机械设计基础项目齿轮传动任务解析PPT学习教案

m=4 z=16 m=2 z=16
m=1 z=16
人为地规 定一些特 定模数值, 称标准模 数
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如: 1、
正确啮合条件
正确啮合条件：pn1=pn2
pn1 pn2 pb1 pb2
pm1cosa1 =pm2cosa2
m1 m2 m
a1 a2 a
N2
正确啮合条件：
两轮的模数和压力角
分别相等 i12
n1 n2
1 2
d2' d1'
db2 dd1
d2 z2 第d13页/共z410页
一对齿轮的传动比：
O1
1
N1 P
2
O2
工程要求:齿轮有可
重合度
OO11
能在啮合线上两点
1
同时接触a B1B2 / pb 几连何续条传件动:条B件1B:2 >α
p≥b 1
ra1
a rb1 a’a
1
BB22 NN11
成型法加工齿轮小结
– 加工原理 – 刀具的形状和齿轮的齿形一模一样.走出的轨迹 就是齿轮的形状；要求刀具的切削刃形状与被 切齿轮的齿槽形状相吻合。
– 优点 – 机床较简单，可利用通用机床加工。
– 缺点 – 对于同一模数的齿轮，只要齿数不同，齿廓形 状就不相同，需采用不同的成形刀具； – 加工出来的齿形是近似的，加工精度较低； – 每加工完一个齿槽后，工件需要周期地分度一 次，生产率也较低。
G a
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项目四 齿轮传动
任务五 渐开线齿轮的加工及 – 齿轮的加工变方法位齿轮
– 齿轮的根切与最小齿数 – 变位齿轮
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齿条刀中线相对于被切齿轮分度圆可能有三种情况
齿条刀中线由切制标准齿轮的位置沿轮坯径向远离或靠 近齿轮中心所移动的距离称为径向变位量x m（简称变 位量），其中x称为径向变位系数（简称变位系数）。
相当于齿轮齿条啮合传动
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范成法加工齿轮——齿轮滚刀小结
t t
t t
为了切制出平行与齿坯轴线的直齿，应 使刀具的轴线偏转螺旋升角。
优点：用一把滚刀可以加工出 m、 a相同而齿数不同的各种 齿轮，切削连续，生产效率高。
缺点：不能加工内齿轮。
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范成法加工齿轮小结
范成法加工的特点： ✓同一刀具可以加工模数和压力角相同，齿数不同的齿轮 ✓刀具连续切削，生产效率高，精度高，用于批量生产。
成型法加工齿轮——指状铣刀加工齿 轮
指状铣刀常用于加工大模数 m>20mm的齿轮和人字齿轮 。
切削
进给
分度
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各号铣刀切制齿轮的齿数范围
由db=mzcosa可知，渐开线形状随齿数变化。要想获得 精确的齿廓，加工一种齿数的齿轮，就需要一把刀具。这 在工程上是不现实的。
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– 刀具 – 齿轮刀具(如齿轮插刀)和齿条型刀具
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范成法加工齿轮原理
0
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范成法加工齿轮——齿轮插刀
刀具形状：象一个有刀刃的外齿轮，但其齿顶要高出c*m。 切制方法：轮坯与刀具按一定的传动比i=z工件/z刀具作啮合运动，
同时刀具沿轴线上下运动以切出齿宽。
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机械设计基础项目齿轮传动任务解析
会计学
1
齿数z
分度圆直径d
齿顶圆直径da
齿根圆直径d f
基圆直径db 齿厚sk
齿槽宽ek
齿根高hf
齿距pk sk ek 齿顶高ha
法向齿距pn pb 齿全高h ha hf
齿轮各部分的名称
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渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸与基本参数关系
模数m ， 是齿轮计 算的基本 参数，也 为轮齿大 小的标志
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铸造
锻造
齿轮加工方法
冲压
热轧
成型法
范成法
切削加工
精密齿轮加工
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范成法加工齿轮
– 加工原理 – 利用一对齿轮啮合原理来加工齿廓，其 一个齿轮（或齿条）作为刀具，另一个 齿轮则为被切齿轮毛坯，刀具的一系列 刀痕轨迹将被切齿轮毛坯包络出齿轮的 齿廓。共轭齿廓互为包络线。
BB11
PK
NN22
aa2
rb2 a’ ra2
重重合合度度:愈大，表明同
2
等实于时际一参应定用的与中许啮,用值合α[值的α应]轮大,即于齿:或对a [ a ] OO22
数愈多，传动愈平稳， 使用场合 一般机械制造业
汽车拖拉机
金属切削机床
每对轮齿所承受的载 [ea]
1.4
1.1--- 1.2
1.3
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本次课程内容
能力目标 ★了解齿轮加工方法 ★初步掌握最小不根切齿数和变位齿轮加工原理
学习重点 ★齿轮加工方法及特点
学习难点 ★变位齿轮
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作业 ★技能训练4
通知 ★下周三（5.14）课程调整至下周五（5.16） 地点：J3-306
