機(jī)械原理教案課件

8.7漸開線齒廓的加工8.8變位齒輪概述8.9變位齒輪傳動(dòng)8.10斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)8.11交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)8.12蝸桿傳動(dòng)8.13直齒圓錐齒輪傳動(dòng)8.14其他曲線齒廓的齒輪傳動(dòng)簡介

8齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)

8.7漸開線齒廓的加工8.8變位齒輪概18.7漸開線齒廓的加工8.7.1齒廓切制的基本原理齒輪齒廓的成型可以采用以下方法。(1)用盤狀銑刀的仿形法加工輪齒(2)用指狀銑刀的仿形法加工輪齒(3)用齒輪型刀具加工輪齒(4)用齒條型刀具加工輪齒(5)冷熱擠壓成型(6)激光切割、電火花切割成型8.7漸開線齒廓的加工8.7.1齒廓切制的基本原理齒2(1)

盤狀銑刀仿形法加工盤狀銑刀圖8－18盤狀銑刀仿形法加工原理圖≥13555-13435-5426-3421-2517-2014-1612-1387654321銑刀號(hào)齒數(shù)范圍表8－5銑刀切削齒輪的齒數(shù)范圍

1.仿形法(1)盤狀銑刀仿形法加工盤狀銑刀圖8－18盤狀銑刀3指狀銑刀(2)

指狀銑刀仿形法加工圖8－19指狀銑刀仿形法加工原理圖≥13555-13435-5426-3421-2517-2014-1612-1387654321銑刀號(hào)齒數(shù)范圍表8－5銑刀切削齒輪的齒數(shù)范圍指狀銑刀(2)指狀銑刀仿形法加工圖8－19指狀銑4(1)用齒輪型刀具加工輪齒的原理

展成法是利用一對(duì)齒輪相嚙合傳動(dòng)時(shí)，其共軛齒廓互為包絡(luò)線的原理來切制輪齒的。2.展成法圖8－20盤狀銑刀仿形法加工原理圖齒輪型刀具是具有刀刃的外齒輪，加工時(shí)與輪坯相當(dāng)于兩個(gè)齒輪嚙合傳動(dòng)。二維動(dòng)畫(1)用齒輪型刀具加工輪齒的原理展成法是利用一對(duì)齒輪5圖F8.7－01用齒輪型刀具加工齒輪(2)用齒輪型刀具加工輪齒的錄像圖F8.7－01用齒輪型刀具加工齒輪(2)用齒輪型刀6齒條刀具的前端相當(dāng)于一個(gè)齒高增加h*am的齒條，加工時(shí)，除了切削運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與讓刀運(yùn)動(dòng)之外，相當(dāng)于齒輪齒條的嚙合。(3)用齒條型刀具加工輪齒的原理二維動(dòng)畫齒條型刀具加工輪齒V1V2圖8－21齒條插刀加工原理圖齒條刀具的前端相當(dāng)于一個(gè)齒高增加h*am的齒條，7圖F8.7－02用齒條型刀具加工齒輪(4)用齒條型刀具加工輪齒的輪齒的錄像圖F8.7－02用齒條型刀具加工齒輪(4)用齒條型刀8齒輪滾刀在軸截面內(nèi)的齒形同齒條，只是齒頂高增加了h*am，相當(dāng)于齒條加工。用范成法加工齒輪時(shí)，用同一把刀具，可以加工出模數(shù)和壓力角相同而齒數(shù)不同的齒輪。(5)用滾刀加工輪齒的原理圖8－22滾刀加工原理圖齒輪滾刀在軸截面內(nèi)的齒形同齒條，只是齒頂高增加了h*am9圖F8.7－03用滾刀加工齒輪(6)用滾刀加工輪齒的錄像圖F8.7－03用滾刀加工齒輪(6)用滾刀加工輪齒的108.7.2

用標(biāo)準(zhǔn)齒條形刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒頂線分度線(a)齒條的簡化圖分度線(b)標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒條的齒頂高出h*am一段，如圖8－23所示。圖8－23標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具與齒條

齒頂高出的h*am一段齒廓不是直線，而是半徑為ρ的圓弧。8.7.2用標(biāo)準(zhǔn)齒條形刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒頂線分度線(a)118.7.3

漸開線齒廓的根切加工齒輪時(shí)，由于多種原因，齒廓根部被額外地切去一部分，這種現(xiàn)象稱為根切，如圖8－24所示。圖8－24齒輪的根切圖F8.7－04無根切的齒輪1.根切產(chǎn)生的原因8.7.3漸開線齒廓的根切加工齒輪時(shí)，由于多種原因，122.漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)N2CN1

αr1O1ω1rb1(a)齒條刀具加工漸開線齒輪

(b)刀具位置對(duì)齒廓根切的影響圖8－25齒輪根切的原因當(dāng)齒條刀具相對(duì)于被加工齒輪的位置不同時(shí)，齒廓根部可能產(chǎn)生根切。CN1

