斜齿轮有对轴上的横向力,为消除这种力,把一个齿轮作成对称方向相反的斜齿轮,来消除这种力,看上去像个人字,简称为人字形齿轮。人字齿轮具有重合度高,轴向载荷小,承载能力高,工作平稳的优点。
采用人字齿轮机座将主电机或电机组的转矩传递给轧辊的传动方式。
人字齿轮不能通过插齿,滚齿方法进行加工。
优点:没有轴向力。适用于不能有轴向力的场合,如轴两端的支撑均为径向滑动轴承这种情况。
1、《海军工程大学学报》
人字齿轮传动的振动理论分析模型 作者:吴新跃;朱石坚 简介:通过研究分析直齿轮和斜齿轮等的扭转振动分析模型、啮合耦合型振动分析模型,结合人字齿轮传动的特点,建立了人字齿轮传动的振动理论分析模型.。
《轧钢机传动斜齿轮和人字齿轮弯曲强度与表面耐久(点蚀)额定功率》
简介:轧钢机传动斜齿轮和人字齿轮弯曲强度与表面耐久(点蚀)额定功率的简化计算
人字齿轮传动
人字齿轮传动
采用人字齿轮机座将主电机或电机组的转矩传递给轧辊的传动方式。
非圆齿轮
非圆齿轮也叫异形齿轮,是分度曲面不是旋转曲面的齿轮,它和另一个齿轮组成齿轮副以后,在啮合过程中,其瞬时角速度比按某种既定的运动规律而变化。
非圆齿轮可以实现特殊的运动和函数运算,对机构的运动特性很有利,可以提高机构的性能,改善机构的运动条件。
如右图所示的一对非圆齿轮,它们的节曲线是
和
,瞬时的节点是P。
非圆齿轮齿廓形成原理
非圆齿轮的齿廓可以这样形成:在两节曲线间插入一假想的工具齿条,其节圆是直线,并且和节曲线
、
有相同的节点P。当
、
作纯滚动(此时齿条节线既作平移,还有转动)。工具齿条的齿廓可以分别包络出非圆齿轮的齿廓1和2.根据齿廓啮合基本定理,在任一瞬时,齿条齿廓与齿廓1和2的切点是同一切点P,所以齿廓1、2也在该点相切。因此,若抽掉齿条,而让齿廓1直接和齿廓2运动,是能保证节曲线
、
作纯滚动的
从上面的原理可以看出,非圆齿轮的齿廓并不像圆齿轮那样是圆的渐开线,各个轮齿的齿廓也不相同。
由于非圆齿轮种类较多,形状复杂,所以给制造带来了一定的难度。加工非圆齿轮的方法较多。从形成齿廓的原理分,有成形法与展成法;从加工的方式分有铣齿、插齿、滚齿及线切割等。当前应用最广的是在数控插齿机上,用标准的齿轮插刀加工,或在数控滚齿机上,用齿条形刀具或标准的齿轮滚刀加工。
(1)线切割加工
用计算机计算出各个轮齿的齿廓,并对其进行数控编程,在线切割机床上加工出非圆齿轮。这种方法的优点是,不需要专门的切齿机床和刀具,容易实现。缺点是要逐齿进行计算和编程,费时。这种方法的加工精度,取决于线切割机床和编程工艺的精度。
(2)在铣床上成形铣削
这种方法是在普通的卧式铣床上,用单齿分度法进行成形铣削。所用的刀具就是加工圆齿轮的模数铣刀。它不需要专门的切齿机床及刀具,加工调整也比较容易,所以在单件少量制造非圆齿轮时还有应用。成形铣削的缺点,首先是生产率低,其次是由于只用一把或少数几把模数铣刀加工整个非圆齿轮,不符合非圆齿轮各个轮齿廓形不同的要求,所以齿廓精度低。
(3)用经机械改装的机床加工非圆齿轮