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加工方法：相当于齿轮与齿条的 啮合，与齿轮插刀的加工方法相 同。
只是齿顶高 出 c*m 部 分 ， 高 出 的 c*m
部分齿顶为
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圆弧齿廓。
范成法加工齿轮——齿轮插刀、齿条插刀小结
优点：用一把插刀可以加工出m、a相同而 齿数不同的各种齿轮(包括内齿 轮)。
缺点：切削不连续，生产 效率较低。
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项目四 齿轮传动
任务五 渐开线齿轮的加工及 – 齿轮的加工变方法位齿轮
– 齿轮的根切与最小齿数 – 变位齿轮
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齿轮的根切
用范成法加工齿轮，有时刀具 的顶部会切入被加工齿轮的根 部，且将轮齿根部的一段渐开 线切掉，这种现象称为齿轮的 根切现象。轮齿产生根切将对 齿轮传动质量产生不利影响， 必须设法避免。
分度圆
分度圆
节线 (中线)
节线 中线
中线 节线
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若用同一把齿条刀切出齿数相同的标准齿轮、正变位 齿轮及负变位齿轮的轮齿（模数、压力角、齿数相 同），它们的齿廓是相同基圆上的渐开线（齿形一 样），只是取渐开线的不同部位作为齿廓。
正变位齿轮 标准齿轮 负变位齿轮
分度圆
它们的分度圆直径、基圆直径及齿距是相同的
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范成法加工齿轮——齿轮滚刀
被加工齿轮
0
进给
范成运动
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齿轮滚刀形状：外形象螺 旋，其轴剖面为一个齿条 刀具。
齿轮滚刀加工
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范成法加工齿轮——齿轮滚刀
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0
滚刀倾斜
进给
被加工齿轮
滚刀
范成运动
0
0 切削
进给
v
滚刀轴剖面相当于齿条
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刀具实际切出的曲线 基圆
渐开线根部被切去
原渐开线部分
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根切演 示
r 刀具
a
产生根切的原因
基圆 rb
C V=r
N 齿轮与刀具作范成运动，刀具的速度 V=r
分度圆
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结论:用展成法加工渐开线齿轮时，当
刀具的齿顶线与啮合线交极限点N之外 时，必发生根切。
切削运动
让刀运动
0
范成运动 i= 0/ =z/z0
范成法加工齿轮——齿轮插刀
用 齿 轮 插 刀 范成运
加 工 齿 轮 时 ， 动切削
刀 具 与 轮 坯 运动进
之 间 的 相 对 给运动
运动有
让刀运
动
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范成法加工齿轮——齿条插刀
切削
v
让刀
范成
刀具形状：与标准齿条的
进给
齿形相同，
V＝ r＝ mz/2
d mz, db d cosa mz cosa , p pm pb= pmcosa
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变位齿轮意义（标准齿轮的不足）： 1）一对啮合的标准齿轮，由于小齿轮齿根厚度薄，参与 啮合的次数又较多，因此强度较低，容易损坏，影响了 齿轮传动的承载能力。 2）标准齿轮中心距用a表示，若实际需要的中心距（用A 表示）A<a时，就根本无法安装；若A>a,可以安装，却产 生大的侧隙，重合度也降低，都影响了传动的平稳 性。 3）若滚齿切制的标准齿轮齿数小于17，则会发生根切现 象，影响实际使用。
荷愈小
项目四 齿轮传动
任务五 渐开线齿轮的加工及 – 齿轮的加工变方法位齿轮
– 齿轮的根切与最小齿数 – 变位齿轮
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铸造
锻造
齿轮加工方法
冲压
热轧
成型法
范成法
切削加工
精密齿轮加工
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铸造法加工齿 轮
锻造法加工齿 轮
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铸造
锻造
齿轮加工方法
冲压
热轧
成型法
范成法
r
N
B
C
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最小）
标准直齿轮不发生根切的条件为： z Zmin Zmin = 2 h*a/（ Sin2 a ）
Zmin称为最少齿数，即用范成法加工标准齿轮时， 刚刚不发生根切的齿数。
当h*a =1.0， a=200时， Zmin =17
B
xm
N P
h*am
切削加工
精密齿轮加工
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成型法加工齿轮 – 加工原理
– 刀具的形状和齿轮的齿形一模一样.走出 的轨迹就是齿轮的形状；要求刀具的切 削刃形状与被切齿轮的齿槽形状相吻合。
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成型法加工齿轮——盘状铣刀加工齿 轮
分度
进给
第10页/共40页
成型法加工齿轮——盘状铣刀加工齿 轮
第11页/共40页