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纵向变位HRH齿轮等高成形法制式设计

张柯 郭玉梁 魏冰阳

张柯, 郭玉梁, 魏冰阳. 纵向变位HRH齿轮等高成形法制式设计[J]. 机械科学与技术, 2023, 42(4): 553-558. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20220007
引用本文: 张柯, 郭玉梁, 魏冰阳. 纵向变位HRH齿轮等高成形法制式设计[J]. 机械科学与技术, 2023, 42(4): 553-558. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20220007
ZHANG Ke, GUO Yuliang, WEI Bingyang. Design of Uniform Depth Forming Method for HRH Gear with Longitudinal Modification[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2023, 42(4): 553-558. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20220007
Citation: ZHANG Ke, GUO Yuliang, WEI Bingyang. Design of Uniform Depth Forming Method for HRH Gear with Longitudinal Modification[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2023, 42(4): 553-558. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20220007

纵向变位HRH齿轮等高成形法制式设计

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20220007
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51875714

河南省自然科学基金项目 182300410225

详细信息
    作者简介:

    张柯(1995-), 硕士研究生, 研究方向为高减速比弧齿锥齿轮的设计与加工, 1127125969@qq.com

    通讯作者:

    魏冰阳, 教授, 博士生导师, bywei29@163.com

  • 中图分类号: TH132

Design of Uniform Depth Forming Method for HRH Gear with Longitudinal Modification

  • 摘要: 研究了准双曲面齿轮的节锥和轮齿收缩的形成与演变规律,分析了刀盘半径、齿根角、节锥等参数之间的耦合关系。根据节点纵向变位原理,提出了等高成形法高减比准双曲面(High reduction hypoid,HRH)齿轮的制式设计方法;通过纵向变位系数和刀盘半径的恰当匹配,确定了适合等高成形法HRH齿轮的节锥角、齿根角的几何可行域,其中等径刀盘设计为工程应用提供了便利。给出了3种HRH齿轮等高成形法的几何制式设计样例,完成了3∶60、1∶60两种HRH齿轮加工、滚检与动态性能试验,试验所设计HRH齿轮齿形与啮合关系正确,接触性能良好。证明了所提出的纵向变位HRH齿轮等高成形法设计方法的可行性。
  • 图  1  准双曲面齿轮的节锥

    图  2  纵向变位示意图

    图  3  锥齿轮的切齿节锥与设计节锥

    图  4  齿数比5∶60的UF-F制式域

    图  5  齿数比3∶60的UF-F制式域

    图  6  齿数比1∶60的UF-F制式域

    图  7  齿数比3∶60的HRH齿轮

    图  8  齿数比1∶60的HRH齿轮

    图  9  振动测试实验台

    图  10  3 000 r/min、50 Nm的振动信号分布

    图  11  齿数比3∶60的HRH齿轮振动谐波分析

    图  12  3 000 r/min、80 Nm的振动信号

    图  13  齿数比1∶60的HRH齿轮振动谐波分析

    表  1  纵向变位对齿轮几何形状的影响

    纵向变位系数 齿高收缩 节锥角 外径
    大轮 小轮 大轮 小轮
    增加(+) 减弱 减小 增大 不变 增大
    减小(-) 加强 增大 减小 不变 减小
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    表  2  3种齿数比的HRH齿轮基本几何参数

    参数名 5∶60 3∶60 1∶60
    偏置距/mm 40 45 45
    大轮外径/mm 145.08 144.976 144.994
    节锥距/mm 62.917 63.099 61.839
    节锥角/(°) 70.588 74.266 80.565
    齿根角/(°) 1.887 1.742 0.758
    小轮外径/mm 39.849 33.836 4 21.789
    节锥角/(°) 14.961 11.192 7 6.474
    小轮螺旋角/(°) 70 75 82
    纵向变位系数 -0.15 0.05 0.0
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2020-11-23
  • 刊出日期:  2023-04-25

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