给大型的机构专门玩这个,并且说的明白。玩齿轮箱,一定要玩到最基础层面,否则,半吊子,什么都不是,既不能玩大的,也不能玩小的,因为不懂,! \( n  `  S$ v) ]6 c. h
2 ~. n$ p1 d. i( _
2.4 大齿轮流程:& c+ _7 d! ?3 C: ]; ?3 M, [" e
          — 设计要求:一种大型的回转支撑的圈体,滚动滑道用于安转滚动体,齿圈用于驱动,这个东西,要自己选择钢坯,多镦多拔,冲孔,扩孔,制造环件毛坯,退火,上大型滚环机
  |7 U0 J" Z- L! m          — 滚出符合要求的毛坯以后,初步热处理,没有这么大的炉子,还要自己砌筑炉子,加测量点,控制温度,基础热处理好了,就是加工,做内滑道,加工外齿,大齿圈你说用什么加工?许多家伙不懂这个,1 h, G0 g" d2 |4 s* j  V
          — 关于计算,因为这个东西总体循环次数少,计算两个东西,一个是强度,一个是早期疲劳,早期疲劳没问题,结构不会损坏,就可以了,不需要高次循环,因为整体寿命区间,总循环次数不多,
, |+ @3 G$ J$ k" A5 h          — 很大的这类东西,说不上有多高技术,就是环节控制完善,从钢坯开始,严格控制,流程熟悉,哪里都不忽视,比如齿圈部分,滑道部分的探伤,这些很重要,有人忽视这些,加工完了,发现缺陷,报废了。
8 P& N% @% B) k- b4 P1 {          — 热处理必须严格。材料成分,金相,探伤,热处理,一个都不能忽视,否则是找死。/ [0 p2 ~( O) k, x4 Q
          — 国人特别爱忽视热处理,这是致命的事情,洋人对热处理非常严格,温度差一点都不运行,我就是坚持这些,一个是材料必须合格,严格热处理,严格探伤,准确计算使用寿命,有这些,谁都不是你对手,因为他们瞎凑合/ _0 g* ~3 z8 {3 h- W2 f; X
          — Zerowing:/ t1 J2 x8 n! V9 e, h
                   ☆ 从使用齿圈判断,有两种可能性,一种是直径过大,通过分体以方便加工。第二种就是材料不同,用这种办法降低生产成本。* z; B: g% x" [4 ]5 b' M
                   ☆ 从外齿内滑道结构分析,这个齿圈应该是属于飞轮性质。
1 C& \( M! T- K2 D3 {# J  I4 l6 C                   ☆ 确认基本信息。承载条件(扭矩、转速、是否存在冲击等)、配合齿类型及齿形参数、减速比、润滑条件。
. W7 O1 Y& p" i3 p# Y5 P                   ☆ 基本齿轮计算和变位计算(包括选材)% a/ o) ?( ~0 c* f  m  H
                   ☆ 根据具体齿圈尺寸,计算在工作转速下的抗扭强度问题,确定内圈尺寸。
: s- d5 f- R  y! c6 \                   ☆ 内滑道设计(这个真心没玩过,推推看)。根据承载计算平均接触力,根据平均接触力计算滚珠的挤压强度,选择适当的材料计算需求直径下限。根据转速和螺 旋传动规律,计算滑道螺距。螺旋方向应根据斜齿受力方向和转动方向确定,尽量减少滑道部分在轴向上的承载。根据螺距确认滚珠直径上限。确定需求硬度。设计 滑道供油回路。& |0 j( C: a8 O  ^4 ^
                   ☆ 确定配合公差,计算静平衡、动平衡,通过配重,调节平衡。2 y* D. a+ f4 U' `
                   ☆ 寿命计算。寿命=设计循环/循环速度。这个跟轴承计算类似。+ ~: \* {* k. ?& M* g3 y
                             □ 计算轮齿疲劳,确定轮齿寿命。
  T4 m; A' d7 r3 w  x! g0 m, E% ^. k5 I                             □ 计算滑道在存在滚珠滑动条件下的接触疲劳,确定滑道寿命。+ N5 }3 h$ f& r6 a* f
                             □ 取二者小值,并适当降低大值,以期待同等寿命。) @3 K' s+ Z% K- w9 n5 ?