对加工圆齿轮的插齿机、滚齿机进行各种机械式的改装,使工件得到不等速的回转,并改变刀具与工件之间的中心距,以切出要求的非圆齿轮。具体的做法是:先加工一个与被加工齿轮形状完全相同的靠模齿轮或靠模凸轮(凸轮的轮廓曲线与加工的非圆齿轮节曲线相同)。加工时的刀具可以是圆盘形插齿刀。插齿刀的节圆直径应与靠模齿轮相滚动的圆齿轮的节圆相同(或与靠模凸轮相滚动的圆滚轮的轮廓相同)。这样,插齿刀相对于被切齿轮的啮合滚动,决定于圆齿轮与靠模齿轮的啮合滚动,因此就可以切出与靠模齿轮相同的非圆齿轮。这种方法的优点是可以不用特殊的切非圆齿轮的机床,缺点是需要改装机床,很费事,而且加工一种齿轮,就需要一种靠模或凸轮,更换产品很不方便,通用性差,成本高。
(4)数控加工
利用数控齿轮加工机床的柔性,来加工非圆齿轮。合肥工业大学CIMS所在非圆齿轮数控技术的研究与开发上已经积累了较丰富的资料和经验,先后开发了YK53、YK58CNC非圆插齿机、YK3480CNC滚齿机、YK8320CNC铣齿机等各种机床的数控系统
非圆齿轮广泛运用于自动化仪表、解算装置、印刷机械、纺织机械等各种专用机械中,用以实现某种特定的运动要求,或改善运动性能和动力特性。
右图所示为一卧式压力机的主机构示意图,它是在对心曲柄滑块机
卧式压力机主机构
构前串联了一对椭圆齿轮机构组成的。椭圆齿轮机构的引入使机构具有急回特性,节省了空回行程的时间,而且使工作行程的速度比较均匀,改善了机构的受力状况。
右图所示为毛纺混条机中导条机构的运动简图。辊子7一方面作回转运
毛纺混条机导条机构
动,同时又可在导条架6的拨动下沿花键轴线OO作往复直线运动。为了使毛条在辊子7上沿轴线OO均匀分布,以获得良好的卷绕成形,要求导条架6的横向往复移动为近似等速运动。由右图(b)可知,导条架6的移动速度为
由上式可以看出,要使导条架的移动速度近似等速,必须调整
,使其随
角的变化而变化,从而保证
为近似常量。为此,在曲柄前设置了一对椭圆齿轮机构(如图中
所示),通过直齿圆柱齿轮
,将运动传给曲柄。只要正确地选择椭圆齿轮的偏心率e,就能使导条架6的横向移动速度v近似等速,从而使毛条获得良好的卷绕成形
solidworks如何画45度斜圆柱?还有一个就是如何把两个前视基准面上的草图通过拉升链接呢?
拉伸不出来,必须放样
SolidWorks渐开线斜齿圆柱齿轮画法
斜齿圆柱齿轮是现代机械传动机构上一种常见的零件。与直齿圆柱齿轮相比,普通的直齿轮沿齿宽同时进入啮合,因而产生冲击振动噪音,传动不平稳。 斜齿圆柱齿轮传动则优于直齿,且可凑紧中心距用于高速重载。
在SolidWorks的三维建模中,斜齿轮较之直齿齿轮更为复杂。操作上的重点在于齿轮另一端面基准面上复制齿形轮廓,并旋转给定角度,然后两错开给定角度的齿廓放样成形。下面以一实例来介绍SolidWorks渐开线斜齿圆柱齿轮的画法。
斜齿圆柱齿轮有关参数:(本文长度单位:mm)
法向模数m=6,齿数z=20,压力角α=20°,螺旋角γ=22°,节圆d'=129.56,齿顶圆d=141.56,齿根圆d''=114.56,齿厚p=8.323。
建模步骤:
1、画出渐开线齿形轮廓
本例采用渐开线齿形的近似画法。将齿根圆、节圆和齿顶圆画出后。基于渐开线齿形的成形原理,先用等距功能画出二分之一齿厚的辅助线B,作圆心O至C点的辅助线OC,作与直线OC成直角的辅助线CD,作与直线CD成压力角20的辅助线CE,作与直线CE垂直且与圆心O连接的辅助线OF,直线OF即为形成渐开线的基圆的半径。以CF距离为半径作一圆,如图1所示。
