【54】 第40卷 第4期
2018-04
The design of gleason spiral bevel gear pairs and parametric modeling
刘 强1，李文义1，耿金萍2移动隔断墙
食品电烤箱
LIU Qiang 1, LI Wen-yi 1, GENG Jin-ping 2
（1.徐州工程学院，徐州 221018；2.徐工集团江苏徐州工程机械研究院，徐州 221004）
摘 要：格里森弧齿锥齿成对的详细设计计算涉及很多参数和公式，容易混淆，在很多参考资料上没有完整的实例计算，也没有齿根圆的计算公式，但是在三维设计时必须算出齿根圆的数值才 指纹门禁系统方便绘制模型。很多初学者在计算初期常用错齿根圆公式，推出齿根圆的计算公式，便于在Pro/E参数化建模中应用，因此本文给出完整的设计示例供广大初学者参考。
关键词：格里森弧齿锥齿轮；计算公式；Pro/E 中图分类号：TH132.41 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2018)04-0054-03 收稿日期：2017-12-02
作者简介：刘强（1984 -），男，江苏徐州人，博士研究生，研究方向为机械设计及制造。0 引言
格里森（Gleason ）制弧齿锥齿轮具有承载力强，重合度大，高速传动时传动平稳、震动小、噪音低、可获得大传动比等优点，在重载荷机械装备、汽车和石油化工等领域应用广泛。
弧齿锥齿轮的前期设计是齿轮制造加工的基础，设计人员的参数计算和设计直接决定后期加工出来的齿轮能否满足使用。负责加工弧齿锥齿轮的厂家只负责加工，对于设计的是否合理并没有能力反馈。
1 计算实例
齿轮在啮合传动时，凹面与凸面承受不同大小的载荷，工作齿面为弧齿锥齿轮持续承受较大载荷的一面，非工作齿面为承受载荷较小的一面。主动轮工作面与从动轮工作面啮合时，两轮所承受的轴向力均指向各自的大端，齿侧间隙会增大，齿轮不容易卡死，会比较安
挺腰器全。一般我们选取主动轮凹面和从动轮凸面为齿轮工作面。相反的，主动轮的凸面与从动轮的凹面啮合接触时轴向力是指向各自的小端，齿侧间隙会逐渐减小，齿轮有可能会卡死，只能作为非工作面。
一般小齿轮为主动轮，小轮凹面和大轮凸面为工作面，根据小齿轮的旋转方向，确定其齿的螺旋方向。齿轮的螺旋方向和旋转方向决定齿轮轴向推力的方向，应将推力的方向选择成使被动齿轮在传动时具有相互推开的轴向力，从而使主被动轮相互推开以避免齿轮承载过热而咬合，损坏齿轮。
根据设计要求和传动系统的传动计算，定出齿轮的传动比i 12=3.764，根据齿轮设计手册等技术资料，选择小齿轮齿数为Z 1=17。弧齿锥齿轮的计算，计算时用大端端面模数计算，齿轮采用格里森制，等顶隙收缩齿，小齿轮右旋，大齿轮左旋。计算过程及结果参如表1所示。
表1 成堆弧齿锥齿轮计算表
大小齿轮公用参数值
螺旋角βm 一般取3535°轴交角Σ常数值90°传动比i 12根据设计需要取值 3.764齿顶高系数ha*常数值0.85压力角∂标准压力角有16°、20°、
22.5°，常选20°
20°顶隙系数c*常数值0.188大端模数m t
根据设计需要取值
14
全齿高h
h=1.888m t
26.432
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（续）表1
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2 基于Pro/E 的弧齿锥齿轮的三维参数化建模
设计产品时，把产品看成一种几何模型，将它分解成有限数量的构成特征，每一种构成特征，都用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。参数化设计是以参数为驱动，用关系约束几何，使设计者只需改变设计参数即可快速改变模型，方便快捷。参数化建模主要步骤：
织物柔软剂1）创建基本曲线、齿轮基本圆；2）创建轮廓曲线；3）创建齿根圆；4）创建截面与扫引轨迹；5）扫描混合成第一个齿轮；6）阵列创建齿轮。
以下是Z 1=17，Z 2=64的Pro/E 三维图和啮合示
意图。
图1 主动轮图
图2 从动轮
3 弧齿锥齿轮的出图处理
以Z 1=17弧齿锥齿轮的图纸标注为例，从二维图可以看出，分度圆的交点和齿顶圆的交点不在同一点处，
与常见齿轮是不同的，初学者在设计初期容易混淆。
图4 小齿轮二维图
4 结论
通过准确应用弧齿锥齿轮的设计公式，算出Pro/E 参数化建模过程中需要的数值，已弧齿锥齿轮啮合原理及球面渐开线齿廓为理论基础进行三维设计，可以快速准确的设计出配对的弧齿锥齿轮，修改模型较为方便。出二维图时，便于根据计算结果检查模型的对错。为后期的受力分析和运动分析提供基础，设计周期缩短，设计质量提高。
参考文献：
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社.2000:28-30.
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机械设计与制造
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图3 虚拟装配图
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