模腔直齒輪的非標(biāo)齒根優(yōu)化(插齒刀單橢圓齒頂形成的齒根過(guò)渡曲線)

目成

大家都清楚，模腔齒根形狀,，只要不干涉,，盡可自由選取，以達(dá)到更好的齒體強(qiáng)度,。
現(xiàn)實(shí)當(dāng)中,，各設(shè)計(jì)和加工者水準(zhǔn)不同，齒根形狀五花八門,，尤以簡(jiǎn)單倒R為多,。
比較專業(yè)的設(shè)計(jì)和加工廠家，已經(jīng)采取單圓滾刀的齒根過(guò)渡線了,。

但實(shí)際上,，ISO6336及KS軟件早就有了基于圖解法的齒根優(yōu)化設(shè)計(jì)。

國(guó)內(nèi)的此類研究也很久了,，在1996年,，洛陽(yáng)工學(xué)院就發(fā)表了《橢圓形刀頂曲線的形狀對(duì)齒根彎曲應(yīng)力的影響》論文。

以上都是建立在齒條刀具基礎(chǔ)上（簡(jiǎn)單倒R除外）,。
插齒刀齒頂形狀對(duì)齒根的影響,，看到過(guò)定性描述,，沒(méi)查到此類論文。
定性分析,，插齒刀加工的齒根強(qiáng)度,，要高于齒條刀具的。

于是一段時(shí)間以來(lái),，俺逐步建立了插齒刀單橢圓齒頂形成的齒根過(guò)渡曲線直齒輪3D模型,。
雖沒(méi)有時(shí)間理論驗(yàn)證，但從形狀上定性分析,，這種齒根形狀應(yīng)該是已知的最佳強(qiáng)度齒形,。
下面3副圖，供讀者驗(yàn)證：

1. 齒條刀頂雙圓弧形成的齒輪副：
   

2. 齒條刀頂單圓弧形成的齒輪副：
   

3. 插齒刀頂單橢圓弧形成的齒輪副：
   

齒條刀頂單橢圓弧形成的齒輪模型俺沒(méi)做,，有做的朋友請(qǐng)?zhí)峁﹫D來(lái)對(duì)比,。

mingluo86

圍觀現(xiàn)場(chǎng),。學(xué)習(xí),！

成形極限

齒輪專家來(lái)講課了。應(yīng)該有更詳細(xì)的吧,？

qdtruck

塑料齒輪粉末冶金好用,！

志文168

謝謝老師在這里講解，，有一個(gè)問(wèn)題,，是不是在不產(chǎn)生跟切和嚙干涉的情況下,，齒根圓角半徑越大則齒跟的抗疲勞強(qiáng)度越好？,，,，，剛開(kāi)始研究KS覺(jué)得這個(gè)還不錯(cuò),，,，，我是搞全自動(dòng)焊接機(jī)械手研發(fā)的,，，目前想自己設(shè)計(jì)專用的行星減速器,，,，老師有好的加工單位介紹的話請(qǐng)指點(diǎn)。

志文168

根據(jù)KS的解法,，,，好像使用圖形求解出來(lái)的齒廓無(wú)論是點(diǎn)接觸還是齒跟的疲勞安全系數(shù)或多或少總會(huì)有點(diǎn)提高，,，可不可以這樣理解,，，所謂的齒輪優(yōu)化就是用圖形求解呢,？

我是壞蛋我怕誰(shuí)

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目成

對(duì)彎曲疲勞強(qiáng)度的影響,，一是多國(guó)都在采用的30°定出危險(xiǎn)界面計(jì)算法，二是有限元分析,。
對(duì)于前者,，優(yōu)化后危險(xiǎn)界面寬度明顯增大。
對(duì)于后者，危險(xiǎn)界面點(diǎn)的曲率半徑有所增大,。
Mn=1,、Z=25、An=20°,、c*=0.35,、X=0.3376的直齒輪，齒條刀頂單圓弧與插齒刀頂單橢圓所形成的齒根如下圖示（紅色為齒條刀形成,，青色為插齒刀形成）：

兩者的危險(xiǎn)界面點(diǎn)的確僅相差0.03左右


但危險(xiǎn)界面點(diǎn)處的曲率半徑,，相差0.2左右（40%），這對(duì)彎曲應(yīng)力的影響可不能小覷,。
下圖是曲率梳分析：


我所看到的KS齒根修形文章結(jié)論如下表：

	SF 用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO6336精選型	SF 結(jié)合國(guó)際ISO 6336和圖解法精選型
齒形 1 (fP=0.38)	2.5940	2.4966
齒形 2 (fP=0.45)	2.7584	2.6756
齒形 3 (橢圓)	2.7584	2.8868
從齒形1到齒形3的改進(jìn)	6%*	16%

而插齒刀頂橢圓,，比上表中的齒形3還有進(jìn)一步改進(jìn)。
對(duì)塑膠齒輪而言,，10%的彎曲疲勞強(qiáng)度增加,，在那些既要追求小型化、又要保證強(qiáng)度的場(chǎng)合,，應(yīng)該不是可有可無(wú)的選項(xiàng),。

目成

志文168 發(fā)表于 2013-12-28 14:17
根據(jù)KS的解法，,，好像使用圖形求解出來(lái)的齒廓無(wú)論是點(diǎn)接觸還是齒跟的疲勞安全系數(shù)或多或少總會(huì)有點(diǎn)提高,，， ...

內(nèi)部計(jì)算結(jié)構(gòu)不知道,，但曲線變化會(huì)對(duì)齒根疲勞強(qiáng)度有影響,，這點(diǎn)是肯定的。

decipher001

學(xué)習(xí)了