《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教案二十一

浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院日期：2009.11NO21§10.4漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)§10.5漸開(kāi)線齒輪的加工方法1.正確理解漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的特性、正確嚙合條件、連續(xù)傳動(dòng)條件、及正確安裝條件等。2.了解漸開(kāi)線齒輪的加工方法。漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的特性、正確嚙合條件、連續(xù)傳動(dòng)條件、及正確安裝條件是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，又由于內(nèi)容抽象在學(xué)習(xí)上有一定的難度。1.漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的特性有哪些？2.漸開(kāi)線齒輪的正確嚙合條件是什么？3．何謂重合度？漸開(kāi)線齒輪連續(xù)傳動(dòng)條件是什么？4．漸開(kāi)線齒輪的正確安裝條件是什么？5．展成法切削加工齒輪有何特點(diǎn)？教材、教案、教參等。老師講解為主（舉例、介紹經(jīng)驗(yàn)），舉一反三，課后小結(jié)，布置作業(yè)。P178：思考題10.6上課情況反映比較抽象,但作業(yè)情況良好。正確理解漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的特性、正確嚙合條件、連續(xù)傳動(dòng)條件、及正確安裝條件和齒輪加工方法，對(duì)掌握齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)和加工方法有較大的實(shí)用意義，由于學(xué)生缺少感性認(rèn)識(shí)又兼內(nèi)容比較抽象，不一定要求學(xué)生弄清公式和結(jié)果的推導(dǎo)過(guò)程，但必須記住結(jié)果。復(fù)習(xí)提問(wèn)：1、齒輪各部分名稱及基本參數(shù)2、直齒圓柱齒輪的尺寸計(jì)算公式新課導(dǎo)入：漸開(kāi)線齒廓能滿足齒廓嚙合基本定律，使其具有很多特性，本次課中我們學(xué)習(xí)漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的特性、正確嚙合條件、連續(xù)傳動(dòng)條件、及正確安裝條件等。§10.4漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)一、漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的特性圖21-1外嚙合齒輪傳動(dòng)1、傳動(dòng)比恒定圖21-1外嚙合齒輪傳動(dòng)B2是嚙合起始點(diǎn)B1嚙合終止點(diǎn)，N1N2是兩基圓的內(nèi)公切線。不管何處嚙合，過(guò)嚙合點(diǎn)所作的兩齒廓的內(nèi)公切線均為其與連心線的交于固定的節(jié)點(diǎn)C。故瞬時(shí)傳動(dòng)比不變。2、中心距的可分性上式說(shuō)明一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比為兩基圓半徑的反比，與中心距無(wú)關(guān)。即漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)中的中心距略有改變時(shí)仍保持傳動(dòng)比不變的特性，稱為中心距的可分性。3、齒廓間作用力方向不變兩齒廓無(wú)論何處嚙合，嚙合點(diǎn)必定在內(nèi)公切線N1N2上，N1N2漸開(kāi)線傳動(dòng)的嚙合線。齒廓間作用的壓力方向是沿著法線方向，即嚙合線方向。所以齒廓間的作用力方向不變，傳動(dòng)平衡。B2B1線段稱為實(shí)際嚙合線，若加大齒頂圓直徑，則B2、B1將分別趨近于N1、N2，實(shí)際嚙合線也隨之增長(zhǎng)。但因?yàn)榛鶊A內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線，所以N1、N2是B2、B1點(diǎn)的極限位置。線段N1N2稱為理論嚙合線。過(guò)節(jié)點(diǎn)C作兩節(jié)圓的公切線t-t與嚙合線所夾的銳角稱為嚙合角，以表示。由圖可知，嚙合角數(shù)值上等于節(jié)圓上的壓力角。二、漸開(kāi)線齒輪正確嚙合條件當(dāng)一對(duì)齒輪相鄰兩對(duì)輪齒嚙合時(shí)，前一對(duì)輪齒嚙合于K1點(diǎn)時(shí)，后一對(duì)輪齒應(yīng)在嚙合線N1N2上的另一點(diǎn)K點(diǎn)嚙合。此時(shí)，齒輪1上相鄰兩齒同側(cè)齒廓嚙合點(diǎn)沿嚙合線的距離KK1應(yīng)等于齒輪2上相鄰兩齒同側(cè)齒廓嚙合點(diǎn)沿嚙合線的距離KK2。否則將出現(xiàn)相鄰兩齒廓在嚙全線上不接觸或重疊現(xiàn)象，而無(wú)法正確嚙合傳動(dòng)。圖21-2漸開(kāi)線齒輪正確嚙合條件根據(jù)漸開(kāi)線性質(zhì)，因此兩齒輪正確嚙合條件是，因?yàn)?，則。由于模數(shù)和壓力角已標(biāo)準(zhǔn)化，故正確嚙合的條件為兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等。三、漸開(kāi)線齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件齒輪傳動(dòng)是由兩輪輪齒依次嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。