αr1O1ω1rb1N'1φL1L2L32.漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)N2CN1αr113不根切的幾何條件為當(dāng)齒條刀具位于位置1、2時(shí)，齒廓根部無產(chǎn)生根切；當(dāng)齒條刀具位于位置3以及以上時(shí)，齒廓根部一定產(chǎn)生根切。CN≥CB當(dāng)α=20o，h*a=1.0時(shí)，Zmin=17。(b)刀具位置對(duì)齒廓根切的影響圖8－25齒輪根切的原因化簡后得不根切的幾何關(guān)系為CN1

αr1O1ω1rb1N'1φL1L2L3不根切的幾何條件為當(dāng)齒條刀具位于位置1、2時(shí)，齒廓根部無14當(dāng)用齒輪插刀加工齒輪時(shí)，不根切的幾何條件為CN2rb2O2ω2N1αr1r2O1ω1rb1aB2B1ZminZcut(c)齒輪刀具加工漸開線齒輪圖8－25齒輪根切的原因CN2≥CB1化簡后得不根切的幾何關(guān)系為當(dāng)用齒輪插刀加工齒輪時(shí)，不根切的幾何條件為CN2rb2O158.8變位齒輪概述8.8.1齒輪的變位圖8－27(a)齒輪變位原理Z1O1d1da1df1N1ω1rb1Z1O1d1da1df1N1ω1rb1V2h*am2分度線αxmx>0x<0齒輪的變位，即是指在加工齒輪時(shí)，讓刀具的中線(分度線)不予被加工齒輪的分度圓相切，它們之間的距離稱為變位量，用xm予以表示，x稱為變位系數(shù)。當(dāng)?shù)毒呦蛲庖瞥鰰r(shí)，x>0；當(dāng)?shù)毒呦騼?nèi)移入時(shí)，

x<0。8.8變位齒輪概述8.8.1齒輪168.8.2

避免產(chǎn)生根切的最小變位系數(shù)xmxminm4321圖8－27(b)齒輪變位原理當(dāng)?shù)毒叩凝X頂高過N1點(diǎn)時(shí)，為了避免被加工齒輪的齒根被切去，將刀具往外移動(dòng)一段距離xm，如圖8－27(b)所示。CN1

αr1O1ω1rb1N'1QN1Q=ha(不根切)不根切的變位系數(shù)條件為8.8.2避免產(chǎn)生根切的最小變位系數(shù)xmxminm432178.8.3變位齒輪的幾何尺寸(a)標(biāo)準(zhǔn)齒輪(b)變位齒輪CN1

αr1O1ω1rb1N'1QN1Q=haxmxm

tanαα(c)圖8－28齒輪變位原理8.8.3變位齒輪的幾何尺寸(a)標(biāo)準(zhǔn)齒輪(b)181.齒頂高與齒根高2.齒厚與齒槽寬sαrrbθOCC'KK'sKrKθKαK圖8－29任意圓上的齒厚1.齒頂高與齒根高2.齒厚與齒槽寬sαrrbθOCC198.9

變位齒輪傳動(dòng)N2rb2O2ω2CN1α'O1ω1rb1a'r2r1圖F8.9－01變位齒輪傳動(dòng)8.9.1無側(cè)隙嚙合方程由以下基本關(guān)系8.9變位齒輪傳動(dòng)N2rb2O2ω2CN1α20化簡得無側(cè)隙嚙合方程為N2rb2O2ω2CN1α'O1ω1rb1a'r2r1圖F8－901變位齒輪傳動(dòng)化簡得無側(cè)隙嚙合方程為N2rb2O2ω2CN1α'O1ω1r218.9.2分度圓分離系數(shù)N2rb2O2ω2CN1α'O1ω1rb1a'r2r1圖F8－901變位齒輪傳動(dòng)變位齒輪的中心距定義為兩個(gè)齒輪節(jié)圓半徑之和。8.9.2分度圓分離系數(shù)N2rb2O2ω2CN1α'O1228.9.3齒頂高變動(dòng)系數(shù)頂隙為標(biāo)準(zhǔn)值的中心距a"為a"與a的差值為由于為此，定義為σm稱σ為齒頂高變動(dòng)系數(shù)，此時(shí)，齒頂高h(yuǎn)a為8.9.3齒頂高變動(dòng)系數(shù)頂隙為標(biāo)準(zhǔn)值的中心距a"為a"與238.10斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)rb發(fā)生面基圓柱b發(fā)生線漸開線rb基圓柱b發(fā)生面發(fā)生線漸開線圖8－32斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成如圖8－32所示。在圖8－32中，發(fā)生面與基圓柱相切，發(fā)生線與軸線成b角。當(dāng)角b＝0時(shí)，形成直齒圓柱齒輪的齒廓曲面。8.10.1斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)齒廓曲面的形成與嚙合特點(diǎn)右旋螺旋面8.10斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)rb發(fā)生面基圓柱b發(fā)生線漸開線r24機(jī)械原理教案課件25機(jī)械原理教案課件26機(jī)械原理教案課件27斜齒圓柱齒輪的端面齒廓為準(zhǔn)確的漸開線，法面齒廓為精確的漸開線，如圖8－33b所示。右旋的斜齒輪左旋的斜齒輪右旋的斜齒輪β法截面βb圖8－33斜齒圓柱齒輪的嚙合與齒廓曲線

