渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动课件

1、2.重合度的计算两对齿同时啮合时的法向距离等于基圆齿距pb,而任一对齿轮的啮合点必在线段AB之间，必须AB pb用重合度表示：=AB/ pb =端面作用弧/齿距1这是齿轮的连续传动条件。设计时一般取 1.11.5重合度的计算公式为（不推导）：对直圆柱齿轮=00，渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动单双齿啮合要求：顶隙:三、齿轮传动的无侧隙啮合及标准中心距对标准齿轮传动有 :s1 = e2 = s2 = e1= m/2即当分度圆与节圆重合时，齿侧间隙为零，这时中心距称标准中心距齿侧间隙 一齿轮节圆上的齿槽宽与另一齿轮节圆上的齿厚之差渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动当 时， ？渐开线标准直齿圆柱齿轮的

2、啮合传动若则渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动例三：已知一对外啮合正常齿标准直齿轮的参数为：Z1=19,Z2=42,m=5mm,=200。试求：两轮的标准中心距a;基圆半径rb1和rb2;齿顶圆半径ra1和ra2;齿顶圆压力角a1;基圆齿距pb1。并准确绘出这对齿轮传动的理论啮合线N1N2(设主动轮1顺时针转动);实际啮合线AB;节圆和啮合角。求重合度,并画出单齿及双齿啮合区。说明这对齿轮能否连续传动?为什么? 解：1.计算中心距、rb1和rb2、ra1和ra2、a1、pb12. 求重合度 所以，可以连续传动渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动5-6 渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮简介一、切齿原理按

3、切齿原理 仿形法 范成法1、仿形法这种方法是用盘状铣刀或指状铣刀在普通铣床上将轮坯齿槽部分材料逐一铣掉，其铣刀轴向剖面形状和齿轮齿槽的齿廓形状完全相同。盘状铣刀加工，指状铣刀加工加工特点：生产率低、加工精度低，但设备简单、刀具价廉，多用于单件修配和小批量生产。为什么加工精度低？齿廓形状决定于基圆rb = mzcos ，故m一定，但z不同，齿形有差异，所以要制造精确，对每一模数于每一种齿数就要准备一把铣刀，就是不可能的。实际情况是一把标准铣刀对应于一定模数和几种齿数的齿轮。 2、范成法这种方法是利用一对齿轮互相啮合时其轭齿廓互为包络线原理来切齿的。1）插齿a、范成运动：插刀和轮坯以 i=n刀/

4、n坯= z坯/ z刀恒定传动 比回转，它如同齿轮啮合传动一样。b、切削运动：插刀沿轮坯轴线作往复切削运动。c、进给运动：插刀向轮坯中心逐步移动，直至达到规定中心距。d、让刀运动：为防止损伤切好的齿面，退刀时有一个让刀运动。同样原理也可用于齿条插刀 加工渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮简介二、变位齿轮简介1、根切现象用范成法加工齿轮时，当刀具的齿顶超过了N1点时，因基圆内无渐开线，则超过N点的刀刃会在轮齿根部切去已加工好的渐开线齿廓，这种现象称根切现象。危害：抗弯 降低齿轮传动的重合度2. 不发生根切现象的最小齿数N1相对节点C越高，根切的可能性越小N1高， rb = mzcos 大，Z大不根切

5、Zmin= 172) 滚齿渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮简介下一张 返回渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮简介2、变位齿轮产生根切原因是刀具的齿顶超过了N点，为此将刀具沿径向移至图实线位置，就不会发生根切现象。（这时刀具基准线不与轮坯分度圆相切）。移动的距离称为变位量，以xm表示，x变位系数，m模数。规定： 刀具移远 正变位，正变位齿轮 刀具移近 负变位，负变位齿轮。标准齿轮与变位齿轮比较：模数、齿数、分度圆和基圆一样，但齿厚、齿根圆、齿顶圆与标准齿轮不同。作用 避免根切、提高强度渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮简介5-7 齿轮传动的损伤形式及计算准则一、主要失效形式（五种）1、轮齿折断疲劳折断（断

6、口情况）有弯曲变应力作用裂纹折断齿根又有应力集中单齿面工作脉动双齿面工作对称过载折断（断口情况）冲击或短时严重意外过载，静应力超过极限应力所造成的。减轻措施：a、热处理，使齿芯韧性好b、正变位c、减小齿根应力集中2、齿面点蚀点蚀是一种齿面呈麻点状的疲劳损伤轮齿表面有脉动应力疲劳裂纹麻点凹收敛性点蚀载荷不大，工作初期发生，跑合后不再扩展甚至消失。破坏性点蚀载荷足够大，早期点蚀不断扩张和发展危害：强烈的振动和噪声。齿轮传动的损伤形式及计算准则3、齿面磨损齿面间有较硬的杂质齿面上沿滑动方向有较均匀的条痕。是开式齿轮主要失效。磨损后必须换油。减轻措施：提高硬度及质量、 注意清洁。点蚀一般首先出现在节线