顯然，要使齒輪傳動(dòng)連續(xù)，就必須做到在前一對(duì)輪齒尚未脫離嚙合時(shí)，后一對(duì)輪齒就已進(jìn)入嚙合。即要求實(shí)際嚙合線的長(zhǎng)度必須大于或等于基圓齒距：此式稱為連續(xù)傳動(dòng)條件。設(shè)為重合度則必須。重合度大表示同時(shí)嚙合的輪齒對(duì)數(shù)多，多對(duì)嚙合的時(shí)間長(zhǎng)，從而可以提高承載能力重合度可以通過(guò)作圖法在嚙合線N1N2上確定B2、B1點(diǎn)的位置，量取，與值相比得到。圖21-1連續(xù)傳動(dòng)條件圖21-1連續(xù)傳動(dòng)條件四、齒輪傳動(dòng)的正確安裝齒輪傳動(dòng)的正確安裝條件是保證理論上無(wú)側(cè)隙。要使，只有在節(jié)圓和分度圓重合時(shí)才滿足無(wú)側(cè)隙條件。當(dāng)節(jié)圓和分度圓重合安裝時(shí)的中心距稱為標(biāo)準(zhǔn)中心距。齒輪外嚙合傳動(dòng)時(shí)：齒輪內(nèi)嚙合傳動(dòng)時(shí)：在實(shí)際傳動(dòng)中，為保證潤(rùn)滑和避免摩擦發(fā)熱膨脹，齒輪傳動(dòng)中留有很小的側(cè)隙，此側(cè)隙在制造時(shí)由齒厚負(fù)偏差予以保證。如果齒輪的安裝中心距不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距，則節(jié)圓與分度圓不重合，嚙合角不等于壓力角。。五、齒條與齒輪傳動(dòng)1、齒條及其特性圖21-3齒條圖21-3齒條齒條是基圓無(wú)窮大的漸開(kāi)線齒輪，其齒廓為直線。用以確定齒條尺寸的直線稱為中線，中線上齒厚等于齒寬。齒條與齒輪比較：1）齒條上各點(diǎn)的壓力角相等，壓力角又稱齒形角。齒條運(yùn)動(dòng)為沿中線的平動(dòng)。2）同側(cè)齒廓相互平行，所以齒條不同高度上的齒距等。。2、齒條與齒輪的嚙合特性圖21-4齒輪齒條傳動(dòng)圖21-4標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒條傳動(dòng)不論齒條的中線是否與齒輪的節(jié)圓相切，嚙合線為固定的直線；齒輪的節(jié)圓總是與分度圓重合；嚙合角總等于分度圓上的壓力角，齒條移動(dòng)的速度。§10.5漸開(kāi)線齒輪的加工方法一、漸開(kāi)線齒輪的加工原理切削加工法按其加工原理來(lái)講可以分成兩種：仿形法和展成法。1、仿形法是用具有漸開(kāi)線齒輪齒槽形狀的成型銑刀直接在輪坯上切出齒形的方法。常用的刀具有盤(pán)狀銑刀和指狀銑刀。加工時(shí)，刀具旋轉(zhuǎn)，齒輪坯沿自身軸線作直線移動(dòng)。銑出一個(gè)齒槽后，將輪坯轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度。成型刀具的選擇取決于被加工齒輪的模數(shù)和齒數(shù)．因?yàn)闈u開(kāi)線齒廓形狀決定于基圓大?。耗?shù)不同，齒形則不同；即使模數(shù)相同，如果齒數(shù)不同，齒形也不相同。因此，從理論上講，要銑出準(zhǔn)確的齒形，對(duì)同模數(shù)、不同齒數(shù)的齒輪均應(yīng)有一把配對(duì)銑刀，顯然，這是不經(jīng)濟(jì)、不現(xiàn)實(shí)的。實(shí)際上，為了減少刀具的數(shù)量，規(guī)定同一模數(shù)的銑刀只有八把，每一把刀具切制一定齒數(shù)范圍內(nèi)的齒輪。因此仿形法加工齒輪精度不高，效率也低。但由于其加工方法簡(jiǎn)單，不需專用設(shè)備，故常用于要求不高的單件或小批量生產(chǎn)。2、展成法它是利用一對(duì)齒輪(或齒輪與齒條)相互嚙合時(shí)，其共軛齒廓互為包絡(luò)線的原理來(lái)切制輪齒的方法。即把其中一個(gè)齒輪(或齒條)做成刀具，當(dāng)?shù)毒吲c被加工齒輪坯的節(jié)圓作純滾動(dòng)時(shí)，刀具齒廓即可包絡(luò)出被加工齒輪的齒廓。常見(jiàn)的展成法加工形式有插齒、滾齒、剃齒和磨齒等，剃齒和磨齒，用來(lái)加工精度要求高的齒輪。（1）插齒齒輪插刀的形狀和齒輪相似，其模數(shù)和壓力角與被加工齒輪相同。切削過(guò)程如同一對(duì)齒輪相嚙合，嚙合關(guān)系由加工機(jī)床嚴(yán)格保證。刀具沿輪坯軸線作上下往復(fù)切削運(yùn)動(dòng)，輪齒的齒廓由刀刃在切削運(yùn)動(dòng)中的包絡(luò)線組成。用齒輪插刀加工齒輪時(shí)，刀具與輪坯之間的主要相對(duì)運(yùn)動(dòng)有：1)展成運(yùn)動(dòng)。即插刀與輪坯以固定的傳動(dòng)比作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。具體地，假設(shè)齒輪插刀齒數(shù)zc,被加工齒輪齒數(shù)為z，通過(guò)機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)使插刀與齒輪坯按固定的傳動(dòng)比i＝回轉(zhuǎn)，如同一對(duì)齒輪嚙合—樣。加工相同模數(shù)、壓力角而齒數(shù)不同的齒輪，一把插齒刀即可，傳動(dòng)比的調(diào)整由加工機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)嚴(yán)格保證。2)切削運(yùn)動(dòng)。即插刀沿著輪坯的齒寬方向作往復(fù)切削運(yùn)動(dòng)。3)徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。為了切出輪齒的高度，在切削過(guò)程中，插刀還需向輪坯的中心移動(dòng)，直至達(dá)到規(guī)定的齒高為止。（2）滾齒滾刀形狀似一個(gè)螺旋，其軸向剖面為一齒條。加工時(shí)，滾刀繞自身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)相當(dāng)