滚切直齿圆柱齿轮的传动原理
滚切直齿圆柱齿轮的传动原理
滚切直齿圆柱齿轮的传动原理3. 滚齿机的运动分析（ 1 ）滚切直齿圆柱齿轮1 ）机床的运动和传动原理图⽤滚⼑加⼯直齿圆柱齿轮时机床的运动分析见例3-2，此时需要两个表⾯成形运动(图7-15)，三条传动链(图7-16)。
图 7-15 滚切直齿圆柱齿轮所需运动图 7-16 滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图图 7-17 滚切斜齿圆柱齿轮所需运动①展成运动传动链展成运动是滚⼑与⼯件之间的啮合运动，是⼀个复合的表⾯成形运动，这个运动被分解为两部分：滚⼑的旋转运动B11和⼯件的旋转运动B12。
要保持B11和B12之间严格的相对运动关系，需要⼀条内联系传动链。
设滚⼑的头数为K ，⼯件齿数为z ，则滚⼑每转1/K 转，⼯件应转1/z 转。
在图 7-16中，这条传动链是：滚⼑-4-5-u x-6-7-⼯件，称为展成运动传动链。
②主运动传动链展成运动还应有⼀条外联系传动链与动⼒源相联系。
这条传动链为：电动机-1-2-uv-3-4-滚⼑，从切削的⾓度分析，滚⼑的旋转运动是主运动。
这条传动链称为主运动传动链。
③进给运动传动链为了形成直线，滚⼑还需作竖直的直线运动A2。
这个运动是维持切削得以连续进⾏的运动，是进给运动。
A2是⼀个简单运动，可以使⽤独⽴的动⼒源驱动，但是，⼯件转速和⼑架移动速度之间的相对关系，会影响到齿轮的表⾯粗糙度。
因此，滚齿机的进给以⼯件每转时滚⼑⼑架的轴向移动量计，把⼯作台作为间接动⼒源。
这条传动链为：⼯件-7-8-u f-9-10-⼑架升降丝杠。
这是⼀条外联系传动链，称为进给运动传动链。
2) 滚⼑的安装滚⼑⼑齿是沿螺旋线分布的，螺旋升⾓为ω。
加⼯直齿圆柱齿轮时，为了使切削点处滚⼑⼑齿⽅向与被切齿轮的齿槽⽅向⼀致，滚⼑轴线与被切齿轮端⾯之间应倾斜⼀个⾓度δ，称为滚⼑的安装⾓，它在数量上等于滚⼑的螺旋升⾓ω。
⽤右旋滚⼑加⼯直齿齿轮的安装⾓如图 7-15所⽰。
⽤左旋滚⼑时倾斜⽅向相反。
图中虚线表⽰滚⼑与齿坯接触⼀侧切削点处的滚⼑螺旋线⽅向。
金属切削机床第五章 Y3150E型滚齿机
机床轮廓尺寸(长度×宽度×高度) 2439mm×1272mm×1770mm
三、Y3150E型滚齿机的传动系统 如图5-12所示是Y3150E型滚齿机的传动系统图。
三、滚切斜齿圆柱齿轮时的运动和传动原理 如图5-7所示,斜齿圆柱齿轮轮齿端面上的齿形仍为渐开线,而 齿长方向则是一条螺旋线。
图5-7 斜齿圆柱齿轮
1.斜齿圆柱齿轮的形成 图5-8说明了滚切直齿和斜齿圆柱齿轮时,形成导线的差别。
图5-8 加工斜齿圆柱齿轮时,导线(螺旋线)的成形原理 →加工直齿圆柱齿轮时,展成运动的旋转方向
1)传动路线表达式及运动平衡方程式 展成运动传动链的传动路 线表达式如下:
2)换置公式 将u合=1代入运动平衡方程式,整理后可得换置机构 传动比ux的计算公式:
ux= × × = (5-3)
21≤≤142时,=;×= 143≤时,=;×=
(3)轴向进给运动传动链 传动链的两端件是工件和滚刀刀架,其 计算位移是:工件每转1转,滚刀刀架垂向移动f(mm)。 1工件××××××u进××3π=f
⇒或⇐加工斜齿圆柱齿轮时,工件附加运动的旋转方向 图中所表示的运动方向是根据使用右旋滚刀、且滚刀位于工件之前判定
2.加工斜齿圆柱齿轮所需的运动
设工件的导程为T,则当刀架直线移动T(mm)时,工件应在展成运动 传动链所要求的转动基础上附加一转,因此应在刀架与工件之间 建立运动联系,通过运动合成机构的差动作用使工件的转速加快 或减慢,这一传动联系称为差动传动链或附加运动传动链。
滚齿原理
滚齿原理:滚齿加工是展成法原理来加工齿轮。
用滚刀来加工对轮相当于一对交错螺旋轮啮合。
这对啮合齿轮传动副中，一个齿轮齿数很少，一个或几个，螺旋角很大就演变成了一个蜗杆，再将蜗杆开槽并铲背，就成为齿轮滚刀。
齿轮滚刀螺旋线法向剖面各刀齿面也一根齿条，当滚刀连续转动时就相于一根无限长齿条沿刀具轴向连续移动。
