齿轮类精确模型的三维建模

hyfjy · 发表于 2024-2-5 16:31:45

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用UG软件对齿轮传动类零件进行精确建模，以达到符合原始参数，数学模型正确，有利于在设计之初进行强度分析，预判设计是否能符合原设计要求。欢迎有兴趣的朋友共同商讨这类问题

hyfjy · 发表于 2024-2-5 16:49:18

金属蜗杆配塑料斜齿轮精密模型的设计

微信图片_20240205164351.png

基本参数计算：

      蜗杆斜齿轮紧密啮合设计计算文件
   软件编制:hyfjy  计算时间:2024-02-05-16:35:47

原始输入参数
   法向模数: 5
法向压力角: 14.5
   蜗杆头数: 4
   齿轮齿数: 35
      轴交角: 90
蜗杆分圆螺旋角: 70.5
齿轮分圆螺旋角: 19.5 (原始数据)
齿顶高系数: 1
齿顶隙系数: 0.25
法向齿厚调整量: 1.5

蜗杆计算参数
      蜗杆头数: 4
蜗杆法向模数: 5
蜗杆轴向模数: 5.30424349792499
蜗杆端面模数: 14.9787215621546
  蜗杆法向压力角: 14.5
   轴向压力角: 15.3418416322469
   端面压力角: 37.766811498475
蜗杆分度圆螺旋角: 70.5
蜗杆分圆直径: 59.9148862486183
蜗杆径向变位系数: 0
  蜗杆节圆螺旋角: 71.3742824020008
蜗杆节圆直径: 62.9514775628126
蜗杆基圆直径: 47.3633110583037
  蜗杆基圆螺旋角: 65.8694232116632
  蜗杆齿顶圆直径: 69.754
  蜗杆齿根圆直径: 47.415
蜗杆轴向导程: 66.6550896237302
设计蜗杆长度: 199.965268871191
   计算中心距: 122.781704337996
   设计中心距: 124.3
蜗杆量球直径: 10.8
  三针量球测量值: 77.0134109286488
传动机构理论效率: 0.648031609467146
传动机构总重合度: 2.01385391159156
蜗杆轴向齿距: 16.6637724059326
蜗杆端面节压力角: 41.2032044961401
  蜗杆端面弧齿厚: 18.8870629565544
  蜗杆法向调整量:-1.5
  调整量等效系数:-0.599089374434968

齿轮计算参数
      齿轮齿数: 35
齿轮法向模数: 5
齿轮轴向模数: 15.7378693907032
齿轮端面模数: 5.27320694104165
  齿轮法向压力角: 14.5
   轴向压力角: 39.1462080003818
   端面压力角: 15.2562671641482
齿轮分度圆螺旋角: 18.52419044006
齿轮分圆直径: 184.562242936458
齿轮径向变位系数: 0.428349685504071
  齿轮节圆螺旋角: 18.6257175979992
齿轮节圆直径: 185.648522437187
齿轮基圆直径: 178.058001327581
  齿轮节圆螺旋角: 17.9137730925153
  齿轮齿顶圆直径: 198.685
  齿轮齿根圆直径: 176.345739791499
齿轮轴向导程: 1730.46912013461
设计齿轮长度: 50
   计算中心距: 122.238564592538
   设计中心距: 0
齿轮量球直径: 7.75
  二针量球测量值: 200.750138162403
传动机构理论效率: 0.648031609467146
传动机构总重合度: 2.01385391159156
齿轮轴向齿距: 16.5662681868351
齿轮端面节压力角: 16.440636557914
  齿轮端面弧齿厚: 11.085461884179
  齿轮法向调整量: 1.5
  调整量等效系数: 0.599089374434968
齿轮公法线跨齿数: 4
齿轮公法线公称值: 56.8965212583351

蜗杆端面分圆弧齿厚减少量: 0
蜗杆端面分度圆实际弧齿厚: 18.8870629565544
蜗杆建模实际轴向长度: 205.269512369116
齿轮端面分圆弧齿厚减少量: 0
齿轮端面分度圆实际弧齿厚: 11.085461884179

端面节圆周节长度: 16.5662681868351
假想齿条节线齿厚: 5.48080630265614
假想齿条齿顶高度: 4.108121468229
假想齿条齿顶宽度: 3.23983583401838
假想齿部位移增量: 0.755102040816326
刀具齿顶圆弧半径: 2.12092222389693
齿条其余位移增量: 0.755102040816326
本次计算假想齿条齿顶处有全圆角

模型压缩文件：

0.part1.rar (3 MB, 下载次数: 1)

0.part2.rar (3 MB, 下载次数: 1)

0.part3.rar (1.27 MB, 下载次数: 1)

hyfjy · 发表于 2024-2-22 21:18:21

蜗杆与斜齿轮传动瞬态分析案例

蜗杆斜齿轮瞬态分析报告.rar (975.86 KB, 下载次数: 0)

斜齿轮最大主应力方式云图
05斜齿轮最大应力图.png

蜗杆最大主应力方式云图
06蜗杆最大应力图.png

蜗杆斜齿轮传动的最大特点是点接触传递动力，故局部点压力较大，最大压应力远远超过拉应力，故在使用中，齿轮被磨损的可能性大于折齿的可能性。

斜齿轮的等效应力云图
04斜齿轮等效应力图.png

蜗杆的等效应力云图

蜗杆在瞬态分析时应力云图的变化。

蜗杆斜齿轮瞬态分析时蜗杆的接触2.gif

斜齿轮在瞬态分析时应力云图的变化

蜗杆斜齿轮瞬态分析时斜齿轮接触点.gif

附，零件的分析网格

有不同意的朋友，欢迎提出不同意见

hyfjy · 发表于 2024-2-22 21:22:40

本帖最后由 hyfjy 于 2024-2-22 21:28 编辑

这类零件在啮合中，涉及的面较大，为避免出现过多的无效网格增加计算难度，应该对模型进行适当减小，只把承担有效载荷的部分，同时不影响整体强度的部分保留，这样有利于计算。

本人在多次计算中发现，不是用户提供的所有零件模型，都可以进行有限元分析，对零件的建模精度有较高的要求。

hyfjy · 发表于 2024-2-22 21:26:37

蜗杆与斜齿轮啮合，是用于较小模数，较轻载荷，经常用于金属蜗杆配注塑斜齿轮，其基本原理是空间啮合螺旋齿轮，蜗杆为渐开线蜗杆，齿轮为普通渐开线斜齿轮，利用对金属蜗杆减薄法向齿厚，塑料齿轮增加相同法向齿厚的办法调整齿轮零件的耐磨性，以获得二个零件的寿命近似相等。

hyfjy · 发表于 2024-2-22 21:35:12

蜗杆斜齿轮传动的瞬态分析，具有一定的难度，也希望有志于对齿轮传动类零件进行瞬态分析的朋友提供自己的分析经验，互相交流。

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