高减速比准双曲面齿轮设计与切齿试验

魏冰阳，仝昂鑫，张 辉，邓效忠

（河南科技大学机电工程学院，河南洛阳 471003）

高减速比准双曲面齿轮设计与切齿试验

魏冰阳，仝昂鑫，张 辉，邓效忠

（河南科技大学机电工程学院，河南洛阳 471003）

高减速比准双曲面齿轮的设计重点在节锥的确定和轮齿几何系数的选取。本文给出了少齿轮数准双曲面齿轮设计的几何限制条件，节锥设计新的收敛条件。以小轮体积最大为目标，通过优化求解的方法，确定了大、小轮的节锥。运用Matlab和UG软件对齿数比为3∶60的准双曲面齿轮进行了三维仿真，最后在GH-35机床上完成了切齿试验，验证了少齿数高减速比准双曲面齿轮在理论和实践上的可行性。

准双曲面齿轮；节锥；少齿数；仿真

0 引言

机器人、机电一体化集成技术的发展对齿轮传动装置的功率密度提出了很高的要求，为少齿数大减速比准双曲面齿轮提供了广阔的发展空间。准双曲面齿轮重合度大、运转平稳、承载能力强、空间配置灵活，尤其在高减速比传动时仍能保持较高的传动效率，同等条件下，其传动效率比普通蜗杆传动高15%以上［1］，且制造工艺优良，大小轮均可采用硬齿面磨削工艺制造，故能保持长期的啮合精度。目前，国外一些精密分度、数控机床伺服、机电一体化设备中开始采用少齿数大减速比准双曲面齿轮替代蜗轮或行星齿轮传动［1］。文献［2］利用节锥变位的方法，通过三维仿真分析了大速比准双曲面齿轮传动的可行性。文献［3－4］在分析小轮齿形异变和啮合限制条件的基础上，完成了齿数比为4∶41的准双曲面齿轮的三维仿真和切齿。……