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1、复习齿轮机构的主要类型,齿轮传动平面齿轮传动 空间齿轮传动直齿 斜齿 人字齿 圆锥齿轮 交错轴斜齿轮 蜗轮蜗杆外啮合 内啮合 齿轮齿条啮合 平行轴斜齿轮,开式半开式闭式,2.渐开线的性质,2)渐开线上任一点的法线切于基圆。发生线是渐开线的法线也是基圆的切线。,基圆以内没有渐开线。渐开线齿廓上各点压力角不等。,5）渐开线形状取决于基圆半径，基圆半径越大，渐开线越平直。,复习,渐开线齿轮传动特点：,1.传动比恒定不变（定角度比）,2.中心距变动不影响传动比（可分性）,3.啮合角不变，传力方向不变,d=m z 单位：mm；m标准化。,1、正确啮合条件,2、传动比,常数,3、标准中心距：,4、齿轮传动
2、的连续性条件,最常用的为切削法。切削法加工也有多种方法，但从加工原理看，可概括为范成法和成形法两大类。,齿轮的加工方法很多，有：,铸 造,热 轧,冲 压,模 锻,粉末冶金,切削法,范成法成形法,46 渐开线齿轮的切齿原理,概括上述的齿轮加工方法：,A、整体制造一次把齿轮上的轮齿全部制出，如：铸造、模锻、冲压、粉末冶金、拉刀拉齿。,B、整齿制造每次把齿轮上的一个轮齿全部制出，如：铣齿、刨齿。,C、包络法制造一次切削只能切制出轮齿上的一点或一线，如：插齿、滚齿、磨齿。,A、B两种方法称为成形法，C称为范成法。,一、成形法,成形法是利用与齿轮的齿槽形状相同的刀具直接加工出齿轮齿廓的。盘状铣刀加工齿轮
3、时，铣刀绕自身轴线回转，轮坯沿本身轴线移动，当铣完一个齿槽后，轮坯退回原处，再用分度头将轮坯转过360/z。用同样方法铣第二个齿槽，重复进行，直至铣出全部轮齿。,成形法加工,铣齿,根据包络法形成共轭齿廓的原理，当刀具的瞬心线C1与齿轮的瞬心线C2相切作纯滚动时，与C1固结的刀具齿廓K1可以包络齿轮的齿廓K2。这种加工方法称为范成法。,二、范成法,（1）齿条型刀具的齿形,1.刀具及其齿形,用范成法切削齿轮时，常用的刀具有：齿轮插刀、齿条插刀(梳刀)和滚刀。,（2）齿轮型刀具的齿形,盘形插齿刀,碗形插齿刀,套筒形插齿刀,齿条插刀插齿,齿轮插刀插外齿,齿轮插刀插内齿,滚直齿轮,滚斜齿轮,磨 齿,齿轮
4、的一般加工工艺路线：,一、根切和最少齿数,用范成法加工渐开线齿轮过程中，有时刀具齿顶会把被加工齿轮根部的渐开线齿廓切去一部分，这种现象称为根切。,根切现象,根切将削弱齿根强度，甚至可能降低传动的重合度，影响传动质量。,根切的危害：,根切现象是如何产生的？,1.根切现象及产生原因,55 渐开线直齿圆柱齿轮的传动,根切现象是因为刀具齿顶线(齿条型刀具)或齿顶圆(齿轮插刀)超过了极限啮合点（啮合线与被切齿轮基圆的切点）N1而产生的。,2、齿轮不发生根切的最少齿数,二、变位齿轮,1.避免根切,2.改善小齿轮的寿命（大传动比时，使小齿轮齿厚增大，大齿轮齿厚减小，使一对齿轮的寿命相当）,3.凑中心距,外啮
5、合,无法安装；,1、变位目的,2、齿轮的变位,用改变刀具与轮坯径向相对位置来切制齿轮的方法称径向变位法。,变位齿轮,xm移距或变位,x移距系数或变位系数,规定：,正变位,零变位,负变位,切削变位齿轮：分度圆不变，节线变,变位齿轮和标准齿轮相比：,m、r齿距、rb、不变,齿厚、齿顶高、齿根高变化,48 平行轴斜齿轮机构,一、斜齿轮齿廓曲面的形成和啮合特点,1、直齿轮：,基圆柱，发生面S，KK基圆柱母线NN,渐开线柱面,啮合特点：,齿廓曲面的接触线NN,受力突变，噪音较大。,2、斜齿轮：,基圆柱，发生面S，KK与NN有夹角b,渐开线螺旋面,b基圆柱上的螺旋角,渐开线螺旋面齿廓的特点：,与基圆柱相切
