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[齿轮理论/程序或其它] 关于塑料齿轮设计制造方法的讨论

本主题由 hataili 于 2008-5-2 19:28 置顶
塑料齿轮常用材料
塑齿材料既可采用通用工程塑料中的POM、PA、PC、ABS等,还可以采用特种工程塑料中的LCP、PPS、PEEK等。不同材料制作的塑齿的性能如表 2 2所示。
塑齿材料  性能表现
1)POM:塑齿模塑性能优良,尺寸稳定性好,可实现自润滑,轮齿强度高,摩擦小、噪音低,抗疲劳、耐腐蚀性能强,是塑齿材料的首选。
2)PA6/PA66/PA46:塑齿吸湿性强,不利于尺寸的稳定,不适于精密传动系统中。但塑齿强度高,还可以通过添加玻璃纤维(GF)实现材料改性,大幅度提高轮齿强度,可用于动力传动型传动系统中。
3)PPA:塑齿在高温高湿环境中可保持优越的机械强度、耐疲劳及抗蠕变性能。在PA6/PA66/PA46材料塑齿不能工作的高温高湿环境下仍能正常工作,是恶劣工况下的优选塑齿材料。
4)PC:材料收缩率小,故塑齿模塑尺寸变化小,易于尺寸控制。但材料的自润滑性能、耐疲劳及化学性能较差。该材料着色容易,在精密仪表齿轮传动中多有应用。
5)ABS:不适于制作精密塑齿,塑齿的尺寸稳定性差,耐热、抗疲劳及化学性能差。但原料成本低,多应用于玩具塑齿传动系统中。
6)LCP塑齿模塑收缩率小,尺寸稳定、抗化学性能优良,适于精密塑齿传动,多用于手表等计时传动系统中。
7)PPS:塑齿硬度高、尺寸稳定、耐疲劳及化学性能优良,工作温度可达200 ,其应用正扩展至汽车等工况要求苛刻的传动系统中。
8)PEEK:大负载动力传动型塑齿优选之高性能特种工程塑料材料。该材料具有耐高温、高综合机械性能、耐磨损和耐化学腐蚀等特性。
塑料齿轮传动系统研发工程师

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在一个网页上看到的,转帖一下:
齿轮系统噪声发生的原因主要有以下几个方面: (1)齿轮设计方面 参数选择不当,重合度过小,齿廓修形不当或没有修形,齿轮箱结构不合理等。 (2)齿轮加工方面 基节误差和齿形误差过大,齿侧间隙过大,表面粗糙度过大等。 (3)轮系及齿轮箱方面 装配偏心,接触精度低,轴的平行度差,轴,轴承、支承的刚度不足,轴承的回转精度不高及间隙不当等。 (4)其他方面输入扭矩。负载扭矩的波动,轴系的扭振,电动机及其它传动副的平衡情况等。
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在尼曼-温特尔的《机械零件》第二卷中P8有一段话:
所有的齿轮副都能从双曲面齿轮演变而得。这时可将母体和啮合方式用一种较简单的形式来替换。
(1)用圆柱螺旋齿轮代替环面喉轮1及2;
(2)用圆柱蜗杆代替环面喉轮1,而环面喉轮2保持不变;【圆柱蜗杆传动】
(3)用准双曲面齿轮(交错轴螺旋锥齿轮)代替双曲面齿轮;
(4)极限情况a=0时,双曲面齿轮变位圆锥齿轮——这时沿瞬间螺旋运动轴方向没有滑动;
(5)极限情况E=0°时,即为平行轴:环面喉轮及双曲面齿轮变为圆柱齿轮,这时瞬时螺旋运动轴方向没有滑动。
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按照这种说法,蜗杆+斜齿轮的啮合形式应该也可以按照这种理论基础变换而得到。在前帖子中提高关于用交错轴斜齿轮推导蜗杆+斜齿啮合形式,但是由于计算公式有点不一致,所以我想知道是不是按照这一新理论可以推导出来那???
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关于上贴194中的说法的一些疑问,我将再贴出来,希望高手们指点一下!
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经常使用渐开线函数,但是却很少看到这个曲线是什么样子的,所以绘制了一下这个函数的曲线图

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渐开线函数曲线图(0~90°的曲线图).JPG (29 KB)

2008-4-16 12:06

渐开线函数曲线图(0~90°的曲线图).JPG

渐开线函数曲线图(曲线族).JPG (32 KB)

2008-4-16 12:06

渐开线函数曲线图(曲线族).JPG

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学习了!谢谢楼主!

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直齿能与斜齿啮合吗??
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最近在看交错轴斜齿轮的设计资料,看到直齿能与斜齿实现正确啮合,只要轴交角Σ=β1就可以实现了正确啮合。
这一点在齿轮啮合仪的测量中就具有很现实的意义了:采用标准直齿与斜齿轮啮合是可以检测出齿轮的精度指标的。只不过两个相交一个角度就可以了。
××××××××××
请高手指点一下,这种说法是否正确那?
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关于齿形的绘制常用的就是齿条型刀具范成齿廓。对于范成,看到很多的高手通过编程实现,我考虑可以通过手工绘制,因此用Autodesk自定义齿条型刀具,然后按照范成原理手工绘制了一个6个齿,模数m=1的齿形包络线图。希望高手们指点一下。如果有高手能提供编程代码就更好了!

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2008-4-29 13:21

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新绘制了一个变位的齿轮,x=0.3,主要是看看范成原理在变位齿轮的齿形绘制的应用。
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2008-4-30 13:31

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做一个真正的齿轮设计师真的很难

上文作者有一个不完全正确的结论:“根据齿轮啮合的要求,只要m1*cosa1=m2*cosa2就可以的,所以两个模数不相等不一定不能正确的啮合,还有一个压力角是可以调整的。所以模数和压力角不相等的两个齿轮不一定就不能正确啮合的!”具体原因可以参看微分几何曲面论中关于共扼曲面论的相关知识(共扼曲面的充要条件).总的来讲,不论是金属还是塑胶齿轮,实际加工出来的齿轮产品无法符合理论的数学模型,关键是尽量消除齿轮副的齿廓接触误差,;并根据载荷形变及工况做针对性修形.这些是需要设计时充分的考虑与大量的实验论证。中国企业缺泛就是这种真正的研究设计,我想告诉大家,在齿轮设计中没有一成不变万用定律,需要的是真正的、深入实际的探索。所以那些所谓的软件不能解决实际问题,因为那些东西是依葫芦画瓢将前人的学术成果编程而已,没有什么技术含量。要想作为一个好的齿轮设计师,需要扎实的实践经验和深厚的数学功底,希望大家要承受住各方面的诱惑,静心学习,厚积薄发。

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蜗杆蜗轮啮合传动才是真正的课题。同心度大于0.02,间隙少于0.15,其噪音都无法接受;精密传动中更是如此,电压按0.5V变动的话,同样距离辩出的噪音是一个天,一个地啊。

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