适配速度计的螺旋锥齿传动构件

　　日常做车载仪表传动结构适配的时候，这类螺旋锥齿构件是速度计传动链路里的核心啮合零件，很多人做3D打印复刻老车配件的时候，经常会碰到原厂速度计齿轮磨损断齿、配件断供的情况，这个构件的建模逻辑就是完全贴合原车安装位的复刻设计，不需要额外做结构修改就能直接替换失效的旧件。先从实际安装场景说，这个齿轮是装在速度计的输入轴端，和里程表软轴端的主动锥齿做垂直啮合，把车轮转动传递过来的转速通过90度换向传递给速度计的计数机构，螺旋齿的设计相比直齿锥齿，啮合重合度更高，传动的时候不会有直齿那种频繁的啮合冲击，车辆行驶过程中速度计指针不会出现高频抖动，读数更稳，而且长期运转的齿面磨损更均匀，不会像直齿那样容易出现齿端崩缺的问题。

　　做建模的时候首先卡的是安装边界，后端的带键槽轴套是完全匹配速度计输入轴的轴径，键槽尺寸对应标准的平键公差，装进去之后不会出现径向旷量，轴套的轴向长度刚好卡到速度计壳体的安装台阶，装到位之后齿轮的啮合间隙刚好落在0.1-0.2mm的合理区间，不需要额外加垫片调整间隙，很多新手做这类传动件建模的时候容易忽略轴套长度和啮合间隙的匹配，打出来的件要么装上去啮合太紧转不动，要么间隙太大跳齿，这个模型在建模阶段就把安装公差预留好了，打印的时候用常规的光敏树脂或者尼龙材料，收缩率带来的尺寸偏差刚好落在合理公差范围内。齿形部分的设计是按照等基圆锥齿轮的成型逻辑做的，齿向的螺旋角匹配原车主动轮的螺旋角，保证啮合的时候是线接触而不是点接触，

　　齿顶高和齿根高的比例按照通用传动齿轮的短齿制设计，因为速度计传递的扭矩非常小，不需要做长齿来提升重合度，短齿的齿根强度更高，拆装的时候不小心碰到也不容易断齿。齿面的建模做了微小的鼓形修形，因为3D打印出来的件会有层纹带来的表面粗糙度误差，鼓形修形之后即使齿面有微小的尺寸偏差，啮合的时候也不会出现卡滞，实际装车测试的时候，从怠速到车辆最高车速的全转速区间，传动都很顺畅，没有出现异响或者卡滞的情况。很多人做这类小传动件的时候会把齿做的太尖，实际打印的时候尖边位置容易出现缺料，这个模型的齿顶和齿根都做了0.1mm的圆角过渡，既不影响啮合精度，也能避免打印的时候出现缺料、翘边的问题，轴套内孔的键槽转角也做了微小的圆角，

　　对应轴上平键的加工圆角，装的时候不会因为键槽尖角卡滞，能顺利推到安装位。实际应用里除了老车速度计的配件复刻，这个结构也可以用在小型3D打印的传动装置里做90度换向传动，比如小型桌面云台的传动结构、小扭矩的转速传递机构，只要安装轴径匹配，都可以直接用，因为本身传递的扭矩不大，即使是PLA材料打印也能满足长期使用的强度要求，不需要用金属材料做二次加工。建模的时候特意把齿面的三角面片做了加密处理，导出的STL文件在切片的时候不会出现齿面的棱角缺失，打印出来的齿形完整度很高，不需要做太多的后处理打磨，只要把支撑拆干净就能直接装配使用，很多网上下载的同类齿轮模型面片太粗，打印出来齿形是多边形的，啮合的时候卡顿严重，这个模型的面片精度足够支撑0.05mm层厚的高精度打印，装配后的传动顺滑度和原厂注塑件的手感差距很小。