图1
将在F为圆心的圆进行裁剪,保留齿顶圆与齿根圆之间的圆弧线段MN,MN即为近似的渐开线齿形,如图2所示。
图2
沿圆中心垂直线镜像弧线MN,生成与之反向的弧线M‘N’,如图3所示。
图3
用“绘制圆角”倒俩齿根圆角R1,裁剪去掉多余线段,生成近似渐开线齿形,如图4所示。
图4
2、复制齿形轮廓到斜齿轮的另一端面
通过重新绘制齿根圆,裁剪多余线段,生成渐开线齿形一个轮廓封闭区域,如图5所示。
图5
退出草图,在工具栏上点击“参考几何体”在下拉菜单中选择“基准面”,或点击菜单“插入---参与几何体---基准面”,弹出基准面属性管理器,再点击绘图区左上角的设计树,将设计树打开。在属性管理器的“第一参考”中,选择“前视基准面”,修改“偏移距离”项的数据为90,然后回车或者点击属性管理器上的“勾”进行确定,生成斜齿轮的另一个端面,即基准面1。如图6所示。
图6
在基准面1中,点击“草图绘制”按钮,进入草图绘制状态。再点击“转换实体引用”按钮,弹出其属性管理器。点击已经绘制完成的齿形轮廓封闭区域线,然后点击属性管理器上的“勾”确定,齿形轮廓就复制到了基准面1上。如图7所示。
图7
3、将复制的齿廓旋转至给定的角度22°
在草图绘制状态下,点击“工具---草图工具---旋转”,在弹出的属性管理器中, 选择斜齿轮齿廓各线段,即要旋转的实体,默认状态下是保留几何关系的,此时要修改成不保留。选择圆心作为 旋转中心,输入要旋转的角度,然后确定即可,如图8所示。
图8
4、建立渐开线齿形的三维模型
退出草图状态,将斜齿轮实体置于等测轴状态下,以便于观察。打开工具栏上的“放样”按钮,或者点击菜单“插入---凸台/基体---放样”,弹出其属性管理器。选择并点击两齿廓同侧相对顶点,生成齿形的三维模型,如图9和图10所示。
图9
图10
5、建立斜齿轮三维模型
点击齿轮端面进入草图绘制状态,绘制齿根圆。点击工具栏上的“拉伸凸台/基体”按钮,弹出其属性管理器,如图11所示,给定深度90并确定,生成如图12所示的实体。
图11
图12
退出草图绘制状态,单击“参考几何体”,在弹出的下拉菜单中选择“基准轴”,弹出如图13所示属性管理器。打开设计树,分别选择“上视基准面”和“右视基准面” ,生成基准轴。
图13
点击工具栏上的“圆周列阵”按钮,选择基准轴为列阵轴,列阵一周,实例数(即齿数)为20,再选择刚才放样成型的齿形实体,然后确定,如图14所示。生成如图15所示的斜齿轮实体模型。
图14
图15
在设计树中单击“右视图”,进入蓝图绘制状态。单击工具栏上的“正视于”按钮,将视力置于正视状态。然后绘制一个2×2倒角的封闭区域,如图16所示。
图16
再点击工具栏上的“旋转切除”按钮,以基准轴为旋转轴旋转切除进行倒角,进行放置切除进行实体倒角,如图17所示。
图17
6、斜齿轮中心孔及其键槽的生成
选择斜齿轮一个端面,进行草图绘制状态,绘制出如图18所示的直径为Φ60的中心孔和宽度为18的键槽。
图18
将实体置于轴测图状态,以便于观察。点击工具栏上的“拉伸切除”按钮,在弹出的属性管理器上选择“完全贯穿”的切除方式,然后确定,如图19所示。
图19
完成对孔与键槽的拉伸切除后,再对孔的两端进行2×2倒角。至此,已经完成对渐开线斜齿圆柱齿轮的三维实体建模,如图20所示。
图20