第4章齿轮机构ysz

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• 啮合:两条齿廓曲线的相互接触。 • 传动比: 两轮的瞬时角速度之比
i12= w1/w2
4.2 齿廓啮合基本定律
齿廓啮合基本定律: 在啮合传动的任一瞬时,两轮齿廓曲
线在相应接触的公法线必须通过按给定 传动比确定的该瞬时(固定〕的节点。
i w w 即 12= 1/ 2 = O2P/ O1P=r2/r1
• 确定齿轮传动类型 • 确定各齿轮的参数和尺寸:
m, z, x, a’, ’,r , r’,rb, ra, rf – 正传动重合度 – 正变位齿轮必须核验齿顶厚。
三、变位系数的选择
• 基本要求:
– 齿轮不发生根切 – 齿顶不变尖 – 重合度大于许用重合度 – 不发生干涉 – 两齿面均衡磨损等
• 应用封闭图
1.无齿侧间隙啮合方程式 因为变位齿轮无齿侧间隙啮合 条件为: s1’=e2’, s2’=e1’
因此p’= s1’+ e1’= s1’+ s2’ 故 inv’ =2(x1+x2)tg/(z1+z2)+ inv
4.8.3变位齿轮的啮合传动
2.中心距与中心距变动系数: • 中心距a=r1’+r2’= (r1+r2)cos/cos’
公法线长度
• Wk=(k-1)pb + sb
– wk=mcos [ (k-0.5) +z inv ] – wk’= mcos [ (k-0.5) +z inv ]
+2xm sin
• wk’= wk+ 2xm sin • Wk+1--Wk =pb= m cos
4.8.3变位齿轮的啮合传动
4直齿圆柱标准齿轮不发生根切的最小变位 系数
x xmin= ha*( zmin -z)/ zmin
4.8.2渐开线齿廓的变位修正
1 标准齿轮的局限性: • 最小齿数受限,否则发生根切,降低齿
轮的弯曲强度,并使重合度降低 • 多级齿轮传动设计中,中心距很难保证 • 在传动系统中,小齿轮易损坏,难以保
变位齿轮分度圆齿厚及任意圆 齿厚
• 分度圆齿厚
s = e'刀 = m/ 2 2JH JH = xmtg s = m/ 2 2xmtg
变位齿轮分度圆齿厚及任意圆 齿厚
• 任意圆齿厚
sk= sk/rr 2 r k(ink v in)v
• 基圆齿厚
s b = m co (/2 s zi) n 2 x v s m in
4.8.1渐开线齿廓的根切
根切:用范成法加工齿轮时,有时会发现 刀具的齿顶部分把被加工齿轮齿根部分 已经范成出来的渐开线齿廓切去一部分 ,这种现象称为根切。
1 产生根切的原因:刀具的齿顶线超过了啮 合线与基圆的切点时,就会产生根切现 象,即CBN>CN1
4.8.1渐开线齿廓的根切
2 避免根切的措施: CBN<CN1
4.6 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合 传动
一、轮齿啮合过程: 二、正确啮合条件
三、连续传动条件——重合度( e>1)
四、无齿侧啮合条件——一个齿轮的节圆 齿厚等于另一个齿轮的节圆齿槽宽
一、轮齿啮合过程
• 实际啮合线:啮合点的实际轨迹B1B2 • 齿廓工作段:实际参加啮合的齿廓
二、正确啮合条件
• 两齿轮的法向齿距必须相等 • 两齿轮的基圆齿距必须相等
– 增加被加工齿轮齿数Z , 增大基圆半径, 使CN1 变大
– 降低刀具齿顶线 (增大L)
4.8.1渐开线齿廓的根切
3直齿圆柱标准齿轮不发生根切的最小齿数
z zmin= 2ha*/sin2 当 =20,h*=1, z = zm= in 2h* a min 17 当 =20,h*=0.8, zmin= 14
第四章 齿轮机构
4.1 齿轮机构的类型及功用 4.2 齿廓啮合基本定律 4.3 圆的渐开线及其性质 4.4 渐开线齿廓的啮合及其特性 4.5 渐开线直齿圆柱齿轮 4.6 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 4.7 渐开线齿轮的加工
第四章 齿轮机构
