下册 第一篇 第五章 齿轮传动幻灯片.ppt

5.5 渐开线齿轮的加工 第五节 渐开线齿轮的加工 一、渐开线齿轮的加工原理 ※ 展成法 利用齿轮啮合原理来切削轮齿轮廓的。 齿轮插齿加工轮齿 齿条插齿加轮齿 齿轮滚刀加工轮齿 特点：刀具简单、加工精度高、生产效率也高。 分类 齿轮与齿轮啮合或齿轮与齿条啮合时，其齿廓互为共轭的包络线 展成法 插齿 滚齿 齿轮形插刀 齿条形插刀 滚刀 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，另一个齿轮则为被切齿轮毛坯，刀具的一系列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。 ※ 展成法 范成法加工渐开线齿轮的方法 齿轮形插刀插齿 用齿轮插刀加工齿轮时，齿轮插刀的节圆与被加工齿轮的节圆相切并作纯滚动，这种运动称为范成运动。 展成运动 切削运动 进给运动 让刀运动 ω0、z0为刀具的角速度和齿数， ω、z为被加工齿轮的角速度和齿数 齿条形插刀插齿 齿条刀切制齿轮 V刀 范成运动 切削运动 进给运动 让刀运动 齿条刀具的节线与被加工齿轮的分度圆相切并作纯滚动，这种运动称为范成运动。 齿条刀具移动速度v与齿轮的分度圆线速度相等 滚刀切制齿轮 滚刀加工齿轮 滚刀1 被加工齿轮2 n1 n2 范成运动 i12= n1 /n2=z2/z1 把滚刀做成蜗杆形状 该蜗杆的轴截面为直线齿形 滚刀旋转时，相当于直线齿廓的齿条沿其轴线方向连续不断地移动 滚齿原理 常用的阿基米德螺线滚刀，其轴面内齿廓即齿条 用一把滚刀可以加工出 m、α相同而齿数不同的各种齿轮，切削连续，生产效率高。 优点 缺点 不能加工内齿轮。 工程实例 5.6 渐开线齿轮精度等级及标准 第五章 齿轮传动 一般机械中，当圆周速度v≤5m/s，轮齿为直齿时，多采用8级精度； 中、高速重载齿轮，当v≤10m/s时可采用7级精度； 低速、轻载、不重要的齿轮可采用9级精度。 渐开线齿轮精度等级的国家标准GB/T10095.1-2001规定 13个等级 0级最高---12级最低 5.7 失效和材料 第五章 齿轮传动 （一）齿轮的失效 ※ 轮齿折断 疲劳折断：超过弯曲疲劳极限引起的。 过载折断：严重过载或受冲击载荷引起的。 ※ 齿面点蚀 定义：齿轮工作表面出现一些小凹坑，当点面积不断扩展时，使齿轮啮合情况恶化而失效。 ※ 齿面磨损 原因：齿轮传动时，两相互啮合的齿廓表面有相对滑动，引起表面磨损。 ※ 齿面胶合 定义：高速重载、啮合区温度升高引起润滑失效，齿面金属直接接触并相互粘连，较软的齿面被撕下而形成沟纹 ※ 齿面塑性变形 原因：软齿面齿轮在承受重载时，齿面可能产生局部塑性变形而失去正确的齿形。 5.7 失效和材料 第五章 齿轮传动 （一）齿轮的失效 2.设计准则 渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计 对于闭式齿轮传动：1）软齿面（≤350HBS）齿轮主要失效形式是齿面点蚀，故可按齿面接触疲劳强度进行设计计算，按齿根弯曲疲劳强度校核。2）硬齿面（350HBS）或铸铁齿轮，由于抗点蚀能力较高，轮齿折断的可能性较大，故可按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，按齿面接触疲劳强度校核。 对于开式齿轮传动中的齿轮，齿面磨损为其主要失效形式，故通常按照齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的模数，考虑磨损因素，再将模数增大10%——20%，而无需校核接触强度。 齿轮的常用材料 由轮齿的失效分析可知，齿轮材料的基本要求 ：齿面硬、齿芯韧即： (1)齿面应有足够的硬度，以抵抗齿面磨损、点蚀、胶合以及塑性变形等； (2)齿芯应有足够的强度和较好的韧性，以抵抗齿根折断和冲击载荷： (3)应有良好的加工工艺性能及热处理性能．使之便于加工且便于提高其力学性能。 最常用的齿轮材料是钢． 此外还有铸铁及一些非金属材料等。 5.7 失效和材料 第五章 齿轮传动 （二）齿轮的常用材料及选择 ※ 常用材料 常用的齿轮材料是优质碳素钢、合金钢，一般多用锻件；当较大直径齿轮不易锻造时，可采用铸钢或球墨铸铁。常用齿轮材料的力学性能和应用范围见表5-4。 ※ 选材原则 →根据齿轮的工作特点 →合理选择材料配对 →考虑加工工艺 1．锻钢锻钢因具有强度高、韧性好、便于制造、便于热处理等优点，大多数齿轮都用锻钢制造。 齿轮的常用材料 ??? (1)软齿面齿轮：齿面硬度350HBS，常用中碳钢和中碳合金钢，如45钢．40Cr，35SiMn等材料，进行调质或正火处理。这种齿轮适用于强度。精度要求不高的场合，轮坯经过热处理后进行插齿或滚齿加工，生产便利、成本较低。??? 在确定大．小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30一50HBS，这