机械设计基础项目齿轮传动任务解析PPT学习教案

1、会计学1机械设计基础项目齿轮传动任务解析机械设计基础项目齿轮传动任务解析齿轮各部分的名称齿轮各部分的名称z齿数d分度圆直径ad齿顶圆直径fd齿根圆直径bd基圆直径ks齿厚ke齿槽宽kkkesp齿距bnpp 法向齿距fh齿根高ah齿顶高fahhh齿全高第第1页页/共共40页页、2、2.5、3、um 愈大，轮齿愈厚，抗弯能力愈大u它是轮齿抗弯能力的重要标志m=4 z=16m=2 z=16m=1 z=16第第2页页/共共40页页N2PN1r2rb2rb1r1O1O21 2pb21nnppp pm1cosa a1 =p pm2cosa a2 a aa aa a2121mmm21bbpp12121212

2、212112zzddddddnnidb 第第3页页/共共40页页O O1 1O O2 2 1 1 2 2p pb bN N2 2N N1 1B B2 2B B1 1Kaa2ara2aa1ra1arb1rb2O O1 1O O2 2N N2 2N N1 1B B1 1B B2 2PbpBB/21 a a a aa a u实际应用中实际应用中, , 值应大于或值应大于或等于一定的许用值等于一定的许用值 , ,即即: :使用场合使用场合一般机械制造业一般机械制造业汽车拖拉机汽车拖拉机金属切削机床金属切削机床eea a 1.41.41.1- 1.21.1- 1.21.31.3第第4页页/共共40页页

3、齿轮的加工方法齿轮的加工方法 齿轮的根切与最小齿数齿轮的根切与最小齿数 变位齿轮变位齿轮第第5页页/共共40页页热轧热轧冲压冲压精密齿轮加工范成法范成法成型法成型法第第6页页/共共40页页铸造法加工齿铸造法加工齿轮轮锻造法加工齿锻造法加工齿轮轮第第7页页/共共40页页热轧热轧冲压冲压精密齿轮加工范成法范成法成型法成型法第第8页页/共共40页页成型法加工齿轮成型法加工齿轮 加工原理加工原理 刀具的形状和齿轮的齿形一模一样刀具的形状和齿轮的齿形一模一样.走出走出的轨迹就是齿轮的形状；要求刀具的切的轨迹就是齿轮的形状；要求刀具的切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状相吻合。削刃形状与被切齿轮的齿槽形状相吻合

4、。第第9页页/共共40页页成型法加工齿轮成型法加工齿轮盘状铣刀加工齿盘状铣刀加工齿轮轮进给进给分度分度第第10页页/共共40页页成型法加工齿轮成型法加工齿轮盘状铣刀加工齿盘状铣刀加工齿轮轮第第11页页/共共40页页成型法加工齿轮成型法加工齿轮指状铣刀加工齿指状铣刀加工齿轮轮分度分度切削切削 进给进给指状铣刀常用于加工大模数指状铣刀常用于加工大模数m20mm的齿轮和人字齿轮。的齿轮和人字齿轮。第第12页页/共共40页页各号铣刀切制齿轮的齿数范围各号铣刀切制齿轮的齿数范围由由db=mzcosa a可知，渐开线形状随齿数变化。要想获得可知，渐开线形状随齿数变化。要想获得精确的齿廓，加工一种齿数的齿轮

5、，就需要一把刀具。这精确的齿廓，加工一种齿数的齿轮，就需要一把刀具。这在工程上是不现实的。在工程上是不现实的。第第13页页/共共40页页 加工原理加工原理 刀具的形状和齿轮的齿形一模一样刀具的形状和齿轮的齿形一模一样.走出的轨迹走出的轨迹就是齿轮的形状；要求刀具的切削刃形状与被就是齿轮的形状；要求刀具的切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状相吻合。切齿轮的齿槽形状相吻合。 优点优点 机床较简单，可利用通用机床加工。机床较简单，可利用通用机床加工。 缺点缺点 对于同一模数的齿轮，只要齿数不同，齿廓形对于同一模数的齿轮，只要齿数不同，齿廓形状就不相同，需采用不同的成形刀具；状就不相同，需采用不同的成形刀具