，齿轮滚刀按给定切削速度作旋转运动时，工件则按齿轮齿条啮合关系传动（即当滚刀转一圈，相当于齿条移动一个或几个齿距，齿轮坏也相应转过一个或几个齿距），齿坏上切出齿槽，形成渐开线齿面，，如图所示。
，滚齿轮过程中，分布螺旋线滚刀各刀齿相继切出齿槽中一薄层金属，每个齿槽滚刀旋转中由几个刀齿依次切出，渐开线是展成法，成形运动是由滚刀旋转运动和工件旋轻快运动组成复合运动（B11+B12），,这个复合运动称为展成运动。
当滚刀与工件连续转动时，便工件整个圆周上依次切出所有齿槽。
这一过程中，齿面形成与齿轮分度是同时进行。
展成运动也就是分度运动。
由上所述，到渐开线齿廓和齿数，滚齿时，滚刀和工件之间必须保持严格相对运动关系，即当滚刀转过1时，工件相应转过K/Z（K为滚刀头数，Z为工件齿数。
）1、加工直齿圆柱齿轮传动原理用滚刀加工直齿圆柱齿轮必须具备以下两个运动：形成渐开线齿廓展成运动和形成直线齿面（导线）运动。
图是滚切直齿圆柱齿轮传动原理图。
(1)展成运动传运链渐开线文化部廓是由展成法形成，靠滚刀旋转运动B11和工件旋转运动B12组复合运动，，滚刀主轴和工作台传动链（刀具-4-5-U X-6-7-工作台）为展成运动传动链，由它保证工件和刀具之间严格运动关系。
其中置换机构U X,适于工作齿数和滚刀头数变化。
显然这是一条内联系传动链，要求传动比准确，要求滚刀和工件两者旋转方向必须符合一对交错轴螺旋齿轮啮合时相对运动方向。
当滚刀旋转方向一定时，工件旋转方向由滚刀螺旋方向确定。
（2）主运动传动链每一个表面成表运动都必须有一个外联系传动与动车源相联系，图中，展成运动外联系传动链为电动机-1-2-U V-3-4-滚刀。
齿轮滚刀的切削原理及应用
齿轮滚刀的切削原理及应用一、齿轮滚刀的切削原理齿轮滚刀是一种常用的切削工具，它通过齿轮与工件的啮合来实现切削加工。
齿轮滚刀的切削原理主要包括以下几个方面：1.齿轮的啮合原理：齿轮滚刀的切削过程是通过齿轮与工件的齿形啮合来完成的。
在切削过程中，齿轮滚刀的齿与工件的齿形相互配合，形成一种滚动的切削运动。
由于齿轮齿形的精度较高，滚刀的刀尖接触点不断移动，从而实现对工件的精确切削。
2.滚刀的角度选择：齿轮滚刀的切削性能受到滚刀角度的影响。
滚刀的角度包括分度角、压力角和顶角等。
分度角是指滚刀与齿轮的齿形线之间的夹角，压力角是指滚刀刀尖与工件齿形线之间的夹角，顶角是指滚刀刀尖与工件齿形线的交角。
通过合理选择这些角度，可以提高齿轮滚刀的切削效果。
3.滚动切削的优势：与传统切削方式相比，齿轮滚刀具有一些独特的优势。
首先，滚刀的切削力分布均匀，可以减少切削时的振动和噪声。
其次，由于滚动切削的运动方式，滚刀与工件之间的摩擦大大减小，提高了切削效率。
此外，滚刀还可以实现对工件的高效率、高精度切削。
二、齿轮滚刀的应用领域齿轮滚刀的应用领域非常广泛，以下列举了一些常见的应用场景：1.齿轮制造：齿轮滚刀在齿轮制造中有着广泛的应用。
由于滚刀的刀尖与齿形线的接触点不断移动，可以实现齿轮的高精度加工。
齿轮滚刀不仅可以切削直齿轮，还可以切削斜齿轮、圆柱齿轮和锥齿轮等。
2.汽车制造：在汽车制造过程中，齿轮滚刀被广泛应用于发动机传动系统、变速器和传动轴等部件的制造。
齿轮滚刀能够提供高效率、高精度的切削，确保齿轮在使用过程中的可靠性和稳定性。
3.机床制造：齿轮滚刀在机床制造中起着重要作用。
通过滚刀的切削，可以制造出高精度的齿轮传动和滚珠丝杆等机床零部件。
这些零部件对于机床的运转稳定性和精度要求非常高，因此齿轮滚刀在机床制造中得到了广泛应用。
4.航空航天：在航空航天领域，齿轮滚刀同样具有重要的应用。
航空发动机、飞机减速器和航天器的传动系统等都需要使用高精度的齿轮。
滚刀设计
' 2
hf sin α cos α
+ ha tan α
由于L2>L2'，所以满足上述两个要求的滚刀最小长度为： 由于 ，所以满足上述两个要求的滚刀最小长度为：
L = L1 + L2
复杂刀具设计