(a)斜齒圓柱齒輪的嚙合三維圖(b)斜齒圓柱齒輪的齒形斜齒圓柱齒輪的端面齒廓為準(zhǔn)確的漸開線，法面齒廓為精確的漸288.10.2斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算1.斜齒圓柱齒輪的法面模數(shù)與端面模數(shù)8.10.2斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算1.斜齒圓柱齒298.10.2斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算pnabb'ca'pt圖8－34模數(shù)與壓力角的關(guān)系圖2.斜齒圓柱齒輪的法面壓力角與端面壓力角8.10.2斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算pnabb'ca'308.10.2斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算2.斜齒圓柱齒輪的法面壓力角與端面壓力角8.10.2斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算2.斜齒圓柱齒31

8.10.3斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件

一對(duì)斜齒圓柱齒輪的模數(shù)、壓力角與螺旋角之關(guān)系為圖F8.10－01斜齒圓柱齒輪的螺旋角圖F8.10－02內(nèi)斜齒圓柱齒輪的螺旋角8.10.3斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件一對(duì)斜齒圓328.10.4斜齒輪傳動(dòng)的重合度

左上圖為直齒輪傳動(dòng)的嚙合面，左下圖為斜齒輪傳動(dòng)的嚙合面，圖中B2B2表示一對(duì)輪齒進(jìn)入嚙合的位置，

B1B1表示輪齒脫離嚙合的位置.圖8－36輪齒的嚙合過程BL?LβbB1B2B1B2B1B2B顯然，斜齒輪傳動(dòng)的嚙合長度直齒輪傳動(dòng)的嚙合長度多?L。8.10.4斜齒輪傳動(dòng)的重合度33斜齒圓柱齒輪的重合度εγ

為其中εα

為端面重合度，ε

為軸向重合度。斜齒圓柱齒輪的重合度εγ為其中εα為端面重合度，ε348.10.5斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)

ObaρOY

(a)斜齒圓柱齒輪(b)斜齒圓柱齒輪的法面截形圖8－37斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)ZV是指法面短軸處的截形所對(duì)應(yīng)的直齒輪的齒數(shù)。8.10.5斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)ObaρOY35斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)ZV為斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)ZV為36優(yōu)點(diǎn)1)嚙合特性好。 2)重合度大。 3)不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)較直齒少。缺點(diǎn)工作時(shí)產(chǎn)生軸向力。8.10.6斜齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)ω1ω2Fn21Fa21Ft21圖8－39

斜齒圓柱齒輪的軸向力Fn21Fa21Ft2112O1O2優(yōu)點(diǎn)1)嚙合特性好。8.10.6斜齒輪傳動(dòng)378.11交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)當(dāng)兩個(gè)斜齒輪的法面模數(shù)相等，法面壓力角相等，螺旋角不相等時(shí)，它們組成交錯(cuò)軸傳動(dòng)。它們的工作齒面為點(diǎn)接觸。圖8－40b蝸桿傳動(dòng)圖8－40a交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)當(dāng)交錯(cuò)角等于90o時(shí)，成為蝸桿傳動(dòng)。121212128.11交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)當(dāng)兩個(gè)斜齒輪的法面模數(shù)388.11.1交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)的幾何關(guān)系與傳動(dòng)比∑＝|1+2|a=r1+r2a=(d1+d2)/2=mn(Z1/cosβ1+Z2/cosβ2)/2圖8－40

c交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)1.中心距a2.傳動(dòng)比

i12i12=ω1/ω2=Z2/Z1=(d2/mt2)/(d1/mt1)=d2cosβ2/mn2/(d1cosβ1/mn1)=d2cosβ2/(d1cosβ1)tt12VC1VC2C12∑O1O2abO1O28.11.1交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)的幾何關(guān)系與傳動(dòng)比∑＝|1398.12蝸桿傳動(dòng)圖8－45蝸桿蝸輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)是用來傳遞空間兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,它由蝸桿和蝸輪組成。根據(jù)螺旋線的旋向?qū)⑽仐U分為左旋和右旋。一般多采用右旋蝸桿。蝸桿分度圓柱上的導(dǎo)程角為8.12蝸桿傳動(dòng)圖8－45蝸桿蝸輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)是用40(1)阿基米德蝸桿1.蝸桿傳動(dòng)的類型IIn-nI-Innγ2α阿基米德螺旋線圖8－44圓柱蝸桿的齒面形式(a)右旋蝸桿(1)阿基米德蝸桿1.蝸桿傳動(dòng)的類型IIn-nI-I41(2)漸開線蝸桿基圓柱漸開線III-IIIIIIIIIIIIII-IIIII-II刀具圖8－44圓柱蝸桿的齒面形式(b)右旋蝸桿(2)漸開線蝸桿基圓柱漸開線III-IIIIIIIIII42(3)圓弧齒圓柱蝸桿圖8－43蝸桿傳動(dòng)的類型(c)r2d1O2O1O1ad1O1O1r2O2a(3)圓弧齒圓柱蝸桿圖8－43蝸桿傳動(dòng)的類型(c)r438.12.2蝸輪蝸桿的正確嚙合條件