4.8 渐开线变位齿轮 4.9 渐开线直齿圆柱齿轮的传动设计 4.10 斜齿圆柱齿轮 4.11 蜗杆蜗轮机构 4.12 圆锥齿轮机构 4.13非圆齿轮机构简介 实验:渐开线齿轮测绘及范成原理
齿条中线与节线重合 啮合角等于分度圆压力角 • 非标准安装:齿轮分度圆等于节圆
齿条中线不与节线重合 啮合角等于分度圆压力角
4.7.1齿轮齿条啮合传动的特点
• 齿轮与齿条啮合的重合度
4.7.2渐开线齿轮的的切制原理 和方法
• 仿形法 • 范成法
•范成法
• 从几何角度讲,用范成法
• 切制齿轮的过程与一对齿轮作无侧隙啮 合传动的过程相似,主要不同在:1)已 知两齿轮角速度及一个齿轮的齿廓曲线 ,求另一齿廓曲线;2)一个轮为d=da的 毛坯,另一个为齿轮刀具,具有切削运 动和切削功能;3)刀具的齿顶高比原齿
– 齿条齿廓上各点压力角相等,且等于啮合角 – 齿轮与齿条相对位置变化,仅齿条上节线位
置变化,啮合角与速比关系均不变。
4.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮
一、齿轮各部分的名称和基本参数 二、几何尺寸和基本参数的关系 三、标准齿条的特点: 四、任意圆上的齿厚:
一、齿轮各部分的名称和基本参数
齿数、齿距、模数、分度圆、 分度圆压力角、齿顶高、齿根高、顶隙 • 标准齿轮:
缺点:重合度减少;齿顶变尖。
s 必须核验重合度和齿顶厚。 a0.4m
一、变位齿轮传动的类型
3.负传动x= x1+x2 <0 特点: a’ < a; ’ < ; y < 0; y > 0
应用:配凑中心距
二、变位齿轮传动的设计:
• 变位齿轮的基本参数: m、z 、x 、ha* 、c* 、
一、渐开线齿廓满足齿廓啮合的基本 定律
二、渐开线齿廓啮合的特点: 三、齿轮齿条啮合及内啮合
一、渐开线齿廓满足齿廓啮合的 基本定律
• 渐开线齿廓能保证实现定角速比啮合传 动
i w w 12= 1/ 2 = O2P/ O1P=r2/r1
=rb2 / rb1 =常数
二、渐开线齿廓啮合的特点:
• 一对渐开线的啮合过程相当于其节圆的纯 滚动。
• 啮合线(啮合线、力作用线、基圆的内 公切线、齿廓接触点的公法线四线重合)
• 啮合角(啮合角为节圆压力角) • 齿轮传动的可分性;中心距略有变化,传
动比不变
三、齿轮齿条啮合
• 齿轮齿条啮合速比关系:
vp/w1=o1p=r1=常数
• 齿轮齿条的特点:
– 齿轮齿条啮合相当于齿轮节圆与齿条节线作 纯滚动。
齿轮传动的设计步骤
1 . 当给定的原始参数为 z1,z2,m,,ha*,c* 设计步骤: • 选定传动类型 当 z1z22zmin时必须用正传动 当 z1z22zm时in ,可用正,零或负传动
• 确定 x1, x 2
– 具有标准压力角和模数 – 具有标准的齿顶高和齿根高 – 分度圆上的齿厚等于齿槽宽的齿轮。
二、几何尺寸和基本参数的关系
*基本参数(m,z,,h *,c*)
*几何尺寸
基本参数
• 正常齿制
m>=1, h *=1, c* =0.25 m<=1, h *=1, c* =0.35
• 短齿制 m>=1, h *=0.8, c* =0.3

4.7 渐开线齿轮的加工
• 齿轮齿条啮合传动的特点 • 渐开线齿轮的的切制原理和方法
4.7.1齿轮齿条啮合传动的特点
1 齿条的结构特点: • 齿廓不同高度上的压力角相等 • 齿廓不同高度上的齿距相等 齿条中线:齿条上齿厚等于齿槽宽的高度
线
4.7.1齿轮齿条啮合传动的特点
2 齿轮齿条啮合传动的特点 • 标准安装:齿轮分度圆一个圆的圆周作纯滚动时,直 线上任意一点K的轨迹AK称为该圆的渐开 线
• 基圆rb • 发生线 • 展角
二、渐开线的性质
1.因发生线在基圆上做纯滚动,KN=AN
2.KN为渐开线在K点处的法线且与基圆相切 。KN为渐开线在K点处的曲率半径,N点 为K处的曲率中心。基圆上的渐开线的初 始点A的曲率半径为0。
4.9 渐开线变位齿轮 的传动类型及其设计
一、变位齿轮传动的类型
1. 零传动 x= x1+x2 =0 x1=x2 =0 x1= -x2 0
2.正传动 x= x1+x2 >0 3.负传动 x= x1+x2 <0