) Q; {; {* `. r' U' d三、设计细节:
! G  B" V# d( |8 _( `* j7 M2 T3.1 齿根强度分析( X3 f8 O$ h# J2 |6 V1 h
          — 花键与齿轮的这个问题都存在,母槽根部的倒圆角和端面连接的部分应力集中很高。齿轮可以通过强化齿根来解决,米国有设计是在齿轮根部作一个大的内角,切掉一些捏合,损失重合度来解决的,这个就是看你怎么取舍?计算寿命够了,基本没有问题,! K' i  u  f6 O$ ]
          — 有些齿轮在加工的时候,不会把齿形做成标准的渐开线,而是经过计算,使得齿轮在啮合的过程中,齿形成为渐开线。2 p/ N- Q3 b& d$ ^! d" u( y
          — 在齿轮装配的时候,会将中心距做的稍微小一点,让两个齿轮在运转初期,就将各自表面磨去一部分,然后再进入工况。9 y) Z. t, ^  a7 @8 x" x  |$ D- O0 T
          — 高速齿轮,高精度齿轮,都是经过‘齿形修正’的,而这些修正,有各自的目的,有些是为了提高承载力,有些是为了降低噪音,主要看干吗用?再针对其目的,进行修正,修正有一部分是理论计算,有一部分是经验系数3 m  b; [2 @  B) C) C+ n

# m# _& ?% H1 D2 v9 q; K& s. [3.2 齿面强度分析* T1 t& y! k3 O9 ]' f  @7 {
          — 齿面超宽以后,对于箱体形位公差,轴承精度,齿轮自身精度都提出了更高的要求,假如精度不够的话,齿面的不均衡载荷就比较严重了,特别是某一侧的受力会变得非常恶劣,甚至破坏,而破坏是延展性的,这就是根本,* Q4 U6 V: w  m" q- X

% l, @" U" }1 E6 ]. r' s3 f- Y3.3 GE修形 - 微根切技术
, l  n' [. X$ w+ o/ F$ F7 j6 l          — What? 基本情况) w) T6 W* e3 [3 E! q3 A2 @' R
                   ☆ GE 的齿轮系统,起码俺觉得是举世无双,把齿轮玩透了,所谓‘玩弄于股掌之间’,可以比西门子组织研制的齿轮寿命强几倍,无论是数学修正,还是材料运用,炉火纯青,普拉特也很类似,也很牛,彼此彼此吧,
/ }- T* C' {& K                   ☆ 玩各种齿轮,对GE佩服的不行,GE的某些齿轮连西门子都无法攻关,寿命有很大的差距,这就是所谓的底蕴,也正是因为有这些底蕴,它才存在了100年。Ge的齿轮系统非常难玩,是一套独立发展起来的设计与修正系统,要深刻理解,另外,其材料系统也不同,必须非常熟悉,有强人才能玩,但利润非常大,GE的齿轮系统,国内用,例如大,寿命可以到国内7-8倍,
% E- F5 v% c2 G7 a) J" q                   ☆ 大型矿车,行星轮系是浮动传动的,就是太阳轮是不定轴的,传动的时候,靠齿面自导卫,所谓的‘GE修正’,他不告诉你关键的修正数据,你拆开了仿制,寿命就几个小时,而他可以用三年,最终,你的命脉被捏住了,
$ n' W: M# a! O- w9 m                   ☆ GE设计齿轮,齿根部分,就是设计成‘微根切’,采用变位控制,就是怕磨齿面的时候把齿根给磨了
7 B' V5 v, j, i$ J          — Why? 设计目的1 T7 n7 z! ~6 X8 r
                   ☆ 齿轮磨削能降低表面粗糙度,对齿面的接触疲劳有好处。, r8 e$ C2 f" Z! z1 s8 @) p5 H
                   ☆ 但由于齿轮根部受弯曲、剪切载荷,磨削可能成为表面裂纹来源,残余应力分布也不利于提高齿根寿命。% I* I8 a- F) w$ U9 H. Y6 ~, k
                   ☆ 因此,采用了齿轮‘微根切’避免根部磨削。
" Z: \; ^7 @1 |1 G* E5 e8 ~          — How? 工艺手段
4 x7 N% {6 |( v- {- l/ n5 d                   ☆ 重载荷,高循环次数,高寿命的齿轮,必须是合金钢材料,齿面硬化,6级并且磨齿,磨齿过程中,会形成‘台阶’,这个台阶对弯曲疲劳寿命影响非常大,GE公司设计齿面修型时,特意设计一个‘根切’是砂轮磨齿面无台阶。业内称‘GE修正’,所谓说微根切是一个简单说法,其保护微根切,跟切以后再修正齿底圆弧曲线,是综合考虑啮合线,寿命的一个妥协结果,- Z4 G( w; N3 d! q; ]' C
          — 如何学习?' j: V! f3 K( {/ h: e( [" e
                   ☆ 齿形修正,要学习理论基础,靠摸索是不行的,建议你先学习齿轮的理论部分,学好了,就知道噪音产生在哪里了,再学修正,就有的放矢了,噪音很复杂,有齿坯带来的,有齿形问题,有轴承问题,这些都必须学习,
0 N  P( r1 S0 ?4 T                   ☆ 轮边减速机齿轮修正,没有书专门介绍,没见到过,轮边修正有好几种,GE与西门子的计算方式完全不同,材料也不同,
( t. \, {0 p! p8 T