中間平面（主平面），指過蝸桿軸線，垂直于蝸輪軸線的平面，在該平面內(nèi)，蝸桿與蝸輪的嚙合相當(dāng)于齒輪與齒條的嚙合。pa1pt212圖8－45蝸桿蝸輪傳動(dòng)(b)在中間平面內(nèi)，蝸桿的軸向模數(shù)ma1與蝸輪的端面模數(shù)mt2相等；蝸桿的軸向壓力角αa1與蝸輪的端面壓力角αt2相等。蝸桿與蝸輪的螺旋線方向相同，蝸桿的導(dǎo)程角與蝸輪的螺旋角相等，=

8.12.2蝸輪蝸桿的正確嚙合條件中間平面（主平448.12.3蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算1.

模數(shù)m和壓力角α在主截面內(nèi)，蝸桿的軸向模數(shù)ma1和軸向壓力角αa1與蝸輪的端面模數(shù)mt2和壓力角αt2均為標(biāo)準(zhǔn)值。模數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值見表8-8，壓力角的標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定為20°。第一系列第二系列11.251.622.53.15456.381012.516202531.5401.533.54.55.5671214表8－8蝸桿模數(shù)m值注：摘自GB10088－1988，優(yōu)先采用第一系列。8.12.3蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算1452.

蝸桿分度圓柱上的導(dǎo)程角和分度圓直徑pa1Z1

pa1d1λpa1Z1pa1d1λ圖8－46導(dǎo)程角與分度圓直徑的關(guān)系蝸桿分度圓柱上的導(dǎo)程角和分度圓直徑d1如圖8－46所示，圖中Z1為蝸桿的齒數(shù)，pa1為蝸桿的軸向齒距。3.蝸桿直徑系數(shù)(特性系數(shù))q為蝸桿直徑系數(shù)q稱為此，蝸桿的直徑d1為(8-45)2.蝸桿分度圓柱上的導(dǎo)程角和分度圓直徑pa1Z146蝸桿頭數(shù)Z1根據(jù)傳動(dòng)比和蝸桿傳動(dòng)的機(jī)械效率確定。Z1=1的蝸桿用于要求自鎖和大傳動(dòng)比的情況，Z1=2或4的蝸桿，用于動(dòng)力傳動(dòng)或需機(jī)械效率較高的場合。Z1>4的蝸桿，因加工困難，很少使用。蝸輪的齒數(shù)Z2=iZ1，通常取Z2=28～80。4.

蝸桿頭數(shù)Z1和蝸輪齒數(shù)Z2蝸桿頭數(shù)Z1根據(jù)傳動(dòng)比和蝸桿傳動(dòng)的機(jī)械效率確定。Z147ω1、ω2表示分別為蝸桿、蝸輪的角速度；Z1、Z2為分別為蝸桿、蝸輪的齒數(shù)。5.蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比i12=ω1/ω2=Z2/Z1=d2/(d1tanλ)(8－46)ω1、ω2表示分別為蝸桿、蝸輪的角速度；Z1、Z2為分48蝸桿導(dǎo)程角tanλ=Z1

m/d1蝸輪螺旋角

β2=λ齒頂高

ha1=h*am

ha2=(h*a+x)m齒根高

hf1=(h*a+c*)m

hf2=(h*a+c*-x)m全齒高

h=ha+hf=(2h*a+c*)m分度圓直徑

d1=m

Z1/tanλ

d2=m

Z2齒頂圓直徑

da1=d1+2ha1

da2=d2+2ha2齒根圓直徑

df1=d1-2hf1

df2=d2-2hf2節(jié)圓直徑

d'1=d1+2x

m

d'2=d2中心距

a'=(d'1+d'2)/2=(d1+Z2m+2x

m)/26.

蝸桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算公式蝸桿導(dǎo)程角tanλ=Z1m/d16.蝸498.13直齒圓錐齒輪傳動(dòng)基圓錐發(fā)生面球面漸開線OBAK發(fā)生面球面漸開線K基圓錐OBA圖8－49直齒圓錐齒輪齒廓曲線的形成8.13.1直齒圓錐齒輪的背錐及當(dāng)量齒數(shù)在基圓錐上放置一個(gè)發(fā)生面，兩者的交線為OB，發(fā)生面相對(duì)于基圓錐作純滾動(dòng)，發(fā)生面上任意一點(diǎn)的軌跡為球面漸開線。8.13直齒圓錐齒輪傳動(dòng)基圓錐發(fā)生面球面漸開線OBAK發(fā)生50機(jī)械原理教案課件51圖8－50直齒圓錐齒輪、背錐與當(dāng)量齒數(shù)d1δ1rV1O1ZV1Z1Z2將圓錐齒輪在大端的齒形視與大端齒形投影在所在的背錐上的齒形相同。以該齒形所形成的齒輪稱為當(dāng)量齒輪，其齒數(shù)稱為當(dāng)量齒數(shù)，用ZV表示。圖8－50直齒圓錐齒輪、背錐與當(dāng)量齒數(shù)d1δ1rV1O152機(jī)械原理教案課件53當(dāng)量齒數(shù)ZV為圖8－51直齒圓錐齒輪的主要幾何尺寸δ1δa1δf1b1RO1d1da18.13.2直齒圓錐齒輪

