金属铜蜗杆塑料斜齿轮传动模型

       文中以某传动机构中的金属铜蜗杆与塑料斜齿轮齿轮副为研究对象，在RecurDyn中建立该齿轮副的刚柔藕合模型并得到塑料斜齿轮的应力分布;在此基础上，基于应力时间历程寿命计算准则，对其进行了疲劳寿命的研究。图1所示为对应的疲劳寿命分析流程图。最后进行了疲劳台架实验，并将实验结果与仿真结果进行对比，验证了基于刚柔藕合动力学仿真对塑料斜齿轮疲劳寿命分析的准确性。金属铜蜗杆与塑料斜齿轮分析模型的创建杆斜齿轮传动啮合条件在铜蜗杆与蜗轮啮合传动时，铜蜗杆以端面模数为标准值，铜蜗杆的端面齿形是阿基米德螺旋线(也有渐开线或延长渐开线)，而在铜蜗杆与圆柱斜齿轮啮合时，铜蜗杆以法面模数和法面齿形角为标准值，铜蜗杆线型是延长渐开线，并且铜蜗杆以法面参数为标准值是这类啮合的重要特点。

       图2所示为铜蜗杆与斜齿轮的传动啮合简图。图中斜齿轮的法面周节为只2="rrm rz2，铜蜗杆法面周节P=rrm，当Pn} = Pn2时，它们才能正确啮合。因此，铜蜗杆斜齿轮传动机构的正确啮合条件:铜蜗杆与斜齿轮的法向模数、压力角相等，且计算时取法向几何参数为标准值;铜蜗杆分度圆导程角与斜齿轮分度圆螺旋角大小相等、方向相反;铜蜗杆与斜齿轮旋向相同。

       由于交叉轴斜齿轮传动系统中金属铜蜗杆和塑料斜齿轮的材料不同，两种材料强度之间的差异较大，所以，要求设计时金属铜蜗杆和塑料斜齿轮齿厚的分布大小应该不一致。通过减小金属铜蜗杆的齿厚、增加塑料斜齿轮的齿厚的设计来满足传动过程中两者强度平衡的要求，即满足齿根、齿顶以及顶隙参数的设计要求，通过改变径向的变位系数来调整双方齿厚。一般只需要将分度圆处的塑料齿厚与金属铜蜗杆牙厚分配比为6:4或7:3，则基本可达到一种强度的平衡。另一方面，压力角可以减小到10015。之间，以增加传动的重合度。这两种措施都将提高塑料齿轮的承载能力并减少塑料齿轮的变形。

       根据铜蜗杆斜齿轮的传动啮合条件及各项基本参数，在齿轮传动专用设计软件KISSsoft中建立铜蜗杆斜齿轮传动机构的三维模型，具体设计参数如表1所示。http://www.zbdongxing.com/