计算得到的滚刀长度，还要进行修正： 计算得到的滚刀长度，还要进行修正： （1）由于滚刀的刀齿是按螺旋线分布的，所以边缘上的几 ）由于滚刀的刀齿是按螺旋线分布的， 个刀齿是不完整的刀齿，为了使它们不参加切削， 个刀齿是不完整的刀齿，为了使它们不参加切削，就应该把滚 刀长度加长些。 刀长度加长些。 （2）加工直齿齿轮时，由于滚刀轴线与工件端面倾斜角度， ）加工直齿齿轮时，由于滚刀轴线与工件端面倾斜角度， 滚刀与齿轮坯的切削区域便加大了， 滚刀与齿轮坯的切削区域便加大了，因而滚刀长度必须相应的 增加。但是，由于加工直齿轮时一般不超过6˚~7˚，这一项修正 增加。但是，由于加工直齿轮时一般不超过 ， 的影响不超过0.6%，可以不予考虑，但当加工斜齿齿轮时，如 的影响不超过 ，可以不予考虑，但当加工斜齿齿轮时， 果滚刀轴线与工作面的夹角较大，必须考虑增加滚刀的长度， 果滚刀轴线与工作面的夹角较大，必须考虑增加滚刀的长度， 或在滚刀上作出切削锥部。 或在滚刀上作出切削锥部。 （3）滚刀的轴台是用于检验滚刀安装跳动的基准，为了便 ）滚刀的轴台是用于检验滚刀安装跳动的基准， 于测量，单边轴台长度应不小于4~6mm。 于测量，单边轴台长度应不小于 。 （4）为了使滚刀整个长度上的刀齿磨损均匀，滚刀可沿轴 ）为了使滚刀整个长度上的刀齿磨损均匀， 向窜刀，以增加每次重磨间的寿命， 向窜刀，以增加每次重磨间的寿命，所以计算滚刀的长度时还 应考虑增加一定的窜刀长度。可取轴向窜刀位置为2~3个。 应考虑增加一定的窜刀长度。可取轴向窜刀位置为 个
金属切削机床概论齿轮加工机床
4.2 滚齿机运动分析
功用：滚切直齿、斜齿圆柱齿轮及蜗轮
一、滚齿原理
p86
金属切削机床概论齿轮加工机床
4.2 滚齿机 滚齿机动态传动路线
（一） 加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理
滚切直齿圆柱齿轮的传动原金属理切削图机床概论齿轮加工机床
4.2 滚齿机
（一） 加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理 1.范成运动
u 作用：将范成运动中工件的旋转运动 和工件的附加运动合成后传到工作台， 使工件获得合成运动。
u 用途：加工斜齿圆柱齿轮、 切向进给法加工蜗轮时。
u 合成机构：圆柱齿轮或锥齿轮行星机 构。
金属切削机床概论齿轮加工机床
u 滚切斜齿圆柱齿轮时，工件的旋转运动是两个运 动的合成：范成运动中的旋转运动B12和螺旋轨迹 运动的附加运动B2 。
金属切削机床概论齿轮加工机床
渐开线齿轮的切齿原理(续）
2.范成法
加工方法有：插齿和滚齿 插斜齿
插直齿
金属切削机床概论齿轮加工机床
渐开线齿轮的切齿原理(续）
2.范成法
滚直齿
动画演示
滚斜齿
金属切削机床概论齿轮加工机床
2）范成法
利用齿轮的啮合原理加工齿轮。常用的展成法齿轮刀具：
滚齿刀、插齿刀、剃齿刀等
1) 范成运动传动链
u 联系滚刀主轴(B11)和工作台(B12) u 传动路线：“滚刀-4-5-ux-6-7-工件” u 保证滚刀和工件旋转运动之间的严格运
动关系。 u 换置机构ux用于适应工件齿数和滚刀头
数的变化。 u 内联系传动链，要求传动比数值绝对准
确及滚刀和工件两者的旋转方向互相配 合。
金属切削机床概论齿轮加工机床
见图4－4a.b
简述滚齿机工作原理
简述滚齿机工作原理滚齿机是一种常见的机械设备，用于加工齿轮。
它的工作原理是通过切削和磨削的方式，将齿轮的齿槽加工成特定形状和尺寸。
滚齿机通常由工作台、主轴、切削刀具和进给机构等部分组成。
在滚齿机的工作过程中，首先需要将待加工的齿轮固定在工作台上。
然后，工作台会沿着水平方向进行移动，使得齿轮与切削刀具的刀齿接触。
接下来，主轴会带动切削刀具旋转，同时工作台会进行旋转或往复运动，使刀齿与齿轮的齿槽产生相对运动。
在刀齿与齿槽的相对运动过程中，刀齿会逐渐切削或磨削齿轮的齿槽，使其逐渐形成准确的齿形。
切削刀具的形状和尺寸决定了加工出来的齿轮的齿形。
而进给机构则控制了工作台的进给速度和进给量，从而影响了齿轮的加工精度和表面质量。
滚齿机的工作原理基于切削和磨削的原理，通过切削或磨削齿轮的齿槽，使其逐渐形成所需的齿形。
在加工过程中，需要保证刀具和齿轮的相对运动精确而稳定，以确保加工出来的齿轮满足设计要求。
