[發明專利]一種蝸桿與斜齒輪傳動副的設計方法

有效

• 申請號: 202010330898.4
• 申請日: 2020-04-24
• 公開（公告）號: CN111396507B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 陸廣
• 申請（專利權）人: 蕪湖蓓慈電器有限公司
• 主分類號: F16H1/16
• 分類號: F16H1/16;F16H55/08;F16H55/06
• 代理公司: 合肥興東知識產權代理有限公司 34148
• 代理人: 王偉

本發明公開了一種蝸桿與斜齒輪傳動副的設計方法，其包括將蝸桿與斜齒輪在中間平面的嚙合等同于兩個圓柱直齒輪之間的嚙合，并根據嚙合原理確定圓柱直齒輪的模數和齒數，繪制出圓柱直齒輪的嚙合平面圖；根據蝸桿的導程角、軸向周節、蝸桿直徑繪制出蝸桿，通過斜齒輪的截面齒廓掃描后獲取所述斜齒輪的單個齒廓，再陣列得出斜齒輪。通過利用將蝸桿與斜齒輪在中間平面的嚙合等同于圓柱直齒輪與斜齒輪的嚙合來設計蝸桿與斜齒輪的傳動副，使得設計參數不再局限于標準參數，可以根據產品結構空間和傳動要求靈活地選取任意非標的模數和蝸桿特性系數設計不同的形狀、尺寸，自由度廣。用斜齒輪替代蝸輪，使制造更容易。

技術領域

本發明涉及齒輪設計技術領域，尤其涉及一種蝸桿與斜齒輪傳動副的設計方法。

背景技術

齒輪(普通齒輪、蝸輪、蝸桿等的統稱)的材質一般用金屬材料和非金屬材料，通常的設計是參照標準參數進行設計，設計限制多，在個人護理電器領域，由于產品內部空間有限，結構復雜，標準的齒輪傳動副零件難以滿足結構要求。

塑料材質的齒輪與金屬材質相比在成本、設計、加工和性能上具有很多優勢，塑料成型的固有的設計自由度保證了更高效的制造。塑料齒輪運行更安靜，做成的齒輪柔韌性更好，能夠很好的吸收沖擊負荷。滿足靜音運行要求。塑料制造的齒輪一般不需要二次加工，所以相對于壓鑄件和機加工金屬齒輪，在成本上保證了60％-100％水平的降低。所以，在精度高、噪音低、更復雜的幾何形狀的個人護理電器領域塑料齒輪經常用來替代金屬齒輪，應用廣泛。但對于特殊結構形狀的齒輪，如蝸輪，制造蝸輪的模具機構復雜，成型后通過多個滑動機構移出，不僅對模具加工和注塑成型精度要求極高，而且由于模具機構的限制，輪齒部位不可避免存在夾模線，影響了精度，不能很好地實現平穩傳動和低噪音的要求。

發明內容

本發明提供了一種蝸桿與斜齒輪傳動副的設計方法，旨在以蝸桿與斜齒輪嚙合替代蝸輪與蝸桿嚙合，用斜齒輪替代蝸輪，使制造更容易，精度更高，成本更低，安裝更方便。

本發明提供了一種蝸桿與斜齒輪傳動副的設計方法，其包括:

將蝸桿與斜齒輪在中間平面的嚙合等同于兩個圓柱直齒輪之間的嚙合，并根據嚙合原理確定所述圓柱直齒輪的模數和齒數；

根據漸開線方程繪制出所述圓柱直齒輪的基圓的漸開線，繪制出所述圓柱直齒輪的嚙合平面圖，以繪制出蝸桿及斜齒輪的截面齒廓；

通過兩個所述圓柱直齒輪的正負變位調整以滿足中心距的要求；

通過預設導程角的計算公式以及預設軸向周節的計算公式計算所述蝸桿的導程角和軸向周節；

根據所述蝸桿的導程角、軸向周節、蝸桿直徑繪制出蝸桿，根據所述蝸桿的螺旋線在所述斜齒輪的齒頂圓上的投影繪制出所述斜齒輪的螺旋線，通過所述斜齒輪的截面齒廓掃描后獲取所述斜齒輪的單個齒廓，再陣列得出所述斜齒輪的所有齒廓以繪制出所述斜齒輪。

進一步地，所述嚙合原理需滿足的條件為：

m＝m₁＝m₂，mZ₂＝d₂，V＝U，mZ₁ cosθ＝d₁，

其中，Z₁為所述蝸桿等同的所述圓柱直齒輪的齒數，Z₂為所述斜齒輪等同的所述圓柱直齒輪的齒數，m為所述圓柱直齒輪的模數，m₁為所述蝸桿的法面模數，d₁為所述蝸桿的直徑，m₂為所述斜齒輪的法面模數，d₂為所述斜齒輪的分度圓直徑，θ為漸開線壓力角，D為斜齒輪與蝸桿的中心距，V為所述蝸桿的導程角，U為所述斜齒輪的螺旋角，Z₁、Z₂取整數,m取任意數，K為常數；