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1、85 漸開線齒廓的切制、根切與變位,一、漸開線齒廓的切制方法,成形法(仿形法),鑄造法,熱軋法,沖壓法,模鍛法,粉末冶金法,切制法,范成法(展成法、共軛法),1、成形法(演示),成形法切齒簡單，不需專用機床，但加工的齒輪精度底，同時由于加工不連續(xù)，生產(chǎn)效率也底。,仿形法切齒常用刀具,成形法是用軸剖面內(nèi)刀刃形狀與被切齒輪齒槽形狀相同的刀具進行銑削或拉削。,銑刀:旋轉(zhuǎn)+直進給 齒輪毛坯: 間歇旋轉(zhuǎn),db=dcos=mzcos決定齒形(z的函數(shù)),2、范成法,,范成法是根據(jù)一對齒輪嚙合傳動時，兩輪的齒廓為共軛曲線的原理來加工的。,范成法特點是：用一把刀具就可以加工模數(shù)相同、齒數(shù)不同的齒輪。生產(chǎn)效率高
2、，用于批量生產(chǎn)。,成形法插齒,,齒輪插刀,齒條插刀,齒輪滾刀,二、漸開線齒廓的根切,1、輪齒的根切現(xiàn)象,過度根切使輪齒根部被削弱，輪齒的抗彎能力下降；傳動的重合度減小，影響傳動平穩(wěn)性，故應(yīng)避免出現(xiàn)嚴重的根切。,用范成法切齒輪時，若齒數(shù)過少，刀刃的頂部就會把輪齒根部的一部分漸開線齒廓切去，這種現(xiàn)象稱為輪齒的根切。,齒輪根切現(xiàn)象,產(chǎn)生根切的原因,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,r,rb,p,N,,,B1,刀刃,,,節(jié)線,0,,,,齒頂線,,B,2,,當?shù)毒啐X頂線超過嚙合極限點N時，若刀具由位置繼續(xù)移動，就會將根部已切制出的漸開線齒廓再切去一部分。,圖8-4 避免齒輪根切的方
3、法,,要避免根切，應(yīng)使齒條刀的齒頂線與嚙合線的交點B1不超過嚙合線與齒輪基圓的切點N1。即 應(yīng)使：PN1PB1。,避免根切的方法,故有 z,因h*a=1，=20，則zmin=17。,如圖8-4所示，要避免根切，應(yīng)使PN1PB1，而由PN1O和PB1B知：,圖8-4 避免齒輪根切的方法,2、標準齒輪不發(fā)生根切時的最少齒數(shù),為了避免根切，應(yīng)使所設(shè)計齒輪的齒數(shù)大于17，否則齒輪在加工過程中，就生根切現(xiàn)象。,標準齒輪刀具中線與輪坯分度圓相切時加工出來的齒輪稱為標準齒輪。,三、變位齒輪的概念,變位齒輪若刀具中線與輪坯分度圓不相切，則加工出來的齒輪稱為變位齒輪。,正變位刀具相對輪坯中心向外移出。,負變位刀
4、具相對輪坯中心向內(nèi)靠近。,變位齒輪的優(yōu)點：,正變位齒根厚及齒頂高增大，輪齒抗彎能力提高，齒頂厚減少；負變位正好相反。,變位齒輪的搭配：小齒輪采用正變位，大齒輪采用負變位。,1、可采用z1zmin的小齒輪，仍不根切,使結(jié)構(gòu)更緊湊。,2、改善小齒輪的磨損情況。,3、因大小齒輪強度趨于接近，故相對提高承載能力。,4、缺點:沒有互換性，必須成對使用，重合度略有減小。,86 齒輪與齒條傳動,齒輪齒條傳動可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動和直線運動之間的轉(zhuǎn)換，如圖8-5a所示。,圖85 齒輪齒條傳動,齒條是齒輪的一種特殊形式，標準齒條的齒廓線夾角為240，齒條和齒輪的嚙合條件也必須是模數(shù)m和壓力角分別相等。,87 斜齒圓柱
5、齒輪機構(gòu),一、斜齒圓柱齒輪齒廓的形成,發(fā)生面上與基圓柱母線CC成角j的直線BB就展出的曲面，稱為漸開線螺旋面，也就是斜齒圓柱齒輪的齒廓曲面。角j稱為基圓柱上的螺旋角。（演示）,漸開線斜齒圓柱齒輪齒面的形成,與基圓柱母線成一夾角b的直線kk在空間的軌跡則為斜齒圓柱齒輪的漸開螺旋面。,直齒與斜齒圓柱齒輪齒廓形成的比較,二、斜齒圓柱齒輪嚙合特點,1、每一瞬時都是直線接觸。,2、斜齒圓柱齒輪各接觸線均與軸線不相平行；直齒圓柱齒輪的各接觸線均與軸線平行。,3、斜齒圓柱齒輪的嚙合不是突然開始，也不是突然脫離；且同時參入嚙合的輪齒數(shù)較直齒圓柱齒輪多。,4、斜齒圓柱齒輪在傳動時產(chǎn)生附加軸向力Px，如右圖所示。
6、,三、斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸,1、模數(shù)：,法面模數(shù)mn與端面模數(shù)ms,斜齒輪的端面齒形和法面齒形是不相同的。故斜齒輪的端面參數(shù)與法面參數(shù)也不相同。,設(shè)tn為法面齒距，ts為端面齒距.,則tn=tsCOS,所以：mn=msCOS,將斜齒輪的分度圓柱面展開，如圖10-8所示。,2、壓力角：,在沿分度圓柱面的展開圖上，斜齒輪的輪齒與軸線的傾斜角稱為螺旋角。,3、螺旋角：,法面壓力角n與端面壓力角s,同樣可證 tgn=tgscos,圖8-9 端面壓力角與法向壓力角,標準規(guī)定n=20,4、幾何尺寸計算,斜齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算公式見表7-9(P114)。,三、斜齒圓柱齒輪的嚙合條件及特點,嚙
