Page 117 - 《橡塑技术与装备》2023年5期

产品与设计 文根保 等·变位斜齿圆柱齿轮的克隆设计与计算

变位斜齿圆柱齿轮的克隆设计与计算

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文根保 ，史文 ，文莉 1
(1. 中航工业航宇救生装备有限公司，湖北 襄阳 441002 ；
2. 澳大利亚悉尼大学，澳大利亚 悉尼 2194)

摘要 ： 当模数为 1 mm 而齿数又小于 12 的齿轮 , 肯定是变位齿轮。蜗杆和蜗轮，自然就是变位蜗杆和变位蜗轮。当要求克隆
的变位齿轮和变位蜗杆、变位蜗轮与样品的变位齿轮、变位蜗杆、变位蜗轮的所有参数一致 , 而变位齿轮宽度又很窄时。这种窄
小型变位斜齿圆柱齿轮的参数，在无法测量的情况下，如何仅根据变位齿轮的模数、齿数、中心距和齿顶圆的直径来确定变位斜
齿圆柱齿轮的所有参数 , 进而确定变位蜗杆、变位蜗轮的所有参数。而要加工出克隆变位斜齿圆柱齿轮、变位蜗杆、变位蜗轮模
具的型腔 , 就必须要制作加工它们的电极或拉刀。不能确定它们的所有参数 , 要制造出它们的电极、型腔和产品都会成为不可能的
事情 . 所以，计算它们的参数是变位齿轮、变位蜗杆和变位蜗轮克隆设计的关键，它们的参数不正确，还会造成啮合间隙大，传
动时噪声大，转动不平稳 ；齿根处会产生着根切现象，齿的强度差 ；负载时肯定会打掉有根切的齿而使齿轮无法使用。
关键词 ： 变位齿轮 ；变位蜗杆 ；变位蜗轮 ；变位系数 ；参数
中图分类号 ： TH132.44 文章编号 ： 1009-797X(2023)05-0063-07
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2023.05.015

绝大多数塑料齿轮的直径都较小，如此齿轮的模 1 电动汽车玻璃升降器的结构和工作原理
数也会小，齿数也会少。于是多采用变位齿轮，变位 电动汽车玻璃升降器的结构和工作原理，如图 1
齿轮的计算本身就很复杂。特别是克隆的变位齿轮要 所示。开动直流电机 10 带动着与它相联的蜗杆轴 3 转
与样品齿轮一致时，这种克隆变位齿轮的计算就更为 动。蜗杆轴的下端固定着直流电动机，中间空套着铜
困难。众所周知，对圆柱斜齿轮啮合传动来说，为了 轴承 9，上端则是制有两段左、右方向的蜗杆齿。当
消除根切现象，提高齿的强度、寿命和接触强度 ；为 蜗杆轴 3 正转（顺时针）时，右蜗杆的齿与右齿蜗双
了减小齿轮的磨损和胶合的可能性 ；为了增加齿的抗 联 4 的蜗轮齿啮合传动，而左蜗杆的齿与左齿蜗双联
弯强度和凑配中心距，常采用变位圆柱斜齿轮传动。 7 的蜗轮的齿之间存在着间隙，脱离啮合便不能够传
为了避免蜗轮根切，提高蜗杆和蜗轮的承载能力、凑 递运动。当蜗杆轴反转（逆时针）时，则是左蜗杆的
配中心距或改善啮合性能及改变降速比，也常采用变 齿与左齿蜗双联的蜗轮齿啮合传动。而右蜗杆的齿与
位蜗杆和变位蜗轮的传动。 右齿蜗双联的蜗轮齿之间存在着间隙，脱离的啮合也
通过对样品测绘，可以重新对产品进行克隆设计 不能够传递运动，电动升降器正是运用了上述的传动
和计算。由于左、右斜齿轮的齿数仅有 8 个齿，可以 原理而进行工作的。也就是说 , 只要能够控制蜗杆轴
先定性地确定该产品的左、右斜齿轮和大斜齿轮为变 的正、反转向，就可以控制左、右齿蜗双联蜗轮的转
位齿轮，蜗杆、蜗轮也应为变位的性质。然后，通过 向，进而可以控制车窗玻璃的上升和下降。而决不会
对它们几何尺寸的计算，更可以定量地确定该产品的 发生左、右两个蜗轮转向切换的混乱和产生运动干涉
蜗杆、蜗轮为径向变位蜗杆、蜗轮的传动。而左、右 的现象。右蜗轮与右齿轮制成一体称作右齿蜗双联，
斜齿轮和大斜齿轮为正角度变位斜齿圆柱齿轮的传动。 而左蜗轮与左齿轮制成一体称作左齿蜗双联。左、右
并通过对左、右斜齿轮和大斜齿轮的变位系数及蜗杆 齿轮均与大齿轮 5 相互啮合，它们都是斜齿圆柱齿轮，
和蜗轮变位系数的选择，可以完全克隆出与样品一致 它们的斜齿在转动时是逐渐地啮合和逐渐地脱离啮合，
的这些传动件。在这个过程中是先通过对样品的观察 这种的啮合传动时就更为平稳。蜗杆轴的正转，使右
和检测，初步地对传动件的变位性质进行分析和判断。
作者简介 ：文根保（1946-），男，高级工程师，主要从事
然后，再通过对它们几何尺寸的精确计算，最后确定
模具设计工作。
这些传动件的性质和几何尺寸。 收稿日期 ：2022-11-10

2023 第 49 卷 ·63·
年