的幾何尺寸計(jì)算直齒圓錐齒輪的基本參數(shù)為當(dāng)量齒數(shù)ZV為圖8－51直齒圓錐齒輪的主要幾何尺寸δ1δ54幾何尺寸關(guān)系為幾何尺寸關(guān)系為558.14

其他曲線齒廓的齒輪傳動(dòng)簡介1.擺線齒廓的齒輪傳動(dòng)當(dāng)齒輪的齒廓曲線為擺線時(shí)，此齒輪傳動(dòng)稱為擺線齒輪傳動(dòng)。其優(yōu)缺點(diǎn)如表8-13所示。2.

準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)當(dāng)齒輪的齒廓曲面為準(zhǔn)雙曲面時(shí)，此齒輪傳動(dòng)稱為準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)。其優(yōu)缺點(diǎn)如表8-13所示。8.14其他曲線齒廓的齒輪傳動(dòng)簡介1.擺線齒廓的齒563.

圓弧齒廓的齒輪傳動(dòng)當(dāng)齒輪的齒廓曲線為圓弧時(shí)，此齒輪傳動(dòng)稱為圓弧齒輪傳動(dòng)。4.拋物線齒廓的齒輪傳動(dòng)當(dāng)齒輪的齒廓曲線為拋物線時(shí)，此齒輪傳動(dòng)稱為拋物線齒輪傳動(dòng)。5.

直廓環(huán)面蝸桿傳動(dòng)若蝸桿的分度曲面為圓環(huán)面、蝸桿軸線平面內(nèi)的理論齒廓曲線為直線時(shí)，此傳動(dòng)稱為直廓環(huán)面蝸桿傳動(dòng)。3.圓弧齒廓的齒輪傳動(dòng)當(dāng)齒輪的齒廓曲線為圓弧時(shí)，此齒578.7漸開線齒廓的加工8.8變位齒輪概述8.9變位齒輪傳動(dòng)8.10斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)8.11交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)8.12蝸桿傳動(dòng)8.13直齒圓錐齒輪傳動(dòng)8.14其他曲線齒廓的齒輪傳動(dòng)簡介

8齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)

8.7漸開線齒廓的加工8.8變位齒輪概588.7漸開線齒廓的加工8.7.1齒廓切制的基本原理齒輪齒廓的成型可以采用以下方法。(1)用盤狀銑刀的仿形法加工輪齒(2)用指狀銑刀的仿形法加工輪齒(3)用齒輪型刀具加工輪齒(4)用齒條型刀具加工輪齒(5)冷熱擠壓成型(6)激光切割、電火花切割成型8.7漸開線齒廓的加工8.7.1齒廓切制的基本原理齒59(1)

盤狀銑刀仿形法加工盤狀銑刀圖8－18盤狀銑刀仿形法加工原理圖≥13555-13435-5426-3421-2517-2014-1612-1387654321銑刀號(hào)齒數(shù)范圍表8－5銑刀切削齒輪的齒數(shù)范圍

1.仿形法(1)盤狀銑刀仿形法加工盤狀銑刀圖8－18盤狀銑刀60指狀銑刀(2)

指狀銑刀仿形法加工圖8－19指狀銑刀仿形法加工原理圖≥13555-13435-5426-3421-2517-2014-1612-1387654321銑刀號(hào)齒數(shù)范圍表8－5銑刀切削齒輪的齒數(shù)范圍指狀銑刀(2)指狀銑刀仿形法加工圖8－19指狀銑61(1)用齒輪型刀具加工輪齒的原理