+ ]3 m: r& b% U# z9 h7 ]" {3.4 螺旋伞齿轮的设计:
( T1 Q; q5 i4 j5 b; D          — 螺旋伞齿轮,支撑应该是靠齿轮方向是为滚柱轴承,内圈无挡边,外圈为卡簧定位,因为没有轴向力。而远齿轮端,也就是轴端,为八字对顶布置的圆锥辊子轴承,外圈定位为肩与压盖,这样才可以确保定位可靠。内圈为距离套与螺母,螺母还要加可靠的锁紧。压盖上有密封槽,应该是外硬内软的两个密封,
0 V' I# g0 y& g6 v; J          — 为什么应该是这个样子?首先,螺伞传动精度比较高,定位距离必须非常准确,其次,还要考虑热涨,与联轴器的连接,假如你轴向窜动过大,会把液力耦合器的动轮打坏的,他这个结构是没法解决热涨的,冷机与热机本身的间隙就不同,没法处理,需要同时考虑受力和热涨。& w  @3 z8 o1 w+ a# a" }
          — 象设计这个减速机,要考虑的问题非常多,有时有故障都不知道哪里的故障,我设计过高速的,大型的,实话说,玩减速机,阿拉都不敢说全懂,说拿来就会玩,都且捉摸呢,有时方案就搞好多天,一个大减速机,阿拉都是安排先做方案,再讨论,设计院都不可能玩的过阿拉,
$ e' P% q1 P) g; j& F/ w) {          — 螺旋伞齿轮,要非常准确控制径向啮合。布置问题是这样的,轴涨的同时,箱体也涨,综合考虑,首先要准确控制径向尺寸,而圆柱辊子轴承的这个性能好,布置在这里可以减小圆锥辊子轴承的载荷,提高轴系整体寿命,
- t! n6 }4 j% A8 v. _- \          — 设计这个典型东西,应该是把齿轮先玩出来,头脑里有齿轮的,相当于摆在桌子上了,根据齿轮的受力来布置支撑,布置好了进行计算,这样就不会有问题,现在都是蒙着脑袋胡乱抄一个东西,自己都不理解为什么。! V6 V" m: g: d" e
          — 轴承的布置有不同的类型,这个说法非常多,各公司有不同的依据,比如弗兰德与诺德可能不同,但都是可以说通的,现在有限元发达,可以做充分的模拟,一切都可以说明,& D! L3 D+ ~" i
          — 先把计算与齿形修正部分玩一下吧,玩到可以设计5级螺伞,前途就大大的了。以前有正常齿轮基础,起码要玩一个月,才可以熟练,没有齿轮基础的,先学齿轮,上来就玩螺伞,玩不了,会死人的,哈哈+ R& p% I/ E, ~, b- S

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52#
发表于 2024-7-26 10:52:56 | 只看该作者
好东西,谢谢分享
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51#
发表于 2024-6-15 11:08:15 | 只看该作者
GE是啥公司呀,我寻思总不会是通用电气吧
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50#
发表于 2022-12-11 00:42:49 | 只看该作者
shaokuang 发表于 2015-12-27 12:04
& U* W! Z4 S, c! h% A/ m# Z0 w"计算模数,一定要有合理性,
# N2 ]& I# p: j7 | □ 首先强度要够,但模数大了以后,重合度就下来了,寿命就不好了          ...
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49#
发表于 2022-11-23 16:42:26 | 只看该作者
经验大多比书本有用。
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48#
发表于 2022-2-9 10:31:49 | 只看该作者
整理得不错!1 P! l8 i, v$ m
以前做齿轮的时候,遇到一位大神,多年的加工经验的大神,问他这个齿轮的模数是多少?怎么搭配挂轮?怎么校对工装?人家直接告诉你三字:不知道
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47#
发表于 2018-6-1 22:36:24 | 只看该作者
谢谢 收藏了
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46#
发表于 2018-5-30 21:36:46 | 只看该作者
樓主是個有心人,學習了
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45#
发表于 2017-12-9 15:22:44 | 只看该作者
学习学习
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44#
发表于 2017-11-29 14:32:14 | 只看该作者
好东西 收藏
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43#
发表于 2017-9-30 13:26:08 | 只看该作者
谢谢 收藏了
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