滚齿机在工业生产中具有重要的应用价值。
它可以加工各种类型的齿轮，包括直齿轮、斜齿轮、渐开线齿轮等。
通过调整刀具和工作台的参数，可以实现不同齿形和精度要求的加工。
滚齿机具有加工效率高、加工精度高、加工成本低等优点，被广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等领域。
总结起来，滚齿机是一种通过切削和磨削的方式加工齿轮的机械设备。
它的工作原理是利用切削刀具和齿轮的相对运动，将齿轮的齿槽加工成特定形状和尺寸。
滚齿机具有加工效率高、加工精度高、加工成本低等优点，被广泛应用于工业生产中。
通过合理调整工艺参数，可以实现不同齿形和精度要求的齿轮加工。
滚齿机的发展和应用为机械制造行业带来了巨大的便利和发展机遇。
齿轮传动的原理
齿轮传动的原理齿轮传动是一种常见的机械传动方式，它通过齿轮的啮合来传递动力和运动。
齿轮传动具有传动比稳定、传动效率高、传动精度高等优点，在各种机械设备中得到了广泛的应用。
那么，齿轮传动的原理是什么呢？首先，我们来了解一下齿轮的基本结构。
齿轮是一种圆盘状的机械零件，表面上有一定数量的齿，齿轮的直径、齿数、模数等参数不同，可以实现不同的传动比。
在齿轮传动中，通常会有两个或多个齿轮相互啮合，其中一个齿轮连接着动力源，另一个齿轮则连接着被驱动部件。
齿轮传动的原理主要包括两个方面，啮合原理和传动原理。
首先是啮合原理，齿轮传动是通过齿轮的啮合来实现传递动力和运动的。
当两个齿轮啮合时，它们之间会产生一定的啮合力，这种力可以传递动力和运动。
齿轮的啮合是通过齿轮的齿形和齿数来实现的，不同的齿形和齿数可以实现不同的传动比和传动方式。
其次是传动原理，齿轮传动是通过齿轮的旋转来实现传递动力和运动的。
当一个齿轮旋转时，它会驱动另一个齿轮一起旋转，从而实现了动力和运动的传递。
在齿轮传动中，通常会有一个齿轮连接着动力源，另一个齿轮连接着被驱动部件，通过齿轮的旋转来实现动力的传递。
除了啮合原理和传动原理，齿轮传动还涉及到一些其他的原理，比如传动比原理、传动效率原理等。
传动比是指齿轮传动中输入轴和输出轴的转速比，它可以通过齿轮的齿数和齿轮的直径来计算。
传动效率是指齿轮传动中输入功率和输出功率的比值，它可以通过齿轮的摩擦损失和啮合损失来计算。
这些原理都是齿轮传动能够正常工作的基础，只有充分理解这些原理，才能正确地设计和使用齿轮传动。
总之，齿轮传动是一种常见的机械传动方式，它通过齿轮的啮合来传递动力和运动。
齿轮传动的原理主要包括啮合原理和传动原理，同时还涉及到传动比原理、传动效率原理等。
只有充分理解这些原理，才能正确地设计和使用齿轮传动，从而更好地发挥其传动功能。
标准直齿圆柱齿轮
标准直齿圆柱齿轮直齿圆柱齿轮是一种常见的机械传动装置，其结构简单、传动效率高，被广泛应用于各种机械设备中。
本文将从直齿圆柱齿轮的定义、结构、工作原理、制造工艺以及应用领域等方面进行介绍。
一、定义。
直齿圆柱齿轮是一种以圆柱面为齿轮齿面的齿轮，其齿轮齿面与齿轮轴线平行，齿轮齿面为直线。
直齿圆柱齿轮通常由两个或多个齿轮组成齿轮传动系统，通过齿轮的啮合传递动力和运动。
二、结构。
直齿圆柱齿轮通常由齿轮轮毂、齿、齿顶、齿根、齿面等部分组成。
齿轮的结构设计需要考虑齿轮的模数、齿数、齿轮厚度、齿轮硬度等参数，以保证齿轮的强度、耐磨性和传动精度。
三、工作原理。
直齿圆柱齿轮传动是通过齿轮的啮合来传递动力和运动的。
当齿轮轴转动时，齿轮的齿与相邻齿轮的齿啮合，通过齿面的啮合来传递动力，实现齿轮的旋转运动。
直齿圆柱齿轮传动具有传递功率大、传动效率高、传动比稳定等特点。
四、制造工艺。
直齿圆柱齿轮的制造工艺通常包括齿轮设计、齿轮加工、热处理、齿面加工、齿轮组装等环节。
齿轮的制造需要严格控制齿轮的几何尺寸和表面质量，以保证齿轮的传动精度和使用寿命。
五、应用领域。
直齿圆柱齿轮广泛应用于各种机械设备中，如汽车变速箱、工程机械、农业机械、船舶、风力发电机组等。
直齿圆柱齿轮传动系统具有传动功率大、传动效率高、传动比稳定等优点，被广泛应用于各种重载、高速、高精度的机械传动系统中。
六、结语。