一、变位齿轮传动的类型
1. 零传动x= x1+x2 =0 • x1=x2 =0 标准齿轮传动 • x1= -x2 0等变位齿轮传动 特点: 1) a’= a; ’=; y=0; y=0
=a cos/cos’ • 中心距变动系数 y:
ym=a’- a
4.8.3变位齿轮的啮合传动
3.齿高变动系数 y
a”=r1+r2+(x1+x2)m ym=a”-a’=(x1+x2)m- ym ha=(ha*+x- y)m, hf=( ha*+c*-x)m ra= r+ha rf= r- hf
几何尺寸
分度圆、齿距、模数、基圆、基圆齿距、 齿厚与槽宽、齿顶高、齿根高、全齿高 、齿顶圆、齿根圆
三、标准齿条的特点:
• 与齿顶线平行的各直线是的齿距都相等 • 压力角等于齿形角
四、任意圆的齿厚(sk)
• 任意圆齿厚:S i=s ri/r-2ri( invi-inv ) • 齿顶圆齿厚:Sa=s ra/r-2ra( inva-inv ) • 节圆齿厚:S’=sr’/r-2r’( inv’-inv ) • 基圆齿厚:sb=cos(s+mz inv )
pb1=pb2
m1cos 1=m2cos2
m1=m2
1=2
三、连续传动条件
• B1B2pb
• 重合度( e>1)
四、无齿侧啮合条件
• 一个齿轮的节圆齿厚等于另一个齿轮的 节圆齿槽宽s1’=e2’; s2’=e1’
标准安装:标准齿轮作无齿侧啮合时,节 圆与分度圆重合
非标准安装:cos=cos
顶高出 c*m
原动机 运动w1
齿轮传动过程
啮合
主动齿轮
从动齿轮
运动w2
切削
齿轮刀具
齿轮毛坯
齿轮产品
运动w1
运动w2
齿轮切削机床传动系统
范成过程
齿条型刀具范成加工齿轮时的 两个重要因素
1 运动条件:
z=2 v刀/mw
2 几何条件:
L - r= xm
4.8 渐开线变位齿轮
• 渐开线齿廓的根切 • 渐开线齿廓的变位修正 • 变位齿轮的啮合传动
3.两条同向(反向)渐开线是法向等距曲 线。
二、渐开线的性质
4.渐开线的形状取决于基圆的大小。当基 圆半径为无穷大时,渐开线将变成一条 斜直线既齿条的齿廓曲线。
5.基圆内无渐开线。
三、渐开线的方程
• rk=rb/cosk • k=inv k =tg k ---k
4.4 渐开线齿廓的啮合及其特点
4.1 齿轮机构的类型及功用
齿轮机构的类型
1 .平面齿轮机构:直齿圆柱齿轮机构 平行轴斜齿轮机构 人字齿轮机构
2 .空间齿轮机构: 交错轴斜齿轮机构 蜗轮蜗杆机构 圆锥齿轮机构
4.2 齿廓啮合基本原理
• 齿轮(GEAR):在轮缘上按一定规律分 布着许多齿的轮子。
• 齿轮机构是依靠主动轮的齿廓推动从动 轮的齿廓来实现运动的传递。
=常数
4.2 齿廓啮合基本定律
• 节圆:一对齿轮啮合传动时,过节点相 互作纯滚动的两个圆。
• 中心距:两齿轮连心线。 • 共轭齿廓:能满足齿廓啮合基本定律的
一对曲线为共轭曲线。以共轭曲线作为 一对齿轮的齿廓曲线称共轭齿廓。
4.3 圆的渐开线及其性质
一、渐开线的形成 二、渐开线的性质 三、渐开线的方程
证等强度和等寿命设计
4.8.2渐开线齿廓的变位修正
2齿轮的变位修正 • 齿轮变位修正法:用改变刀具与轮坯相
对位置来范成加工齿轮的方法。 • 齿轮变位修正的优点:
*配凑中心距,实现无侧隙啮合传动 *改善传动性能 *缩小传动机构的尺寸
4.8.2渐开线齿廓的变位修正
3.变位齿轮尺寸计算 • 分度圆齿厚及任意圆齿厚 • 公法线长度
2) z= z1+z2 2zmin
优点:1) 结构紧凑,小齿轮的齿数可以减少 2) 提高了齿轮的承载能力,小齿轮强度增加。 3) 改善了齿轮的磨损情况。
;
一、变位齿轮传动的类型
2.正传动 x= x1+x2 >0 特点: a’>a ; ’> ; y > 0 ; y > 0
优点:1) 结构紧凑,小齿轮的齿数可以减少 2) 提高了齿轮的承载能力,小齿轮强度增加。 3) 改善了齿轮的磨损情况。 4)可以配凑中心距
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