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第五章 齿轮机构及其设计 §5.4 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 一、渐开线齿轮传动的特性 1. 渐开线齿轮传动满足定传动比传动 2. 渐开线齿轮传动的啮合线及啮合角 啮合过程动画 二、渐开线齿轮传动的正确啮合条件 M1L1=Pn1 and M2L2=Pn2； 例题 答案 §5.5 渐开线齿轮的加工原理 一、仿形法 盘形铣刀 仿形法的特点 仿形法的特点 优点：可在普通铣床上加工，不需专用机床。 缺点：1）因加工好一个齿槽后要转过一个角度， 故生产效率较低。 2）因铣刀数量有限，故加工出来的齿轮精 度较低。 二、范成法 三、标准齿条型刀具 四、标准齿条型刀具加工标准齿轮 例题1 例题2 齿轮插刀加工外齿轮过程 齿轮插刀加工内齿轮过程 齿轮插刀加工齿轮的运动 1.范成运动 插刀和轮坯按恒定传动比缓慢 运动，是加工齿轮的主运动。 2.切削运动 Cutting motion 为了形成齿槽,并将齿槽部分的材料切去,插刀需沿轮坯轴线方向作往复运动. 3.进给运动 Feed motion 为了切出全齿高,插刀向轮坯方向作进给运动. 4.让刀运动 Retreat motion 为了防止插刀向上退刀时与轮坯发生摩擦损伤已切好的齿面等原因,所以在插刀退刀时,轮坯需沿径向让开一小段距离,,在插刀向下切削时,轮坯又恢复到原来的位置. 范成运动：相当于齿轮齿条的啮合。 齿轮的渐开线齿廓和齿条的直线齿廓是共轭齿廓，它们互为包络。所以当刀刃齿廓为直线时，切制出来的齿轮齿廓定是渐开线。 齿条插刀 rack-shaped shaper cutter 齿条插刀的形状与齿条形状基本相同，齿条的齿廓为一直线，只是刀具顶部比正常齿条高出c*m，以便切出顶隙部分。 根据正确啮合条件，被切齿轮的模数和压力角与插刀的模数和压力角相等，故用同一把插刀切出的齿轮都能正确啮合。 齿轮滚刀 滚刀的形状像一螺旋，它的齿廓在水平面上的投影为一齿条。 用齿轮滚刀滚切直齿时，滚刀的轴线与轮坯端面之间的夹角应等于滚刀的螺纹升角，这样滚刀螺纹的切线方向（或者说刀齿螺旋线方向）恰与轮坯的齿向相同，滚刀在轮坯端面上的投影为一齿条。 齿轮滚刀 范成运动：滚刀和轮坯分别绕自己的轴线转动。 滚刀的连续转动，相当于一根无限长的齿条在作连续移动，而转动的轮坯则成为与其啮合的齿轮。 齿轮滚刀在转动的同时，还需沿轮坯轴线方向作移动。 齿轮滚刀 滚刀的转动提供切削运动，等价于齿条型切刀的连续移动。 分析三种刀具的优缺点： 齿轮插刀加工齿轮 切削是不连续的，生产率较低，但可加工内齿轮。 齿条插刀加工齿轮 切削是不连续的，生产率较低。 齿轮滚刀加工齿轮 切削是连续的，生产率较高，适用于大批量生产。 用范成法加工齿轮时，只要刀具和被加工齿轮的模数、压力角相同，则不管被加工齿轮齿数的多少，都可用同一把刀具加工出来。 三、标准齿条型刀具 顶刃线c*m大于齿顶线，目的是为切削齿轮根部的轮廓以提供顶隙。 顶刃线c*m大于齿顶线，目的是为切削齿轮根部的轮廓以提供顶隙。 使用标准齿条形刀具加工标准齿轮时，采用的是范成法。 四、标准齿条型刀具加工标准齿轮 不论是否是标准齿轮，切制齿轮时，刀具和坯料之间的线速度满足: 当切制标准齿轮时，刀具的分度线应与齿轮的分度圆相切。刀具的分度线与齿轮的分度圆作纯滚动。 齿轮分度圆上的 m、?、 p、 s 和e与刀具分度线上的这些值分别相等。 当刀具的s2和e2在分度线上相等时，所切削的齿轮有: s = e = p/2 = ?m/2。 齿轮的齿根圆被刀具的齿顶线切削。 齿轮的齿顶圆在车床上被切削，而不是被齿轮刀具切削。 基圆 渐开线齿廓的根切现象： 用范成法加工齿廓时，有时会发现刀具的齿顶部分把被加工齿轮齿根部分已经切削出来的渐开线齿廓切去一部分，这种现象称为根切现象。 根切造成的不良影响： 由于齿根部分严重削弱，使轮齿的弯曲强度大大减弱； 当根切侵入渐开线齿廓工作段时，使??下降，严重时会使??＜1，影响传动的平稳性，破坏定传动比传动，故应力求避免根切。 五、渐开线齿廓的根切及最少齿数 五、渐开线齿廓的根切及最少齿数 产生根切的原因 以齿条刀具为例讨论根切现象发生的原因： 齿条刀具的中线与被切齿轮的分度圆切于节点P。 刀具齿顶线MM’与啮合线的交点B2已经超过了被切齿轮的极限点N。 B1－被切齿轮齿顶圆与啮合线的交点。 当刀具齿廓从B