6、的平面与齿廓曲面的交线为斜直线（与NN交角b）,端面（垂直于齿轮轴线的面）与齿廓曲面的交线为渐开线。,与基圆柱同轴的圆柱面与渐开线螺旋面的交线为一螺旋线。不同面螺旋角不同,斜齿轮的啮合特点：,（1）两斜齿齿廓的公法面既是两基圆柱的公切面，又是传动的啮合面,（2）两齿廓的接触线与轴线夹角 b,（3）接触线0长0，传动平稳,二、斜齿轮的基本参数,1、斜齿轮的切削加工：,仿形法；范成法：滚齿,（用仿形法加工斜齿轮时，铣刀是沿螺旋齿槽的方向进刀的）,法面：垂直于分度圆柱面螺旋线的切线的平面,进刀方向法面,刀具的模数应于斜齿轮的法面模数一致，法面上的模数和压力角为标准值。,端面：轴线的面,计算斜齿轮端面
7、参数与尺寸：,齿距：,在DFE中,模数：,压力角：,BD=CE,齿顶高系数，顶隙系数：,螺旋角：,螺旋线的导程 Pz:,螺旋线绕同一周时它沿轴线方向前进的距离,（上式表明，不同圆柱面的螺旋角不等）,三、平行轴斜齿轮传动的正确啮合条件和重合度,1、正确啮合条件,（斜齿轮在端面内的啮合相当于直齿轮的啮合）,2、重合度,（两个端面参数完全相同的标准直齿轮和标准斜齿轮）,纵向作用弧,总重合度：,总作用弧与Pt的比值,端面重合度,纵向重合度,四、斜齿轮的当量齿数,当量齿轮：以为分度圆半径，用斜齿轮的mn和n分别为模数和压力角作一虚拟的直齿轮，其齿形与斜齿轮的法面齿形最接近。这个齿轮称斜齿轮的当量齿轮，齿
8、数ZV称当量齿数。,由解析几何知,五、斜齿轮的几何尺寸计算,平行轴斜齿轮在端面内的几何尺寸关系与直齿轮相同。,1、尺寸计算,改变螺旋角可凑中心距，无须变位。,直齿轮最少齿数,2、变位,移距相同：,六、斜齿轮传动的优缺点,1、优点：,重合度大，传动平稳，承载能力高,不根切最少齿数比直齿轮少，机构更紧凑,制造成本与直齿轮相同,广泛应用于高速、重载传动中,2、缺点：,有轴向力,一、圆锥齿轮机构的特点及应用,49 圆锥齿轮机构,1.特点,圆锥齿轮机构是用来传递空间两相交轴之间运动和动力的一种齿轮机构，其轮齿分布在截圆锥体上，齿形从大端到小端逐渐变小。圆柱齿轮中的有关圆柱均变成了圆锥。为计算和测量方便，
9、通常取大端参数为标准值。,一对圆锥齿轮两轴线间的夹角称为轴角。其值可根据传动需要任意选取，在一般机械中，多取90。,2.应用,圆锥齿轮,直齿圆锥齿轮：,斜齿圆锥齿轮：,曲齿圆锥齿轮：,由于设计、制造、安装方便，应用最广,介于两者之间，传动较平稳，设计较简单,传动平稳、承载能力强，用于高速，重载传动,二、直齿圆锥齿轮齿廓的形成,如图，一个圆平面S与一个基圆锥切于直线OC，圆平面半径与基圆锥锥距 R 相等，且圆心与锥顶重合。当圆平面绕圆锥作纯滚动时，该平面上任一点B将在空间展出一条渐开线AB。渐开线必在以O 为中心、锥距 R 为半径的球面上，成为球面渐开线。,三、直齿圆锥齿轮的啮合传动,正确啮合条件：,圆锥齿轮大端的模数和压力角分别相等，且锥距相等，锥顶重合,连续传动的条件：,重合度大于1，重合度可按当量齿轮进行计算,传动比：,当量齿轮齿数,大端参数取为标准值,加工方法：范成法、成形法,根切原因：是因为刀具齿顶线(齿条型刀具)或齿顶圆(齿轮插刀)超过了极限啮合点（啮合线与被切齿轮基圆的切点）N1而产生的。,齿轮不发生根切的最少齿数,复习,复习,斜齿轮当量齿数斜齿轮正确啮合条件斜齿轮重合度锥齿轮正确啮合条件斜齿轮法面参数为标准值锥齿轮大端参数为标准值,圆锥齿轮大端的模数和压力角分别相等，且锥距相等，锥顶重合,