直齿圆柱齿轮作为一种常见的机械传动装置，具有结构简单、传动效率高等优点，被广泛应用于各种机械设备中。
通过本文的介绍，相信读者对直齿圆柱齿轮有了更深入的了解，希望能对读者有所帮助。
第三章 滚齿机的传动原理图
五、本章重点难点
1、加工直齿轮时所需的两个成形运动
2、加工斜齿轮时增加一条附加转动链（难点）
3、滚刀安装角的确定（难点）
谢
谢
成形法加工
展成法加工
滚刀加工直齿圆柱齿轮的运动分析
[母线]： 由展成法形成，
B11和B12
[导线]：
由相切法形成，
B11和A2
产生螺旋线的内链——差动链： 丝杠——工作台
if
iY
加上差动链后的原理图
B22 iv
B11
B12 A21 ix iS iY
正确的滚切斜齿原理图——加入合成机构
1 2
iv
3 4 9
5
合成
B11 B12 B22 A21
12
6
7 ix 8
10 iS 11 14 iY 13
15
[问题1]：滚齿机设计制造时应按以下哪种
表面——运动——传动
1、表面
直齿圆柱齿轮：母线是渐开线，导线是直线。
2、运动
滚刀加工直齿圆柱齿轮的运动分析
二、滚切直齿时的传动原理图
1、传动链分析
1）形成母线的展成复合运动
内链：滚刀B11——工件B12 外链：电机——滚刀
2）刀移动的简单成形运动
外链：电机——丝杠
2、原理图-1
1）主运动链 电机——滚刀
原理图设计？
1 2
iv
iv
3 4 9 7 ix 8
B11 B12 B22 A21
12
10 iS 11 14 iY 13
ix
if
四、滚刀的安装
1、加工直齿时
δ=ω
2、加工斜齿时
[问题2]：左旋滚刀能否加工右旋齿轮？
齿轮齿条传动原理图
齿轮齿条传动原理图
请注意，下文的描述中不能使用与标题相同的文字。
齿轮齿条传动是一种常见的机械传动方式，其原理图如下所示：
1. 齿轮：齿轮是由啮合的齿来传递力和运动的机械元件。
它通常由圆盘状的轮毂和沿轮毂周边均匀分布的齿组成。
齿轮通常被用来改变旋转速度和转矩。
2. 齿条：齿条是一种具有长条形的直线齿面结构。
它的一侧为齿，与齿轮的齿相啮合，另一侧平滑。
齿条通常被用来将旋转运动转换为直线运动。
3. 传动原理：当齿轮和齿条啮合时，齿轮的旋转运动通过齿的接触来传递给齿条，使之产生直线运动。
相反地，齿条的直线运动也可以通过啮合的齿传递给齿轮，使之旋转。
这种传动方式既可以使齿轮改变速度和转矩，也可以使齿条将旋转运动转换为直线运动。
需要注意的是，齿轮齿条传动具有精确的啮合配合要求，齿轮和齿条之间的齿形必须互相匹配，以确保传动的平稳和高效。
齿轮齿条传动广泛应用于各种机械设备中，例如机床、自动化工作台、汽车传动等。
机械原理齿轮
机械原理齿轮机械原理中的齿轮是一种常见且重要的机械传动元件，它通过齿轮的啮合来实现传动功能，广泛应用于各种机械设备中。
齿轮传动具有传递动力平稳、传动比恒定、传动效率高等特点，因此在工程领域中得到了广泛的应用。
本文将从齿轮的基本原理、结构特点、工作原理和应用领域等方面对齿轮进行深入探讨。
首先，我们来了解一下齿轮的基本原理。
齿轮是利用啮合齿轮的圆周上的齿来传递运动和动力的一种机械传动装置。
齿轮通常由两个或多个啮合的齿轮组成，其中一个为主动齿轮，另一个为从动齿轮。
当主动齿轮转动时，从动齿轮也随之转动，从而实现了动力的传递。
齿轮的传动比取决于齿轮的齿数和模数，通过不同齿轮的组合可以实现不同的传动比。
其次，我们来看一下齿轮的结构特点。
齿轮通常由齿轮轮毂、齿轮齿、齿顶圆、齿根圆等部分组成。
齿轮的齿数、模数、压力角等参数决定了齿轮的传动性能，不同的参数组合可以实现不同的传动效果。
齿轮的制造工艺一般包括铸造、锻造、车削、磨削等，以确保齿轮的精度和耐用性。
接下来，我们将探讨一下齿轮的工作原理。
齿轮传动是利用齿轮的啮合来传递运动和动力的一种机械传动方式。
当主动齿轮转动时，齿轮的齿与从动齿轮的齿进行啮合，从而使从动齿轮也跟随转动。
齿轮传动具有传递动力平稳、传动比恒定、传动效率高等特点，适用于各种机械设备的传动装置。
最后，我们来谈一下齿轮在实际应用中的领域。
齿轮广泛应用于各种机械设备中，如汽车、船舶、飞机、工程机械、农业机械等。
