兰州理工大学机电工程学院机械设计基础课件 齿轮机构.ppt

ω ω0 ω ω0 齿轮插刀加工 i=ω0 /ω=z/z0 二、范成法 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. 齿条插刀 插齿加工过程为断续切削，生产效率低。 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 3. 齿轮滚刀 被加工齿轮 为什么滚刀要倾斜一个角度呢？ 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 4.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。 4.1标准齿条型刀具 4.2用标准齿条型刀具加工标准齿轮 h*am h*am c*m πm/2 πm/2 α=20° 分度线 分度圆 hf=(h*a+ c*)m 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 顶线 e s ha=h*am hf=(h*a+ c*)m c*m P α α rb r ra N1 O1 分度圆 基圆 一、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； 以下分析产生根切的原因: ②使重合度ε下降。 §4－7 根切现象、最少齿数及变位齿轮 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 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 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 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 P 二、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， 这时极限啮合点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/sinα B2 B’ α rb3 N1 rb N1 O1 rb1 N1 r α 三、变位齿轮及其齿厚的确定 标准齿轮的优点： 计算简单、互换性好。 缺点： ①当zzmin时，产生根切。但实际生产中经常要用到 zzmin的齿轮。 ②不适合 a’≠a的场合。a’a 时，不能安装。当a’a 时，产生过大侧隙，且ε↓ ③小齿轮容易坏。原因：ρ小，滑动系数大，齿根 薄。希望两者寿命接 近。 为改善上述不足，就必须对齿轮进行变位修正。 N1 α α 1.加工齿轮时刀具的移位 从避免根切引入 为避免根切，可径向移动刀具 xm B2 x-----为移距系数。 xm xm ----移距 B2 靠近轮坯中心时，x 0， 负变位齿轮。 规定: 远离轮坯中心时，x0， 正变位齿轮。 刀具中线 正变位齿轮 x0 ha hf 由于刀具一样，变位齿轮的基本参数m、z、α与标准齿轮相同，故d、db与标准齿轮也相同，齿廓曲线取自同一条渐开线的不同段。 标准齿轮 x＝0 分度圆 负变位齿轮 x0 变位后，齿轮的齿顶高与齿根高有变化。 分度圆 P N1 基圆 O1 α rb 2.齿厚与齿槽宽的确定 齿厚： s=πm/2 xmtgα a b