1、會計學1機械設計基礎項目齒輪傳動任務解析機械設計基礎項目齒輪傳動任務解析齒輪各部分的名稱齒輪各部分的名稱z齒數d分度圓直徑ad齒頂圓直徑fd齒根圓直徑bd基圓直徑ks齒厚ke齒槽寬kkkesp齒距bnpp 法向齒距fh齒根高ah齒頂高fahhh齒全高第第1頁頁/共共40頁頁、2、2.5、3、um 愈大，輪齒愈厚，抗彎能力愈大u它是輪齒抗彎能力的重要標志m=4 z=16m=2 z=16m=1 z=16第第2頁頁/共共40頁頁N2PN1r2rb2rb1r1O1O21 2pb21nnppp pm1cosa a1 =p pm2cosa a2 a aa aa a2121mmm21bbpp12121212

2、212112zzddddddnnidb 第第3頁頁/共共40頁頁O O1 1O O2 2 1 1 2 2p pb bN N2 2N N1 1B B2 2B B1 1Kaa2ara2aa1ra1arb1rb2O O1 1O O2 2N N2 2N N1 1B B1 1B B2 2PbpBB/21 a a a aa a u實際應用中實際應用中, , 值應大于或值應大于或等于一定的許用值等于一定的許用值 , ,即即: :使用場合使用場合一般機械制造業一般機械制造業汽車拖拉機汽車拖拉機金屬切削機床金屬切削機床eea a 1.41.41.1- 1.21.1- 1.21.31.3第第4頁頁/共共40頁頁

3、齒輪的加工方法齒輪的加工方法 齒輪的根切與最小齒數齒輪的根切與最小齒數 變位齒輪變位齒輪第第5頁頁/共共40頁頁熱軋熱軋沖壓沖壓精密齒輪加工范成法范成法成型法成型法第第6頁頁/共共40頁頁鑄造法加工齒鑄造法加工齒輪輪鍛造法加工齒鍛造法加工齒輪輪第第7頁頁/共共40頁頁熱軋熱軋沖壓沖壓精密齒輪加工范成法范成法成型法成型法第第8頁頁/共共40頁頁成型法加工齒輪成型法加工齒輪 加工原理加工原理 刀具的形狀和齒輪的齒形一模一樣刀具的形狀和齒輪的齒形一模一樣.走出走出的軌跡就是齒輪的形狀；要求刀具的切的軌跡就是齒輪的形狀；要求刀具的切削刃形狀與被切齒輪的齒槽形狀相吻合。削刃形狀與被切齒輪的齒槽形狀相吻合

4、。第第9頁頁/共共40頁頁成型法加工齒輪成型法加工齒輪盤狀銑刀加工齒盤狀銑刀加工齒輪輪進給進給分度分度第第10頁頁/共共40頁頁成型法加工齒輪成型法加工齒輪盤狀銑刀加工齒盤狀銑刀加工齒輪輪第第11頁頁/共共40頁頁成型法加工齒輪成型法加工齒輪指狀銑刀加工齒指狀銑刀加工齒輪輪分度分度切削切削 進給進給指狀銑刀常用于加工大模數指狀銑刀常用于加工大模數m20mm的齒輪和人字齒輪。的齒輪和人字齒輪。第第12頁頁/共共40頁頁各號銑刀切制齒輪的齒數范圍各號銑刀切制齒輪的齒數范圍由由db=mzcosa a可知，漸開線形狀隨齒數變化。要想獲得可知，漸開線形狀隨齒數變化。要想獲得精確的齒廓，加工一種齒數的齒輪

5、，就需要一把刀具。這精確的齒廓，加工一種齒數的齒輪，就需要一把刀具。這在工程上是不現實的。在工程上是不現實的。第第13頁頁/共共40頁頁 加工原理加工原理 刀具的形狀和齒輪的齒形一模一樣刀具的形狀和齒輪的齒形一模一樣.走出的軌跡走出的軌跡就是齒輪的形狀；要求刀具的切削刃形狀與被就是齒輪的形狀；要求刀具的切削刃形狀與被切齒輪的齒槽形狀相吻合。切齒輪的齒槽形狀相吻合。 優點優點 機床較簡單，可利用通用機床加工。機床較簡單，可利用通用機床加工。 缺點缺點 對于同一模數的齒輪，只要齒數不同，齒廓形對于同一模數的齒輪，只要齒數不同，齒廓形狀就不相同，需采用不同的成形刀具；狀就不相同，需采用不同的成形刀具