在这些设备中，齿轮传动起着至关重要的作用，它们可以实现不同转速、不同转矩的传动，满足机械设备的不同工作要求。
总之，齿轮作为一种重要的机械传动元件，在机械原理中具有重要的地位和作用。
通过对齿轮的基本原理、结构特点、工作原理和应用领域的深入了解，我们可以更好地应用齿轮传动技术，提高机械设备的传动效率和可靠性，推动机械工程技术的发展和进步。
直齿圆柱齿轮传动PPT课件
Ft2
Fn
Fr2
二、标准直齿圆柱齿轮传动强度计算 （一）齿面接触疲劳强度计算
Hmax σ
1
L
2
Hmax
1
Fn L
112 122
E1
E2
赫兹理论
1 11
1 2
(u z 2 d 2 2 ) z1 d1 1
1
d
/ 1
2
sin
/
2
d
/ 2
2
sin /
1 2 u 1 d1 sin u
例2
已知：一对齿轮 [ F1]= 350MPa, [F2 ] = 300MPa,
F 1 = 320MPa, ① F 2 = ? ( Z1 = 23, Z2 = 71)
②这对齿轮的齿根弯曲强度是否够？
F1
2
2KT1 bmd1
YF1
2
F2
YF2 YF1
F1
强度条件： F1[ ] F1 F2[ ] F2
☆ ①齿根整体折断——直齿，b较小时 ②局部折断——斜齿，制造、安装误差 或偏载，b较大时
(3)防止措施 ：齿根弯曲应力小于许用值 ①减小应力集中 ②根部强化处理 ③增大支承刚度 ④增加轮齿芯部韧性 ⑤提高安装精度避免轮齿偏载
2、齿面点蚀
闭式、润滑良好
（1）部位：节线处靠近根部 （2）原因：
①一对齿啮合 ②相对滑动速度低、不易形成油膜 （3）防止措施：齿面疲劳强度计算 ①合理润滑 ②提高齿面硬度
二、分类 : 按工作条件分： 开 式： 敞开，润滑不良、易磨损； 半开式： 防护罩，润滑、密封不完善； 闭 式： 封闭箱体，润滑密封好。 三、基本参数
齿数Z；模数m；压力角α；分度圆d；系数
滚齿加工原理
滚齿加工原理
滚齿加工是一种常用的齿轮加工方法，其原理是利用滚刀和被加工齿轮的齿廓之间的相互作用，通过滚动切削的方式进行加工。
滚刀是一种特殊的切削工具，其齿形与被加工齿轮的齿形相吻合。
在加工过程中，滚刀与齿轮的啮合在不断变化，随着滚刀的旋转，同时也推动齿轮进行旋转。
滚刀与齿轮的啮合关系可以通过滚刀的移动轨迹来描述。
在滚刀移动的过程中，其切削刀具的工作面与被加工齿轮齿廓的接触点不断变化，同时也顺时针或逆时针旋转。
这种旋转运动使得刀具能够不断地与被加工齿轮的齿廓进行切削，形成齿轮的齿形。
滚刀与被加工齿轮的啮合过程中，由于切削速度的分配不均匀，齿廓上会产生一定的残余切削量。
为了保证齿轮的准确性和质量，需要进行补偿刀具的设计。
通过在滚刀的刀径上增加一定的加工余量，可以消除齿廓上的残余切削量，从而得到精确的齿轮齿形。
滚齿加工具有以下特点：
1. 可以高效、精确地加工大量齿轮，生产效率高；
2. 加工后的齿轮具有较高的精度和质量，能够满足各种工程要求；
3. 加工过程中切削力小，能够减少切削力对工件的变形和刀具的磨损；
4. 适用于加工各种齿轮，如圆柱齿轮、锥齿轮、斜齿轮等；
总之，滚齿加工是一种高效、精确的齿轮加工方法，通过滚刀与齿轮的相互作用，实现对齿轮齿形的精确切削，得到高质量的齿轮产品。
机械原理—齿轮传动
分度圆上模数和压力角为标准值； 齿距p所包含的齿厚s与齿槽宽e相等； 具有标准的齿顶高与齿根高。
机械原理—齿轮机构
渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算式
机械原理—齿轮机构
4.5 渐开线标准齿轮的啮合 节点→节圆→啮合角
4.5.1标准中心距-无侧隙啮合
外啮合β1=-β2
内啮合β1=β2
机械原理—齿轮机构
端面内的啮合相当于之齿轮啮合
mtt11
mt
t2
2
又12
mmn1mn2或mt1mt2
n1 n2或αt1αt2 12(外啮)或 合 12(内啮) 合
机械原理—齿轮机构
(2)连续传动条件 1
直齿轮 ： B1B2
pb
端面重合度
斜 齿 轮 B p 1B b2： Bpb tbg ta
机械原理—齿轮机构
zv
z cos3
