第10章齿轮机构及其设计预案.ppt

作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 指状铣刀加工 盘铣刀加工 铣刀旋转，工件进给 分度、断续切削。 适用于加工大模数 m20 的齿轮和人字 齿轮。 由db=mzcosα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，就需要一把刀具。这在工程上是不现实的。 进给 分度 分度 切削 ω 切削 ω 进给 成形法加工的特点： 产生齿形误差和分度误差，精度较低，加工不连续，生产效率低。适于单件生产。 作者：潘存云教授 铣刀 号数 所切 齿轮 12～13 14～16 17～20 21～25 26～34 35～54 55～134 ≥135 齿数 8把一组各号铣刀切制齿轮的齿数范围 1 2 3 4 5 6 7 8 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 ω ω0 ω ω0 齿轮插刀加工 i=ω0 /ω=z/z0 2. 范成法 2.1 齿轮插刀 共轭齿廓互为包络线 切削运动 ω ω0 范成运动 让刀运动 进给 切削 让刀 ω v 范成 V＝ωr＝ωmz/2 2.2 齿条插刀 插齿加工过程为断续切削，生产效率低。 齿条插刀加工时齿廓包络过程 作者：潘存云教授 滚刀 进给 进给 ω0 ω v ω ω0 范成运动 V＝ωr＝ωmz/2 γ 滚刀倾斜 t t 滚刀轴剖面 相当于齿条 相当于齿轮齿 条啮合传动 ω0 切削 2.3 齿轮滚刀 被加工齿轮 为什么滚刀要倾斜一个角度呢？ 设计：潘存云 范成法加工的特点： 一种模数只需要一把刀具连续切削，生产效率高，精度高，用于批量生产。 t t t t γ 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 hf=(h*a+ c*)m 三、用标准齿条型刀具加工标准齿轮 标准齿条型刀具比基准齿形高出c*m一段切出齿根过渡曲线。 非渐开线讨论切制原理时不考虑此部分。 GB1356-88规定了标准齿条型刀具的基准齿形。 1. 标准齿条型刀具 2. 用标准齿条型刀具加工标准齿轮 h*am 分度线 分度圆 ha=h*am 加工标准齿轮： 刀具分度线刚好与轮坯的分度圆作纯滚动。 加工结果： s＝e＝πm/2 e s ha=h*am hf=(h*a+ c*)m h*am c*m c*m 顶线 α=20° πm/2 πm/2 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 P α α rb r ra N1 O1 分度圆 基圆 1. 根切现象 图示现象称为轮齿的根切。 根切的后果： ①削弱轮齿的抗弯强度； 2. 根切的原因 ②使重合度ε下降。 四、 渐开线齿廓的根切 2 3 B1 PB2PN1 不根切 1 刀具在位置1开始切削齿间； 在位置2开始切削渐开线齿廓； 在位置3切削完全部齿廓； 当B2落在N1点的下方： PB2PN1 B2 作者：潘存云教授 P α α rb r ra N1 O1 3 PB2=PN1 不根切 1 刀具在位置1开始切削齿间； 在位置2开始切削渐开线齿廓； 在位置3切削完全部齿廓； 当B2落在N1点之上： PB2=PN1 2 B1 B2 作者：潘存云教授 O1 P α α N1 rb r 1 发生根切 4 M 在位置2开始切削渐开线齿廓；在位置3切削完全部齿廓； 已加工好的齿廓根部落在刀刃的左侧，被切掉。 刀具沿水平移动的距离： N1M ＝rφ 沿法线移动的距离： N1K ＝ N1Mcosα 弧长与直线长度相等： N1K ＝ N1N’1 到达位置4时，轮坯转过φ K 强调B2的位置 强调N’1是齿廓起始点,并证明该点落在刀刃左边 基圆转过的弧长为： N1 N’1＝rbφ ＝ rφcosα ＝ rφcosα 2 B1 B2 3 α φ N’1 根切 作者：潘存云教授 O1 P α N1 rb r 结论：刀具齿顶线与啮合线的交点B2落在极限啮合点 N1的右上方，必发生根切。 根切条件为： PB2PN1 B2 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 B’ ra2 P 3. 渐开线齿轮不发生根切的最少齿数 当被加工齿轮的模数m确定之后，其刀具齿顶线与啮合线的交点B2就唯一确定， 极限啮合点N1的位置随基圆大小变动 当N1 B2两点重合时，正好不根切。 不根切的条件： 在△PN1O1 中有： 在△PB2B’ 中有： 代入求得： z≥2 ha*/ sin2α 取α=20°, ha*=1，得: zmin=17 h*am 即： zmin＝2 ha*/ sin2α P N1≥P B2 =mzsinα/2 PN1=rsinα PB2=ha*m/si