展成法是利用一對(duì)齒輪相嚙合傳動(dòng)時(shí)，其共軛齒廓互為包絡(luò)線的原理來切制輪齒的。2.展成法圖8－20盤狀銑刀仿形法加工原理圖齒輪型刀具是具有刀刃的外齒輪，加工時(shí)與輪坯相當(dāng)于兩個(gè)齒輪嚙合傳動(dòng)。二維動(dòng)畫(1)用齒輪型刀具加工輪齒的原理展成法是利用一對(duì)齒輪62圖F8.7－01用齒輪型刀具加工齒輪(2)用齒輪型刀具加工輪齒的錄像圖F8.7－01用齒輪型刀具加工齒輪(2)用齒輪型刀63齒條刀具的前端相當(dāng)于一個(gè)齒高增加h*am的齒條，加工時(shí)，除了切削運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與讓刀運(yùn)動(dòng)之外，相當(dāng)于齒輪齒條的嚙合。(3)用齒條型刀具加工輪齒的原理二維動(dòng)畫齒條型刀具加工輪齒V1V2圖8－21齒條插刀加工原理圖齒條刀具的前端相當(dāng)于一個(gè)齒高增加h*am的齒條，64圖F8.7－02用齒條型刀具加工齒輪(4)用齒條型刀具加工輪齒的輪齒的錄像圖F8.7－02用齒條型刀具加工齒輪(4)用齒條型刀65齒輪滾刀在軸截面內(nèi)的齒形同齒條，只是齒頂高增加了h*am，相當(dāng)于齒條加工。用范成法加工齒輪時(shí)，用同一把刀具，可以加工出模數(shù)和壓力角相同而齒數(shù)不同的齒輪。(5)用滾刀加工輪齒的原理圖8－22滾刀加工原理圖齒輪滾刀在軸截面內(nèi)的齒形同齒條，只是齒頂高增加了h*am66圖F8.7－03用滾刀加工齒輪(6)用滾刀加工輪齒的錄像圖F8.7－03用滾刀加工齒輪(6)用滾刀加工輪齒的678.7.2

用標(biāo)準(zhǔn)齒條形刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒頂線分度線(a)齒條的簡化圖分度線(b)標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒條的齒頂高出h*am一段，如圖8－23所示。圖8－23標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具與齒條

齒頂高出的h*am一段齒廓不是直線，而是半徑為ρ的圓弧。8.7.2用標(biāo)準(zhǔn)齒條形刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒頂線分度線(a)688.7.3

漸開線齒廓的根切加工齒輪時(shí)，由于多種原因，齒廓根部被額外地切去一部分，這種現(xiàn)象稱為根切，如圖8－24所示。圖8－24齒輪的根切圖F8.7－04無根切的齒輪1.根切產(chǎn)生的原因8.7.3漸開線齒廓的根切加工齒輪時(shí)，由于多種原因，692.漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)N2CN1

αr1O1ω1rb1(a)齒條刀具加工漸開線齒輪

(b)刀具位置對(duì)齒廓根切的影響圖8－25齒輪根切的原因當(dāng)齒條刀具相對(duì)于被加工齒輪的位置不同時(shí)，齒廓根部可能產(chǎn)生根切。CN1

αr1O1ω1rb1N'1φL1L2L32.漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)N2CN1αr170不根切的幾何條件為當(dāng)齒條刀具位于位置1、2時(shí)，齒廓根部無產(chǎn)生根切；當(dāng)齒條刀具位于位置3以及以上時(shí)，齒廓根部一定產(chǎn)生根切。CN≥CB當(dāng)α=20o，h*a=1.0時(shí)，Zmin=17。(b)刀具位置對(duì)齒廓根切的影響圖8－25齒輪根切的原因化簡后得不根切的幾何關(guān)系為CN1

αr1O1ω1rb1N'1φL1L2L3不根切的幾何條件為當(dāng)齒條刀具位于位置1、2時(shí)，齒廓根部無71當(dāng)用齒輪插刀加工齒輪時(shí)，不根切的幾何條件為CN2rb2O2ω2N1αr1r2O1ω1rb1aB2B1ZminZcut(c)齒輪刀具加工漸開線齒輪圖8－25齒輪根切的原因CN2≥CB1化簡后得不根切的幾何關(guān)系為當(dāng)用齒輪插刀加工齒輪時(shí)，不根切的幾何條件為CN2rb2O728.8變位齒輪概述8.8.1齒輪的變位圖8－27(a)齒輪變位原理Z1O1d1da1df1N1ω1rb1Z1O1d1da1df1N1ω1rb1V2h*am2分度線αxmx>0x<0齒輪的變位，即是指在加工齒輪時(shí)，讓刀具的中線(分度線)不予被加工齒輪的分度圓相切，它們之間的距離稱為變位量，用xm予以表示，x稱為變位系數(shù)。當(dāng)?shù)毒呦蛲庖瞥鰰r(shí)，x>0；當(dāng)?shù)毒呦騼?nèi)移入時(shí)，

x<0。8.8變位齒輪概述8.8.1齒輪738.8.2

避免產(chǎn)生根切的最小變位系數(shù)xmxminm4321圖8－27(b)齒輪變位原理當(dāng)?shù)毒叩凝X頂高過N1點(diǎn)時(shí)，為了避免被加工齒輪的齒根被切去，將刀具往外移動(dòng)一段距離xm，如圖8－27(b)所示。CN1

αr1O1ω1rb1N'1QN1Q=ha(不根切)不根切的變位系數(shù)條件為8.8.2避免產(chǎn)生根切的最小變位系數(shù)xmxminm432748.8.3變位齒輪的幾何尺寸(a)標(biāo)準(zhǔn)齒輪(b)變位齒輪CN1

αr1O1ω1rb1N'1QN1Q=haxmxm

tanαα(c)圖8－28齒輪變位原理8.8.3變位齒輪的幾何尺寸(a)標(biāo)準(zhǔn)齒輪(b)751.齒頂高與齒根高2.齒厚與齒槽寬sαrrbθOCC'KK'sKrKθKαK圖8－29任意圓上的齒厚1.齒頂高與齒根高2.齒厚與齒槽寬sαrrbθOCC768.9