6、； 加工出來的齒形是近似的，加工精度較低；加工出來的齒形是近似的，加工精度較低； 每加工完一個齒槽后，工件需要周期地分度一每加工完一個齒槽后，工件需要周期地分度一次，生產率也較低。次，生產率也較低。成型法加工齒輪小結成型法加工齒輪小結第第14頁頁/共共40頁頁熱軋熱軋沖壓沖壓精密齒輪加工范成法范成法成型法成型法第第15頁頁/共共40頁頁范成法加工齒輪范成法加工齒輪 加工原理加工原理 利用一對齒輪嚙合原理來加工齒廓，其利用一對齒輪嚙合原理來加工齒廓，其一個齒輪（或齒條）作為刀具，另一個一個齒輪（或齒條）作為刀具，另一個齒輪則為被切齒輪毛坯，刀具的一系列齒輪則為被切齒輪毛坯，刀具的一系列刀痕軌跡將

7、被切齒輪毛坯包絡出齒輪的刀痕軌跡將被切齒輪毛坯包絡出齒輪的齒廓。共軛齒廓互為包絡線。齒廓。共軛齒廓互為包絡線。 刀具刀具 齒輪刀具齒輪刀具(如齒輪插刀如齒輪插刀)和齒條型刀具和齒條型刀具第第16頁頁/共共40頁頁 0第第17頁頁/共共40頁頁刀具形狀：刀具形狀：象一個有刀刃的外齒輪，但其齒頂要高出象一個有刀刃的外齒輪，但其齒頂要高出c*m。切制方法：切制方法：輪坯與刀具按一定的傳動比輪坯與刀具按一定的傳動比i=z工件工件/z刀具刀具作嚙合運動，作嚙合運動，同時刀具沿軸線上下運動以切出齒寬。同時刀具沿軸線上下運動以切出齒寬。第第18頁頁/共共40頁頁 0 0范成運動范成運動i= 0/ =z/z0

8、切削運動切削運動讓刀運動讓刀運動用 齒 輪 插 刀用 齒 輪 插 刀加工齒輪時，加工齒輪時，刀 具 與 輪 坯刀 具 與 輪 坯之 間 的 相 對之 間 的 相 對運動有運動有范成運范成運動動切削切削運動運動進進給運動給運動讓刀運讓刀運動動范成法加工齒輪范成法加工齒輪齒輪插刀齒輪插刀第第19頁頁/共共40頁頁范成法加工齒輪范成法加工齒輪齒條插刀齒條插刀 v加工方法：加工方法：相當于齒輪與齒條的相當于齒輪與齒條的嚙合，與齒輪插刀的加工方法相嚙合，與齒輪插刀的加工方法相同。同。刀具形狀：刀具形狀：與標準齒條的與標準齒條的齒形相同，齒形相同，只是齒頂高只是齒頂高出出c*m部分，部分，高出的高出的c*

9、m部分齒頂為部分齒頂為圓弧齒廓。圓弧齒廓。第第20頁頁/共共40頁頁優點：優點：用一把插刀可以加工出用一把插刀可以加工出m、a a相同相同而齒數不同的各種齒輪而齒數不同的各種齒輪(包括內包括內齒輪齒輪)。缺點：缺點：切削不連續，生產切削不連續，生產效率較低。效率較低。范成法加工齒輪范成法加工齒輪齒輪插刀、齒條插刀小結齒輪插刀、齒條插刀小結第第21頁頁/共共40頁頁 0 0范成運動范成運動被加工齒輪被加工齒輪進給進給范成法加工齒輪范成法加工齒輪齒輪滾刀齒輪滾刀第第22頁頁/共共40頁頁齒輪滾刀形狀：齒輪滾刀形狀：外形象螺外形象螺旋，其軸剖面為一個齒條旋，其軸剖面為一個齒條刀具。刀具。齒輪滾刀加工

