《机械基础》(教程全集)8章.ppt

机械基础 由于成形法是用一把铣刀加工不同齿数的齿轮，齿廓存在一定的误差，加工精度低；又因切齿不连续，生产效率低，故不宜用于成批生产。成形法常用于齿轮修配和大模数齿轮的单件生产中。低精度的锥齿轮也常用成形法来加工。2.展成法展成法加工是利用一对齿轮(或齿轮与齿条)啮合时，其共扼齿廓互为包络的原理来切齿的。如工厂里常用的插齿、滚齿、剃齿、磨齿等加工方法，都属展成法，其中剃齿和磨齿为精加工方法。(1)插齿图8-30a所示为用齿轮插刀加工齿轮的情形。插齿时，插刀与轮坯按一对齿轮啮合关系作旋转运动，同时插刀沿轮坯的轴线作上下的切削运动，这样，插刀切削刃相对于轮坯的各个位置所组成的包络线(图8-30b)即为被加工齿轮的齿廓。 当齿轮插刀的齿数增加到无穷多时，其基圆半径变为无穷大，则齿轮插刀演变成齿条插刀。如图8-31所示，在加工时，插刀沿轮坯轴线作上下的切削运动和让刀运动，轮坯件转动，这样，齿条插刀切削刃相对于轮坯的各个位置所组成的包络线即为被加工齿轮的齿廓。(2)滚齿用齿条刀具加工齿轮为断续切削，生产效率较低。滚齿是利用滚刀在滚齿机上加工齿轮的(图8-32)。在垂直于轮坯轴线并通过滚刀轴线的主剖面内，刀具与轮坯相当于齿条(刀具刃形)与齿轮的啮合。滚齿加工过程接近于连续过程，故生产效率较高。 图8-31　用齿条插刀加工齿轮 图8-32　用齿轮滚刀加工齿轮 8.10.2根切现象与最少齿数当用展成法加工齿轮时，如果齿数太少，则刀具的齿顶会将轮坯的根部过多地切去，如图8-33a所示，这种现象称为根切现象。轮齿根切后，齿根抗弯强度削弱，还会切去齿根部分的渐开线，使一对轮齿的啮合过程缩短，降低重合度，从而影响传动的平稳性。用齿条插刀或齿轮滚刀加工齿轮时，当α=20°、h*a＝1时，由图8-33b可推得不产生根切的最少齿数为 对于斜齿圆柱齿轮，由于其当量齿数zv=z/cos3β,因此在当量齿轮不发生根切时的最少齿数zvmin=17时，zmin=17cos3β＜17，即只要取适当的β角，就可以使斜齿轮不发生根切的最少齿数减少。标准直齿锥齿轮不产生根切的最小齿数为zvmin=zvmincosδ＝17cosδ。 标准直齿锥齿轮的几何尺寸如图8-20所示，计算公式见表8-6(Σ＝δ1＋δ2＝90°) 一对标准直齿锥齿轮的正确啮合条件为：两轮大端的模数和压力角分别相等，即 图8-19　锥齿轮传动 图8-20　锥齿轮的几何尺寸 8.7.3直齿锥齿轮的当量齿数直齿锥齿轮的齿廓曲线为空间的球面渐开线。由于球面无法展开为平面，这给设计计算及制造带来不便，故采用近似方法来解决。图8-21所示为锥齿轮的轴向剖视图，大端球面齿廓与轴向剖面的交线为圆弧acb，过c点作切线与轴线交于O′，以O′O为母线，绕轴线旋转所得的与球面齿廓相切的圆锥体，称为背锥。投影在背锥面上的齿形可近似代替大端球面上的齿形。将背锥展开，形成一个平面扇形齿轮；如将此扇形齿轮补足为完整的齿轮，则所得的平面齿轮称为直齿锥齿轮的当量齿轮。当量齿轮分度圆直径用dv表示，其模数为大端模数，压力角为标准值，所得齿数zv称为当量齿数。 当量齿数zv与实际齿数z的关系为 式中δ——分度圆锥角。用成形法铣制锥齿轮时，铣刀号码应按当量齿数zv选取。 图8-21　背锥与当量齿轮 蜗杆传动的特点和应用蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，常用于传递空间两垂直交错轴间的运动和动力(图8-22)。通常蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。 根据外形不同，蜗杆分为圆柱蜗杆(图8-22a)、环面蜗杆(图8-22b)和锥面蜗杆(图8-22c)三类。圆柱蜗杆制造简单，应用广泛，本节仅介绍圆柱蜗杆。 圆柱蜗杆按其齿廓形状不同，可分为阿基米德(ZA)蜗杆(又称普通蜗杆)，渐开线(ZI)蜗杆和延伸渐开线(ZN)蜗杆。本节仅介绍常用的阿基米德蜗杆。按螺旋方向不同，蜗杆可分为右旋和左旋，一般多用右旋。蜗杆的常用头数z1=1～6。蜗杆传动具有传动比大，结构紧凑、传动平稳、噪声小、可以自锁等优点。但因齿面间存在较大的滑动速度。因此摩擦损耗大，传动效率低，一般为0.7～0.9。自锁时，效率仅为0.4左右，故蜗杆传动只适用于功率不太大的场合。 8.8.2蜗杆传动的基本参数和几何尺寸1.蜗杆传动的基本参数(1)模数m、压力角α和齿距p如图8-23所示，在垂直于蜗轮轴线且通过蜗杆轴线的中间平面内，蜗杆与蜗轮的啮合就如同齿条与齿轮的啮合。为了加工方便，规定中间平面上的参数为标准值，即蜗杆的轴向参数(下角标a1)与蜗轮的端面参数(下角标t2)分别相等，即 图8-23　蜗杆传动的几何尺寸 (2)蜗杆分度圆直径d1由于蜗轮是用相当于蜗杆的滚刀来加工的，为限制蜗轮滚刀的数量，将蜗杆分度圆直径规定为标准值，其值与模数m匹配，见表8-7。 注：括号中的数字尽可能不