機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課件 4.10變位直齒圓柱齒輪傳動(dòng)

變位直齒圓柱齒輪傳動(dòng)變位齒輪的尺寸特點(diǎn)變位齒輪的概念變位齒輪傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)任務(wù)引入思考：可采用把齒條刀具沿徑向遠(yuǎn)離被加工齒輪輪心一段距離，使嚙合脫離點(diǎn)落在極限嚙合點(diǎn)的下方，加工時(shí)就不會(huì)根切。那么這種加工方法得到的齒輪還是標(biāo)準(zhǔn)齒輪嗎？刀具相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)加工位置而遠(yuǎn)離被加工齒輪的距離分度圓刀具中線xm任務(wù)引入標(biāo)準(zhǔn)齒輪的優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算簡(jiǎn)單、互換性好。標(biāo)準(zhǔn)齒輪的缺點(diǎn)：1）當(dāng)z<zmin時(shí)，會(huì)產(chǎn)生根切。但實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常要用到z<zmin的齒輪。2）不適合a'≠a的場(chǎng)合。a'<a時(shí)，不能安裝。當(dāng)a'>a時(shí)，產(chǎn)生過(guò)大側(cè)隙，且ε↓。3）小齒輪容易損壞。原因：一對(duì)相互嚙合的標(biāo)準(zhǔn)齒輪中，小齒輪齒根抗彎能力較低，容易損壞。希望兩者壽命接近。標(biāo)準(zhǔn)齒輪的特點(diǎn)變位齒輪概念變位齒輪：改變刀具與齒坯相對(duì)位置后切制出來(lái)的齒輪稱為變位齒輪。N1ααB2xmxmB2刀具中線加工齒輪時(shí)刀具的移位可徑向移動(dòng)刀具xm

x

——變位系數(shù)——移距靠近輪坯中心時(shí)，x

<0，負(fù)變位齒輪。規(guī)定:遠(yuǎn)離輪坯中心時(shí)，x>0，正變位齒輪。變位齒輪概念正變位齒輪x>0hahf標(biāo)準(zhǔn)齒輪x＝0分度圓負(fù)變位齒輪x<0

因?yàn)辇X數(shù)、模數(shù)、壓力角相同，所以分度圓直徑、基圓直徑、齒距均與標(biāo)準(zhǔn)齒輪的相同。其齒廓曲線和標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒廓曲線是同一基圓上形成的漸開(kāi)線，只是部位不同。

同時(shí)刀具與齒坯嚙合運(yùn)動(dòng)不變，所以加工出的齒輪的齒數(shù)也相同。變位齒輪尺寸特點(diǎn)分度圓PN1基圓O1αrb(1)齒厚與齒槽寬的確定齒厚：s=πm/2xmtanαabc正變位：齒厚變寬，齒槽寬減薄。xmxm刀具節(jié)線齒槽寬：e=πm/2+2xmtanα－2xmtanα負(fù)變位：正好相反，齒厚變窄，齒槽寬變寬。αB2刀具分度線acbS=πm/2s′

采用正變位法加工齒輪，可以提高齒輪根部的抗彎強(qiáng)度，延長(zhǎng)齒輪使用壽命。變位齒輪尺寸特點(diǎn)(2)齒頂圓與齒根圓的變化：x>0，刀具的齒頂線外移，因此，正變位齒輪的齒根圓直徑df增大，要保持相應(yīng)的齒高，齒頂圓直徑da也增大。x<0，刀具的齒頂線內(nèi)移，因此，負(fù)變位齒輪的齒根圓直徑df變小，要保持相應(yīng)的齒高，齒頂圓直徑da也變小。正變位齒輪x>0hahf標(biāo)準(zhǔn)齒輪x＝0分度圓負(fù)變位齒輪x<0變位齒輪尺寸特點(diǎn)(3)齒根高與齒頂高的變化：x>0，齒根高h(yuǎn)f減小，齒頂高h(yuǎn)a增大。x<0，齒根高h(yuǎn)f增大，齒頂高h(yuǎn)a減小。hahf變位齒輪尺寸特點(diǎn)

(5)由于變位齒輪的齒槽寬與齒厚都發(fā)生變化，中心距也會(huì)變化，利用這一特點(diǎn)，可調(diào)整齒輪傳動(dòng)的中心距。分度圓刀具中線xm變位齒輪傳動(dòng)類型變位齒輪傳動(dòng)類型零傳動(dòng)x1＋x2＝0正傳動(dòng)x1＋x2>0負(fù)傳動(dòng)x1＋x2<0不等變位齒輪傳動(dòng)或角度變位標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)x1＝x2＝0高變位齒輪傳動(dòng)x1＝-x2≠0變位齒輪傳動(dòng)類型

變位系數(shù)的確定：

小齒輪采用正變位，x1>0，大齒輪采用負(fù)變位，x2<0。優(yōu)缺點(diǎn)：①可采用z1≤zmin的小齒輪，仍不根切,使結(jié)構(gòu)更緊湊。②改善小齒輪的磨損情況。③相對(duì)提高承載能力，因大小齒輪強(qiáng)度趨于接近。④缺點(diǎn)是:沒(méi)有互換性，必須成對(duì)使用，ε略有減小。任務(wù)實(shí)施任務(wù)：

某牛頭刨床一對(duì)外嚙合的齒輪中，小齒輪已嚴(yán)重磨損，大齒輪磨損較輕，擬將小齒輪報(bào)廢，將大齒輪修復(fù)使用。已知z1=17，z2=118，m=5mm，α=20°，ha*=1.0

，實(shí)際中心距337.5mm，大齒輪齒厚磨損的減薄量約為1.5mm，問(wèn)應(yīng)如何設(shè)計(jì)這對(duì)齒輪。分析：修復(fù)舊齒輪的辦法是對(duì)磨損嚴(yán)重的大齒輪采用負(fù)變位加工，切去因磨損所造成的不正常齒廓，并選配小齒輪。1）確定大齒輪變位系數(shù)由已知條件中齒厚減薄量可得?s=2x2mtanα=1.5

任務(wù)實(shí)施2）確定傳動(dòng)類型要求實(shí)際中心距計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)中心距故采用高變位齒輪傳動(dòng)，且a′=337.5mma′=ax1=－x2=0.41

知識(shí)總結(jié)變位齒輪概念變位齒輪的尺寸特點(diǎn)：由于刀具相同，故變位齒輪的基本參數(shù)m、z、α相同。項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)齒輪正變位齒輪負(fù)變位齒輪齒廓曲線