7、附近靠近齿根处原因？a、节线处相对滑动速度低难于形成油膜；b、节线处是单对齿啮合；软齿面（HB350）易发生点蚀；硬齿面（HB350）不易发生点蚀；开式齿轮，由于磨损快，不会发生点蚀。减轻措施：提高硬度和润滑油粘度。齿轮传动的损伤形式及计算准则4、齿面胶合胶合是相互啮合的轮齿表面在一定的压力下直接接触粘连到一起，同时伴随齿面的相对运动，使金属从齿面上撕落现象。热胶合重载高速摩擦热大，油膜破坏金属熔焊工作面沿滑动方向有撕裂状沟痕，胶合部有颜色变化（回火）。冷胶合重载低速（未经跑合）局部压力很大金属粘着跑合后会消失。齿轮传动的损伤形式及计算准则5、齿面的塑性变形在过大应力作用下，齿面材料因屈服而产

8、生塑变。主动轮在节线附近产生凹沟；从动轮在节线附近产生凹棱。 轮齿折断 硬齿（HB350） 闭式 疲劳点蚀 软齿（HB350）闭式主要失效 齿面磨损 开式（硬齿、软齿） 齿面胶合 高速重载、低速重载 齿面塑变 软齿小结：齿轮传动的损伤形式及计算准则二、计算准则通常只对轮齿折断进行齿根弯曲，疲劳强度计算；对疲劳点蚀进行齿面接触疲劳强度计算。计算准则：闭式软齿面按接触疲劳强度设计按弯校核。（一个或一对HB350）闭式硬齿面按弯曲疲劳强度设计按接校核。开式齿轮按弯曲疲劳强度设计，用降低许用应力方法来考虑磨损影响。对齿面磨损、塑变无成熟的计算方法。对胶合用于较特别场合。齿轮传动的损伤形式及计算准则齿轮

9、传动实例齿轮破坏实例一： 东方红33号轮上的齿轮减速器，齿轮为软齿面。其齿面既有点蚀破坏，又有齿轮折断，说明齿轮的破坏不是单独的一种，有时有几种破坏同时存在。又如车辆厂用的起重机旋转机构中的齿轮有胶合和塑性变形同时存在。齿轮破坏实例二： 沙市装卸公司，1976年设计5t浮吊，旋转大齿轮失效。第一次轮齿断裂，原因是轮齿材料内有空气泡。第二次由于齿轮椭圆度太大，造成整个轮齿断裂。齿轮破坏实例三： 开式齿轮一般在尘砂较大的场合工作，通常主要是磨损，而不会出现点蚀，因为当产生裂纹时，早有磨粒将裂纹磨掉，如水泥机械中的开式传动。但是像武汉标准件厂制造螺栓的开式齿轮传动，它是安放在厂房里的，也有油润滑，在

10、这种齿轮上，仍然出现点蚀破坏，而不磨损。这是因为磨损较少，点蚀破坏仍然是主要的。齿轮传动实例齿轮传动实例设计方法实例： 设计方法,就好比我们做衣服选衣料，做夏天的衣服购置夏天的布料，按夏装设计，而做冬天的衣服就购置冬天的布料，按冬装设计。我们选齿轮材料也是一样，采用不同的材料其设计方法就不同，如渗碳淬火（硬齿面）齿轮与调质处理（软齿面）的齿轮设计方法就不一样。5-7 齿轮材料及热处理（自学）齿轮材料选择实例一： 选材料时要尽量不用合金钢，有些合金元素还要进口，例如过去镍(Ni)要进口，我们就要用三吨对虾去换一吨镍，所以只有在重要场合才用合金钢，要根据具体情况来选用，要尽量节约材料。齿轮材料选择实例二： 船用齿轮箱中的齿轮，由于速度较高，而且在倒车时还受有冲击载荷，并且要求体积小，因此采用18CrMnTi或20CrMnTi渗碳淬火，其表面硬度高，内部硬度软。这好比煎荷包蛋，外面要硬，里面要软，这样才好吃。齿轮传动实例齿轮材料选择实例三： 武汉汽车配件厂测绘制造日本变速箱齿轮，运转不到lh，就折断了，后来加大齿根圆角与对齿根进行喷丸处理，很快解决了问题。渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮简介动态产生根切的原因 当刀具齿顶线与啮合线的交点超过啮合极限点N，刀具由位置继续移动时，便将根部已切制出的渐开线齿廓再切去一部分。齿轮根切现象rrbpNB刀刃节线0齿