變位齒輪傳動(dòng)N2rb2O2ω2CN1α'O1ω1rb1a'r2r1圖F8.9－01變位齒輪傳動(dòng)8.9.1無側(cè)隙嚙合方程由以下基本關(guān)系8.9變位齒輪傳動(dòng)N2rb2O2ω2CN1α77化簡得無側(cè)隙嚙合方程為N2rb2O2ω2CN1α'O1ω1rb1a'r2r1圖F8－901變位齒輪傳動(dòng)化簡得無側(cè)隙嚙合方程為N2rb2O2ω2CN1α'O1ω1r788.9.2分度圓分離系數(shù)N2rb2O2ω2CN1α'O1ω1rb1a'r2r1圖F8－901變位齒輪傳動(dòng)變位齒輪的中心距定義為兩個(gè)齒輪節(jié)圓半徑之和。8.9.2分度圓分離系數(shù)N2rb2O2ω2CN1α'O1798.9.3齒頂高變動(dòng)系數(shù)頂隙為標(biāo)準(zhǔn)值的中心距a"為a"與a的差值為由于為此，定義為σm稱σ為齒頂高變動(dòng)系數(shù)，此時(shí)，齒頂高h(yuǎn)a為8.9.3齒頂高變動(dòng)系數(shù)頂隙為標(biāo)準(zhǔn)值的中心距a"為a"與808.10斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)rb發(fā)生面基圓柱b發(fā)生線漸開線rb基圓柱b發(fā)生面發(fā)生線漸開線圖8－32斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成如圖8－32所示。在圖8－32中，發(fā)生面與基圓柱相切，發(fā)生線與軸線成b角。當(dāng)角b＝0時(shí)，形成直齒圓柱齒輪的齒廓曲面。8.10.1斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)齒廓曲面的形成與嚙合特點(diǎn)右旋螺旋面8.10斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)rb發(fā)生面基圓柱b發(fā)生線漸開線r81機(jī)械原理教案課件82機(jī)械原理教案課件83機(jī)械原理教案課件84斜齒圓柱齒輪的端面齒廓為準(zhǔn)確的漸開線，法面齒廓為精確的漸開線，如圖8－33b所示。右旋的斜齒輪左旋的斜齒輪右旋的斜齒輪β法截面βb圖8－33斜齒圓柱齒輪的嚙合與齒廓曲線

(a)斜齒圓柱齒輪的嚙合三維圖(b)斜齒圓柱齒輪的齒形斜齒圓柱齒輪的端面齒廓為準(zhǔn)確的漸開線，法面齒廓為精確的漸858.10.2斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算1.斜齒圓柱齒輪的法面模數(shù)與端面模數(shù)8.10.2斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算1.斜齒圓柱齒868.10.2斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算pnabb'ca'pt圖8－34模數(shù)與壓力角的關(guān)系圖2.斜齒圓柱齒輪的法面壓力角與端面壓力角8.10.2斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算pnabb'ca'878.10.2斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算2.斜齒圓柱齒輪的法面壓力角與端面壓力角8.10.2斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算2.斜齒圓柱齒88

8.10.3斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件

一對(duì)斜齒圓柱齒輪的模數(shù)、壓力角與螺旋角之關(guān)系為圖F8.10－01斜齒圓柱齒輪的螺旋角圖F8.10－02內(nèi)斜齒圓柱齒輪的螺旋角8.10.3斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件一對(duì)斜齒圓898.10.4斜齒輪傳動(dòng)的重合度

左上圖為直齒輪傳動(dòng)的嚙合面，左下圖為斜齒輪傳動(dòng)的嚙合面，圖中B2B2表示一對(duì)輪齒進(jìn)入嚙合的位置，

B1B1表示輪齒脫離嚙合的位置.圖8－36輪齒的嚙合過程BL?LβbB1B2B1B2B1B2B顯然，斜齒輪傳動(dòng)的嚙合長度直齒輪傳動(dòng)的嚙合長度多?L。8.10.4斜齒輪傳動(dòng)的重合度90斜齒圓柱齒輪的重合度εγ

為其中εα

為端面重合度，ε

為軸向重合度。斜齒圓柱齒輪的重合度εγ為其中εα為端面重合度，ε918.10.5斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)

ObaρOY

(a)斜齒圓柱齒輪(b)斜齒圓柱齒輪的法面截形圖8－37斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)ZV是指法面短軸處的截形所對(duì)應(yīng)的直齒輪的齒數(shù)。8.10.5斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)ObaρOY92斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)ZV為斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)ZV為93優(yōu)點(diǎn)1)嚙合特性好。 2)重合度大。 3)不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)較直齒少。缺點(diǎn)工作時(shí)產(chǎn)生軸向力。8.10.6斜齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)ω1ω2Fn21Fa21Ft21圖8－39