6、； 加工出来的齿形是近似的，加工精度较低；加工出来的齿形是近似的，加工精度较低； 每加工完一个齿槽后，工件需要周期地分度一每加工完一个齿槽后，工件需要周期地分度一次，生产率也较低。次，生产率也较低。成型法加工齿轮小结成型法加工齿轮小结第第14页页/共共40页页热轧热轧冲压冲压精密齿轮加工范成法范成法成型法成型法第第15页页/共共40页页范成法加工齿轮范成法加工齿轮 加工原理加工原理 利用一对齿轮啮合原理来加工齿廓，其利用一对齿轮啮合原理来加工齿廓，其一个齿轮（或齿条）作为刀具，另一个一个齿轮（或齿条）作为刀具，另一个齿轮则为被切齿轮毛坯，刀具的一系列齿轮则为被切齿轮毛坯，刀具的一系列刀痕轨迹将

7、被切齿轮毛坯包络出齿轮的刀痕轨迹将被切齿轮毛坯包络出齿轮的齿廓。共轭齿廓互为包络线。齿廓。共轭齿廓互为包络线。 刀具刀具 齿轮刀具齿轮刀具(如齿轮插刀如齿轮插刀)和齿条型刀具和齿条型刀具第第16页页/共共40页页 0第第17页页/共共40页页刀具形状：刀具形状：象一个有刀刃的外齿轮，但其齿顶要高出象一个有刀刃的外齿轮，但其齿顶要高出c*m。切制方法：切制方法：轮坯与刀具按一定的传动比轮坯与刀具按一定的传动比i=z工件工件/z刀具刀具作啮合运动，作啮合运动，同时刀具沿轴线上下运动以切出齿宽。同时刀具沿轴线上下运动以切出齿宽。第第18页页/共共40页页 0 0范成运动范成运动i= 0/ =z/z0

8、切削运动切削运动让刀运动让刀运动用 齿 轮 插 刀用 齿 轮 插 刀加工齿轮时，加工齿轮时，刀 具 与 轮 坯刀 具 与 轮 坯之 间 的 相 对之 间 的 相 对运动有运动有范成运范成运动动切削切削运动运动进进给运动给运动让刀运让刀运动动范成法加工齿轮范成法加工齿轮齿轮插刀齿轮插刀第第19页页/共共40页页范成法加工齿轮范成法加工齿轮齿条插刀齿条插刀 v加工方法：加工方法：相当于齿轮与齿条的相当于齿轮与齿条的啮合，与齿轮插刀的加工方法相啮合，与齿轮插刀的加工方法相同。同。刀具形状：刀具形状：与标准齿条的与标准齿条的齿形相同，齿形相同，只是齿顶高只是齿顶高出出c*m部分，部分，高出的高出的c*

9、m部分齿顶为部分齿顶为圆弧齿廓。圆弧齿廓。第第20页页/共共40页页优点：优点：用一把插刀可以加工出用一把插刀可以加工出m、a a相同相同而齿数不同的各种齿轮而齿数不同的各种齿轮(包括内包括内齿轮齿轮)。缺点：缺点：切削不连续，生产切削不连续，生产效率较低。效率较低。范成法加工齿轮范成法加工齿轮齿轮插刀、齿条插刀小结齿轮插刀、齿条插刀小结第第21页页/共共40页页 0 0范成运动范成运动被加工齿轮被加工齿轮进给进给范成法加工齿轮范成法加工齿轮齿轮滚刀齿轮滚刀第第22页页/共共40页页齿轮滚刀形状：齿轮滚刀形状：外形象螺外形象螺旋，其轴剖面为一个齿条旋，其轴剖面为一个齿条刀具。刀具。齿轮滚刀加工