zv一般不是整数
zzvco3s
标准斜齿圆柱齿轮不发生根切的最小齿数：
zmin17c3oβs17
机械原理—齿轮机构
4. 当量齿轮的用途
仿形法加工直齿圆锥齿轮时，选择铣刀； 弯曲疲劳强度计算。 选择变位系数及测量齿厚
机械原理—齿轮机构
4.10 直齿圆锥齿轮传动机构 4.10.1直齿圆锥齿轮齿廓的形成 1. 理论齿廓的形成
机械原理—齿轮机构
齿轮插刀
齿条插刀
优点：用一把插刀可以加工出 m、α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。
滚齿加工
机械原理—齿轮机构
机械原理—齿轮机构
优点：用一把滚刀可以加工出 m、α相同而齿数不同
圆柱直线导轨的工作原理
圆柱直线导轨的工作原理
圆柱直线导轨的工作原理主要基于滚动摩擦的原理。
具体来说，当滑块沿着导轨滚动时，滚珠与导轨和滑块之间接触的点在接触区域受到一定的压力，这个压力使滚珠在导轨上滚动，而不是像滑动导轨那样在导轨上滑动。
由于滚动摩擦的摩擦力远小于滑动摩擦的摩擦力，因此圆柱直线导轨具有较低的摩擦系数和较高的运动效率。
此外，圆柱直线导轨的设计使得滑块和导轨之间的接触面积较小，从而减少了接触点的压强，降低了对导轨和滑块的磨损。
同时，由于滚珠在导轨上滚动，使得滑块可以轻松地实现高精度的直线运动，并且能够承受较大的负载。
在实际应用中，圆柱直线导轨通常被用于各种机械设备中，如数控机床、机器人、自动化生产线等，以实现高精度、高速度、高稳定性的直线运动。
同时，圆柱直线导轨的设计和制造需要经过多方面的考虑，包括材料的选择、热处理、加工精度、装配精度等，以确保其性能和使用寿命。
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3. 滚齿机的运动分析
（ 1 ） 滚切直齿圆柱齿轮
1 ） 机床的运动和传动原理图
用滚刀加工直齿圆柱齿轮时机床的运动分析见例3-2，此时需要两个表面成 形运动(图7-15)，三条传动链(图7-16)。
图 7-15 滚切直齿圆柱齿轮所需
运动 图 7-16 滚切直齿圆柱齿轮的传动原理
图 图 7-17 滚切斜齿圆柱齿轮所需
运动
① 展成运动传动链展成运动是滚刀与工件之间的啮合运动，是一个复合的表面 成形运动，这个运动被分解为两部分：滚刀的旋转运动B11和工件的旋转运动
B12。
要保持B11和B12之间严格的相对运动关系，需要一条内联系传动链。
设 滚刀的头数为K ，工件齿数为z ，则滚刀每转1/K 转，工件应转1/z 转。
在图 7-16中，这条传动链是 ：滚刀-4-5-u x-6-7-工件，称为展成运动传动链。
② 主运动传动链 展成运动还应有一条外联系传动链与动力源相联系。
这条传动 链为： 电动机-1-2-uv-3-4-滚刀， 从切削的角度分析， 滚刀的旋转运动是主运动。
这条传动链称为主运动传动链。
③ 进给运动传动链为了形成直线，滚刀还需作竖直的直线运动A2。
这个运动是 维持切削得以连续进行的运动，是进给运动。
A2是一个简单运动，可以使用独 立的动力源驱动，但是，工件转速和刀架移动速度之间的相对关系，会影响到齿 轮的表面粗糙度。
因此 ，滚齿机的进给以工件每转时滚刀刀架的轴向移动量计， 把工作台作为间接动力源。
这条传动链为：工件-7-8-u f-9-10-刀架升降丝杠。
这是一条外联系传动链，称为进给运动传动链。
2) 滚刀的安装
滚刀刀齿是沿螺旋线分布的，螺旋升角为ω。
加工直齿圆柱齿轮时，为了 使切削点处滚刀刀齿方向与被切齿轮的齿槽方向一致 ，滚刀轴线与被切齿轮端 面之间应倾斜一个角度δ，称为滚刀的安装角，它在数量上等于滚刀的螺旋升
角ω。
用右旋滚刀加工直齿齿轮的安装角如图 7-15所示。
用左旋滚刀时倾斜方 向相反。
图中虚线表示滚刀与齿坯接触一侧切削点处的滚刀螺旋线方向。
（ 2 ） 滚切斜齿圆柱齿轮
1 ） 机床的运动和传动原理图
滚切斜齿圆柱齿轮时，形成渐开线所需的运动与滚切直齿圆柱齿轮相（例 3-2）。
斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮的区别在于齿长方向不是直线，而是螺旋 线。