7、合條件：兩輪的模數(shù)和壓力角分別相等；兩輪在分度圓上的螺旋角，外嚙合時1=-2、內(nèi)嚙合時1=2 。,特點是：嚙合性能好，傳動平穩(wěn)，噪音?。恢睾隙却?，承載能力較高。且最少齒數(shù)少于直齒圓柱齒輪最少齒數(shù)。缺點是產(chǎn)生軸向力，且隨增大而增大。,四、斜齒圓柱齒輪的當量齒數(shù),定義：與斜齒輪法面齒形相當?shù)闹饼X輪，稱為該斜齒輪的當量齒輪，其齒數(shù)稱當量齒數(shù)。,則：zv 2rv /mn,斜齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)：zmin=zvmincos3,d/mn cos2,zmt/ mn cos2,z/ cos3,若=200，zvmin =17,zmin=14,因：rv =d/2cos2,8-8 圓錐齒輪機構(gòu),一、圓錐齒輪概述
8、 圓錐齒輪傳動是用來傳遞兩相交軸之間的運動和動力的。圓錐齒輪的輪齒分布在一個截圓錐體上，其齒形從大端到小端逐漸變小，如圖8-11所示。,軸交角可根據(jù)傳動系統(tǒng)需要確定，最常用的是=900。,為了計算和測量的方便，通常取圓錐齒輪大端的參數(shù)為標準值，即大端的模數(shù)按P91表7-1選取，其壓力角的標準值為200。,一對圓錐齒輪傳動相當于一對節(jié)圓錐的純滾動。除了節(jié)圓錐外，圓錐齒輪還有分度圓錐、齒頂圓錐、齒根圓錐和基圓錐。圖8-12所示為一對正確安裝的標準圓錐齒輪，其節(jié)圓錐與分度圓錐重合。,圖8-12 圓錐齒輪傳動,圓錐齒輪傳動的傳動比為：,二、背錐與當量齒數(shù),圖8-13所示為一對圓錐齒輪的軸剖面，OCA
9、和OCB代表其分度圓錐。線段OC稱為外錐距。 分別以O(shè)O1和OO2為軸線，以O(shè)1C和O2C為母線作兩個圓錐O1CA和O2CB，該兩圓錐稱為圓錐齒輪的背錐。,圖8-13 背錐和當量齒輪,背錐與球面相切于大端分度圓CA和CB ，并與分度圓錐面垂直相交。,如將背錐展成為一扇形齒輪，則扇形齒輪的半徑即為背錐的錐距O1C和O2C，此扇形直齒輪的齒形即可近似地視為圓錐齒輪大端的齒形。（圖）,扇形齒輪上的齒數(shù)z就是圓錐齒輪的齒數(shù)。如將扇形齒輪補全為一個完整的假想圓柱齒輪，該假想的圓柱齒輪稱為圓錐齒輪的當量齒輪，而其齒數(shù)zv稱為圓錐齒輪的當量齒數(shù)。,圓錐齒輪的當量齒數(shù)為：,直齒圓錐齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù):
10、,zmin=zvmincos=17cos,一對圓錐齒輪正確嚙合的條件為：,兩輪大端的模數(shù)和壓力角分別相等，且兩輪的外錐距必須相等。,三、直齒圓錐齒輪幾何尺寸計算,直齒圓錐齒輪傳動可分為不等頂隙收縮齒傳動和等頂隙收縮齒傳動兩種。國標規(guī)定采用等頂隙圓錐齒輪傳動。,計算圓錐齒輪幾何尺寸時，是以其大端為基準的,,軸交角=90時，標準直齒圓錐齒輪各部分名稱和幾何尺寸計算,見P119表7-10。,例8-1在一機床的主軸箱中有一直齒圓柱漸開線標準齒輪，經(jīng)測量知=20，齒數(shù)Z=40，齒頂圓直徑da=84mm?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)該齒輪已經(jīng)磨損需更換，試確定這個齒輪的模數(shù)。,解：因da=(Z+2ha*)m 所以 m=da/
11、(Z+2ha*),因ha*=1，則有：,即該齒輪的模數(shù)為2mm。,例8-2已知一對斜齒輪傳動，z1=30、z2=100、mn=6mm, 試問其螺旋角應(yīng)為多少時，才能滿足中心距為400mm的設(shè)計要求？,解：因斜齒輪傳動的中心距為,例83在某設(shè)備中有一對漸開線標準直齒圓柱齒輪，已知z1=20、i12=5、m=3mm、=20。在技術(shù)改造中，要求在不降低輪齒的彎曲強度、不改變中心距和傳動比的條件下，將直齒輪改為斜齒輪，并希望將分度圓柱螺旋角限制在20以內(nèi)，試確定z11、z22和mn。,解：原直齒圓柱齒輪傳動的中心距為,取mn=m=3mm。在不改變中心距和傳動比的條件下，則有：,當取=20時，由上式可求得z11=23.5。為了限制20，可取z11=24，則z22=120。為維持中心距不變，其螺旋角應(yīng)為：,結(jié) 束,
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