10、齿轮滚刀加工第第23页页/共共40页页范成法加工齿轮范成法加工齿轮齿轮滚刀齿轮滚刀第第24页页/共共40页页 0 0滚刀倾斜滚刀倾斜 范成运动范成运动被加工齿轮被加工齿轮滚刀滚刀进给进给进给进给 v 0切削切削 0滚刀轴剖面相当于齿滚刀轴剖面相当于齿条条相当于齿轮齿条啮合传动相当于齿轮齿条啮合传动第第25页页/共共40页页tttt 优点：优点：用一把滚刀可以加工出用一把滚刀可以加工出 m、 a a相同而齿数不同的各种相同而齿数不同的各种齿轮，切削连续，生产效率高。齿轮，切削连续，生产效率高。缺点：缺点：不能加工内齿轮。不能加工内齿轮。为了切制出平行与齿坯轴线的直齿，应为了切制出平行与齿坯轴线的

11、直齿，应使刀具的轴线偏转螺旋升角。使刀具的轴线偏转螺旋升角。范成法加工齿轮范成法加工齿轮齿轮滚刀小结齿轮滚刀小结第第26页页/共共40页页范成法加工的特点：范成法加工的特点：同一刀具可以加工模数和压力角相同，齿数不同的齿轮同一刀具可以加工模数和压力角相同，齿数不同的齿轮刀具连续切削，生产效率高，精度高，用于批量生产。刀具连续切削，生产效率高，精度高，用于批量生产。范成法加工齿轮小结范成法加工齿轮小结第第27页页/共共40页页 齿轮的加工方法齿轮的加工方法 齿轮的根切与最小齿数齿轮的根切与最小齿数 变位齿轮变位齿轮第第28页页/共共40页页齿轮的根切齿轮的根切用范成法加工齿轮，有时刀具的顶部会切

12、入被加工齿轮的根部，且将轮齿根部的一段渐开线切掉，这种现象称为齿轮的根切现象根切现象。轮齿产生根切将对齿轮传动质量产生不利影响，必须设法避免。第第29页页/共共40页页原渐开线部分刀具实际切出的曲线渐开线根部被切去基圆根切演示第第30页页/共共40页页NrbarV=rC齿轮与刀具作范成运动，刀具的速度V=r刀具基圆分度圆产生根切的原因第第31页页/共共40页页rCNB结论结论: :用展成法加工渐开线齿轮时，用展成法加工渐开线齿轮时，当当刀具的齿顶线与刀具的齿顶线与啮啮合线交极限点合线交极限点N N之外时，之外时，必发生根切。必发生根切。第第32页页/共共40页页NBPh*amxmGa标准齿轮（

13、x=0）标准直齿轮不发生根切的条件为： z ZminZmin = 2 h*a/（ Sin2 a ）Zmin称为最少齿数，即用范成法加工标准齿轮时，刚刚不发生根切的齿数。当h*a =1.0， a=200时， Zmin =17最小不根切齿数最小不根切齿数第第33页页/共共40页页 齿轮的加工方法齿轮的加工方法 齿轮的根切与最小齿数齿轮的根切与最小齿数 变位齿轮变位齿轮第第34页页/共共40页页 齿条刀中线由切制标准齿轮的位置沿轮坯径向远离或靠近齿轮中心所移动的距离称为径向变位量x m（简称变位量），其中x称为径向变位系数（简称变位系数）。齿条刀中线相对于被切齿轮分度圆可能有三种情况分度圆分度圆(中

14、线)节线节线中线中线节线xmxm第第35页页/共共40页页负变位齿轮正变位齿轮标准齿轮分度圆 若若用同一把齿条刀切出齿数相同的标准齿轮、正变位齿轮及负变位齿轮的轮齿（模数、压力角、齿数相同），它们的齿廓是相同基圆上的渐开线（齿形一样），只是取渐开线的不同部位作为齿廓。 它们的分度圆直径、基圆直径及齿距是相同的mpmzddmzdbp pa aa a ,coscos,pb= p pmcosa a第第36页页/共共40页页变位齿轮意义（标准齿轮的不足）：1）一对啮合的标准齿轮，由于小齿轮齿根厚度薄，参与啮合的次数又较多，因此强度较低，容易损坏，影响了齿轮传动的承载能力。 2）标准齿轮中心距用a表示，若实际需要的中心距（用A表示）Aa,可以安装，却产生大的侧隙，重合度也降低，都影响了传动的平稳性。 3）若滚齿切制的标准齿轮齿数小于17，则会发生根切现象，影响实际使用。第第37页页/共共