因此，加工斜齿圆柱齿轮时，进给运动是螺旋运动，是一个复合运动，这个 运动可由滚刀架的直线运动A 21和工作台的旋转运动B 22两部分复合而成。
因为 工作台既要在展成运动中完成B 12，又要在形成螺旋线的运动中完成B 22， 故 B 22 被称为附加转动。
总之，滚切斜齿圆柱齿轮需要两个运动 ，一个是形成渐 开线的复合运动 （B 11和B 12， 另一个是形成 螺旋齿向线的复合运动 （A 21和B 22）， 如图7-17所示。
图 7-18 滚切斜齿圆柱齿轮的传动原 理图
图 7-19 滚切斜齿圆柱齿轮时滚刀的安装角
a）用右旋滚刀加工右旋齿轮 b）用右旋滚刀加工左旋齿轮 滚切斜齿圆柱齿轮时的两个成形运动都各需一条内联系传动链和一条外联 系传链，如图7-18所示。
形成渐开线的展成运动传动链和主运动传动链与滚切 直齿轮时完全相同。
产生螺旋进给运动的内联系传动链连接刀架移动A 21和工件 的附加转动B 22，以保证当刀架直线移动距离为工件螺旋线的一个导程S 时，工 件的附加转动为一转，这条内联系传动链习惯上称为差动运动传动链；其外联系 传动链——进给链，也与切削直齿圆柱齿轮时相同。
展成运动传动链要求工件转动B 12，差动传动链又要求工件附加转动B 22。
为防止这两个运动同时传给工件时发生干涉， 采用合成机构先把B 12和B 22合并 起来，然后再传给工作台（图7-18）。
合成机构把来自滚刀的运动(点5)和来自 刀架的运动(点15)合并起来，在点 6输出，传给工件。
在图7-18中，差动传动 链为：丝杠-12-13-u y-14-15-合成机构-6-7-u x-8-9-工件。
换置器官的传动比 u y 根据被加工齿轮的螺旋线导程S 或螺旋倾角β
调整。
滚齿机既要加工直齿圆柱齿轮，又要加工斜齿圆柱齿轮，因此，滚齿机是根 据滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图设计的。
当滚切直齿圆柱齿轮时，就将差动运 动传动链断开(换置器官不挂挂轮)， 并把合成机构通过一定的结构固定成为一个 如同联轴器的整体。
2 ） 滚刀的安装
滚切斜齿圆柱齿轮时，滚刀的安装角δ不仅与滚刀的螺旋线方向及螺旋升 角ω有关，而且还与被加工齿轮的螺旋线方向及螺旋角β有关。
当滚刀与齿轮 的螺旋线方向相同时，滚刀的安装角δ=β－ω，图 7-19 a 表示用右旋滚刀加 工右旋齿轮的情况。
当滚刀与齿轮的螺旋线方向相反时， 滚刀的安装角δ=β+ ω， 图7-19b表示用右旋滚刀加工左旋齿轮的情况。
3 ） 工件附加转动的方向工件附加转动B22的方向见图7-20。
图中ac′是斜齿 圆柱齿轮的齿向线。
滚刀在位置I时，切削点在a点。
滚刀下降Δf 到达位置
Ⅱ时，需要切削的是b′点而不是b点。
如果用右旋滚刀切削右旋齿轮，则工件 应比切直齿时多转一些( 图 7-20a) ，切左旋齿轮，则应少转一些(图 7-20b)， 以便滚刀到达需要切削的b′点。
用右旋滚刀时， 刀架向下移动螺旋线导程S，工 件应多转(右旋齿轮)或少转(左旋齿轮)1转 。
图 7-20 用右旋滚刀滚切斜齿轮时工件的附加转
动方向
a）加工右旋齿轮 b）加工左旋齿轮
（ 3 ）滚齿机结构和传动系统图
图7-21是YC3180型滚齿机的外形图，滚刀装在滚刀主轴4上作旋转运动；
滚刀刀架3既可沿立柱 2上的导轨做上下直线移动，还可绕自己水平轴线转位， 以调整滚刀和工件间的相对位置，使它们相当于一对轴线交叉的螺旋齿轮啮合； 工件装在心轴6上随工作台 7一起转动： 小立柱5可以同工作台一起做水平方向 移动，以适应不同直径工件的需要以及在用径向进给法切削蜗轮时作进给运动。
图 7-21 YC3180 型滚齿机
1 —床身
2 —立柱
3 —刀架
4 —主轴
5 —小立柱
6 —心轴
7 —工作台
图7-22是YC3180型滚齿机的传动系统图。
滚齿机的传动系统比较复杂，对 于这种运动关系比较复杂的机床， 必须根据对机床的运动分析， 结合传动原理图， 在传动系统图上对应地找到每一条传动联的末端件和传动路线及换置器官， 逐条 进行分析。