斜齒圓柱齒輪的軸向力Fn21Fa21Ft2112O1O2優(yōu)點(diǎn)1)嚙合特性好。8.10.6斜齒輪傳動(dòng)948.11交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)當(dāng)兩個(gè)斜齒輪的法面模數(shù)相等，法面壓力角相等，螺旋角不相等時(shí)，它們組成交錯(cuò)軸傳動(dòng)。它們的工作齒面為點(diǎn)接觸。圖8－40b蝸桿傳動(dòng)圖8－40a交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)當(dāng)交錯(cuò)角等于90o時(shí)，成為蝸桿傳動(dòng)。121212128.11交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)當(dāng)兩個(gè)斜齒輪的法面模數(shù)958.11.1交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)的幾何關(guān)系與傳動(dòng)比∑＝|1+2|a=r1+r2a=(d1+d2)/2=mn(Z1/cosβ1+Z2/cosβ2)/2圖8－40

c交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)1.中心距a2.傳動(dòng)比

i12i12=ω1/ω2=Z2/Z1=(d2/mt2)/(d1/mt1)=d2cosβ2/mn2/(d1cosβ1/mn1)=d2cosβ2/(d1cosβ1)tt12VC1VC2C12∑O1O2abO1O28.11.1交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)的幾何關(guān)系與傳動(dòng)比∑＝|1968.12蝸桿傳動(dòng)圖8－45蝸桿蝸輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)是用來傳遞空間兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,它由蝸桿和蝸輪組成。根據(jù)螺旋線的旋向?qū)⑽仐U分為左旋和右旋。一般多采用右旋蝸桿。蝸桿分度圓柱上的導(dǎo)程角為8.12蝸桿傳動(dòng)圖8－45蝸桿蝸輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)是用97(1)阿基米德蝸桿1.蝸桿傳動(dòng)的類型IIn-nI-Innγ2α阿基米德螺旋線圖8－44圓柱蝸桿的齒面形式(a)右旋蝸桿(1)阿基米德蝸桿1.蝸桿傳動(dòng)的類型IIn-nI-I98(2)漸開線蝸桿基圓柱漸開線III-IIIIIIIIIIIIII-IIIII-II刀具圖8－44圓柱蝸桿的齒面形式(b)右旋蝸桿(2)漸開線蝸桿基圓柱漸開線III-IIIIIIIIII99(3)圓弧齒圓柱蝸桿圖8－43蝸桿傳動(dòng)的類型(c)r2d1O2O1O1ad1O1O1r2O2a(3)圓弧齒圓柱蝸桿圖8－43蝸桿傳動(dòng)的類型(c)r1008.12.2蝸輪蝸桿的正確嚙合條件

中間平面（主平面），指過蝸桿軸線，垂直于蝸輪軸線的平面，在該平面內(nèi)，蝸桿與蝸輪的嚙合相當(dāng)于齒輪與齒條的嚙合。pa1pt212圖8－45蝸桿蝸輪傳動(dòng)(b)在中間平面內(nèi)，蝸桿的軸向模數(shù)ma1與蝸輪的端面模數(shù)mt2相等；蝸桿的軸向壓力角αa1與蝸輪的端面壓力角αt2相等。蝸桿與蝸輪的螺旋線方向相同，蝸桿的導(dǎo)程角與蝸輪的螺旋角相等，=

8.12.2蝸輪蝸桿的正確嚙合條件中間平面（主平1018.12.3蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算1.

模數(shù)m和壓力角α在主截面內(nèi)，蝸桿的軸向模數(shù)ma1和軸向壓力角αa1與蝸輪的端面模數(shù)mt2和壓力角αt2均為標(biāo)準(zhǔn)值。模數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值見表8-8，壓力角的標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定為20°。第一系列第二系列11.251.622.53.15456.381012.516202531.5401.533.54.55.5671214表8－8蝸桿模數(shù)m值注：摘自GB10088－1988，優(yōu)先采用第一系列。8.12.3蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算11022.

蝸桿分度圓柱上的導(dǎo)程角和分度圓直徑pa1Z1

pa1d1λpa1Z1pa1d1λ圖8－46導(dǎo)程角與分度圓直徑的關(guān)系蝸桿分度圓柱上的導(dǎo)程角和分度圓直徑d1如圖8－46所示，圖中Z1為蝸桿的齒數(shù)，pa1為蝸桿的軸向齒距。3.蝸桿直徑系數(shù)(特性系數(shù))q為蝸桿直徑系數(shù)q稱為此，蝸桿的直徑d1為(8-45)2.蝸桿分度圓柱上的導(dǎo)程角和分度圓直徑pa1Z1103蝸桿頭數(shù)Z1根據(jù)傳動(dòng)比和蝸桿傳動(dòng)的機(jī)械效率確定。Z1=1的蝸桿用于要求自鎖和大傳動(dòng)比的情況，Z1=2或4的蝸桿，用于動(dòng)力傳動(dòng)或需機(jī)械效率較高的場合。Z1>4的蝸桿，因加工困難，很少使用。蝸輪的齒數(shù)Z2=iZ1，通常取