10、齒輪滾刀加工第第23頁頁/共共40頁頁范成法加工齒輪范成法加工齒輪齒輪滾刀齒輪滾刀第第24頁頁/共共40頁頁 0 0滾刀傾斜滾刀傾斜 范成運動范成運動被加工齒輪被加工齒輪滾刀滾刀進給進給進給進給 v 0切削切削 0滾刀軸剖面相當于齒滾刀軸剖面相當于齒條條相當于齒輪齒條嚙合傳動相當于齒輪齒條嚙合傳動第第25頁頁/共共40頁頁tttt 優點：優點：用一把滾刀可以加工出用一把滾刀可以加工出 m、 a a相同而齒數不同的各種相同而齒數不同的各種齒輪，切削連續，生產效率高。齒輪，切削連續，生產效率高。缺點：缺點：不能加工內齒輪。不能加工內齒輪。為了切制出平行與齒坯軸線的直齒，應為了切制出平行與齒坯軸線的

11、直齒，應使刀具的軸線偏轉螺旋升角。使刀具的軸線偏轉螺旋升角。范成法加工齒輪范成法加工齒輪齒輪滾刀小結齒輪滾刀小結第第26頁頁/共共40頁頁范成法加工的特點：范成法加工的特點：同一刀具可以加工模數和壓力角相同，齒數不同的齒輪同一刀具可以加工模數和壓力角相同，齒數不同的齒輪刀具連續切削，生產效率高，精度高，用于批量生產。刀具連續切削，生產效率高，精度高，用于批量生產。范成法加工齒輪小結范成法加工齒輪小結第第27頁頁/共共40頁頁 齒輪的加工方法齒輪的加工方法 齒輪的根切與最小齒數齒輪的根切與最小齒數 變位齒輪變位齒輪第第28頁頁/共共40頁頁齒輪的根切齒輪的根切用范成法加工齒輪，有時刀具的頂部會切

12、入被加工齒輪的根部，且將輪齒根部的一段漸開線切掉，這種現象稱為齒輪的根切現象根切現象。輪齒產生根切將對齒輪傳動質量產生不利影響，必須設法避免。第第29頁頁/共共40頁頁原漸開線部分刀具實際切出的曲線漸開線根部被切去基圓根切演示第第30頁頁/共共40頁頁NrbarV=rC齒輪與刀具作范成運動，刀具的速度V=r刀具基圓分度圓產生根切的原因第第31頁頁/共共40頁頁rCNB結論結論: :用展成法加工漸開線齒輪時，用展成法加工漸開線齒輪時，當當刀具的齒頂線與刀具的齒頂線與嚙嚙合線交極限點合線交極限點N N之外時，之外時，必發生根切。必發生根切。第第32頁頁/共共40頁頁NBPh*amxmGa標準齒輪（

13、x=0）標準直齒輪不發生根切的條件為： z ZminZmin = 2 h*a/（ Sin2 a ）Zmin稱為最少齒數，即用范成法加工標準齒輪時，剛剛不發生根切的齒數。當h*a =1.0， a=200時， Zmin =17最小不根切齒數最小不根切齒數第第33頁頁/共共40頁頁 齒輪的加工方法齒輪的加工方法 齒輪的根切與最小齒數齒輪的根切與最小齒數 變位齒輪變位齒輪第第34頁頁/共共40頁頁 齒條刀中線由切制標準齒輪的位置沿輪坯徑向遠離或靠近齒輪中心所移動的距離稱為徑向變位量x m（簡稱變位量），其中x稱為徑向變位系數（簡稱變位系數）。齒條刀中線相對于被切齒輪分度圓可能有三種情況分度圓分度圓(中

14、線)節線節線中線中線節線xmxm第第35頁頁/共共40頁頁負變位齒輪正變位齒輪標準齒輪分度圓 若若用同一把齒條刀切出齒數相同的標準齒輪、正變位齒輪及負變位齒輪的輪齒（模數、壓力角、齒數相同），它們的齒廓是相同基圓上的漸開線（齒形一樣），只是取漸開線的不同部位作為齒廓。 它們的分度圓直徑、基圓直徑及齒距是相同的mpmzddmzdbp pa aa a ,coscos,pb= p pmcosa a第第36頁頁/共共40頁頁變位齒輪意義（標準齒輪的不足）：1）一對嚙合的標準齒輪，由于小齒輪齒根厚度薄，參與嚙合的次數又較多，因此強度較低，容易損壞，影響了齒輪傳動的承載能力。 2）標準齒輪中心距用a表示，若實際需要的中心距（用A表示）Aa,可以安裝，卻產生大的側隙，重合度也降低，都影響了傳動的平穩性。 3）若滾齒切制的標準齒輪齒數小于17，則會發生根切現象，影響實際使用。第第37頁頁/共共