机械原理——齿轮.ppt

§10-6 渐开线齿轮的变位修正
一. 齿廓切制的基本原理
铸造法
热轧法
齿轮加工方法
冲压法
粉末冶金法 模锻法 成形法
铣削 拉削
切制法
插齿
1. 成形法铣削
范成法 (展成法 共轭法 包络法)
1）铣削刀具——盘形铣刀和指状铣刀
滚齿 剃齿 磨齿
分度

切削
进给
盘铣刀加工
指状铣刀常用于加工大模数 m>20mm的齿 轮和 人字齿 轮 。
c hf 2 ha1 c*m c
2).非标准安装 ——齿轮分度圆与齿条分度线相离
O1
O1
1
1
ha*m a
P B1
N1 B2 v2
=
N1
P B1
B2 v2
=
1)节圆半径 ri
2) 啮合角
3) 中心距 a
4) 速 比
r1 r1 齿轮分度圆与节圆重合；齿条分度线与节线分离。
齿轮插刀加工
齿条插刀加工
优点：用一把插刀可以加工出m、
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。
齿轮滚刀加工
0
进给
被加工齿轮

范成运动
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
被加工齿轮
滚刀
0
进给 滚刀倾斜

范成运动
0 切削
0

pb
cos
p cos pb p cos

p
p

cos cos
6. 侧隙 e1 s2 e2 s1
7. 顶隙 c a ra1 rf 2 a ra2 rf 1
1. 外啮合齿轮副
1).标准安装
r2 r1
z2 z1
5)节圆周节 p
p p cos cos m cos cos
6)侧隙
7)顶隙 c
e1 s2 e2 s1 0 c a c c
2. 齿轮齿条副
1).标准安装 ——齿轮分度圆与齿条分度线相切
加工不连续，生产率低，不宜用 于大量生产。
2. 范成法(包络法或展成法)
1）范成包络加工原理
0

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。
2）刀具——齿轮刀具(如齿轮插刀)和齿条型刀具(如齿条插刀
1)节圆半径 ri
分度圆与节圆重合 ri ri
2) 啮合角

3) 中心距 a
标准中心距
a

r1

r2

r1

r2
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1 2
m( z1

z2 )
4) 传动比 i12
i12

n1 n2

1 2

r2 r1

r2 r1
mz2 mz1
z2 z1
5)节圆周节 p
p p m
6)侧隙
7)顶隙 c
e1 s2 e2 s1 e s 0
c a ra1 rf 2 a (r1 r2 ha1 hf 2 ) ha1 hf 2 c*m c
2).非标准安装
1)节圆半径 ri
两齿轮的分度圆分别与各自的节圆重合
啮合角等于分度圆压力角
顶隙为标准值
满足无侧隙啮合的要求
标准中心距a
a

r2

r1

m 2
( z2

z1 )
2).非标准安装
两轮的节圆不再与各自的分度圆重合
传动的啮合角不再等于分度圆压力角
非标准中心距a a cos a cos
2) 啮合角
分度圆与节圆分离 ri ri
啮合点向齿定移动
3) 中心距 a
a a
a r1 r2 r1 r2 cos cos a cos cos
4) 传动比 i12
i12

n1 n2

1 2

r2 r1

齿形角
无意义
vp
1r1

v2

1
v2

1 r1

2 mz1
5)节圆周节 p
6)侧隙
2( ym)tg
p p m
a=ym
7)顶隙 c
分度圆分离系数
p=p p
c c ym
(c* y)m
c
c

ym

3. 内啮合齿轮副
1).标准安装
和齿轮滚刀等)
齿轮插刀加工
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。
让刀运动
切 削 运 动
0

范成运动 i=0/ =z/z0
用齿轮插刀加 工齿轮时，刀 具与轮坯之间 的相对运动有
进给

v
滚刀轴剖面相当于齿条 相当于齿轮齿条啮合传动
tt

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、
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。
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。
1)节圆半径 ri
2) 啮合角
3) 中心距 a
4) 速 比
r1 r1 齿轮分度圆与节圆重合；齿条分度线与节线重合。
齿形角
无意义
v p 1r1 v2

1 1 2
v2 r1 mz1
5)节圆周节 p
p p m
6)侧隙
7)顶隙 c
e1 s2 e2 s1 e s 0
七.渐开线直齿圆柱齿轮传动的参数和尺寸
传动参数： m, z, , ha* , c* ,
传动尺寸： 1. 节圆半径 ri
2. 啮合角
3. 中心距 a r1 r2 4. 传动比 i12 n1 n2 1 2
5. 节圆周节
p

d
z


z

db
cos
由db=mzcos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。
切削

进给
分度 指状铣刀加工
各号铣刀切制齿轮的齿数范围
2）成形法加工的特点：
3）拉削刀具——成形拉刀
铣刀的号数有限，造成加工出的 齿轮齿形有误差，精度较低；
分度的误差会影响齿形的精度；
范成运动 切削运动 进给运动 让刀运动
齿轮插刀
齿轮插刀加工外齿轮
齿轮插刀加工内齿轮
齿条插刀加工
切削
v
范成
让刀

进给
V＝ r＝ mz/2
刀具形状：与标准齿条的齿形相同，只是 齿顶高出c*m部分，高出的c*m 部分齿顶为圆弧齿廓。
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。