機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課件 模塊四項(xiàng)目二漸開線齒輪的加工

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》——模塊四齒輪機(jī)構(gòu)的測(cè)量、加工與組裝主講教師：楊紅項(xiàng)目二漸開線齒輪的加工項(xiàng)目導(dǎo)入

漸開線齒輪的加工方法有很多種，如鑄造法、熱軋法、沖壓法、粉末冶金法和切削加工法等，最常用的是切削加工法，根據(jù)切齒原理的不同，可分為仿形法和范成法兩種。本項(xiàng)目主要介紹利用仿形法和范成法原理切削加工漸開線齒輪的相關(guān)知識(shí)。任務(wù)漸開線齒輪的加工項(xiàng)目二：漸開線齒輪的加工【任務(wù)描述】模擬范成法原理加工齒輪實(shí)訓(xùn)。任務(wù)：漸開線齒輪的加工【知識(shí)導(dǎo)航】一、齒輪的加工方法及其特點(diǎn)三、變位齒輪簡(jiǎn)介二、漸開線齒廓的根切問題任務(wù)：漸開線齒輪的加工任務(wù)漸開線齒輪的加工一、齒輪的加工方法及其特點(diǎn)１、仿形法加工齒輪盤銑刀指狀銑刀盤銑刀加工進(jìn)給分度切削ω銑刀旋轉(zhuǎn)，工件進(jìn)給分度、斷續(xù)切削。切削ω進(jìn)給任務(wù)：漸開線齒輪的加工由db=mzcosα可知，漸開線形狀隨齒數(shù)變化。要想獲得精確的齒廓，加工一種齒數(shù)的齒輪，就需要一把刀具。這在工程上是不現(xiàn)實(shí)的。銑刀號(hào)數(shù)

所切齒輪12～1314～1617～2021～2526～3435～5455～134≥135齒數(shù)8把一組各號(hào)銑刀切制齒輪的齒數(shù)范圍12345678任務(wù)：漸開線齒輪的加工仿形法加工的特點(diǎn)：產(chǎn)生齒形誤差和分度誤差，精度較低，加工不連續(xù)，生產(chǎn)效率低。適于單件生產(chǎn)。適用于加工大模數(shù)m>20

的齒輪和人字齒輪。2、范成法加工齒輪范成法是利用一對(duì)齒輪（或齒輪與齒條）互相嚙合時(shí)其共軛齒廓互為包絡(luò)線的原理來切齒。任務(wù)：漸開線齒輪的加工設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ωω0ωω0齒輪插刀加工i=ω0/ω=z/z0（1）

齒輪插刀加工共軛齒廓互為包絡(luò)線切削運(yùn)動(dòng)ωω0范成運(yùn)動(dòng)讓刀運(yùn)動(dòng)任務(wù)：漸開線齒輪的加工進(jìn)給切削讓刀ωv范成V＝ωr＝ωmz/2插齒加工過程為斷續(xù)切削，生產(chǎn)效率低。2.齒條插刀任務(wù)：漸開線齒輪的加工滾刀進(jìn)給進(jìn)給ω0ωvωω0范成運(yùn)動(dòng)V＝ωr＝ωmz/2滾刀軸剖面相當(dāng)于齒條相當(dāng)于齒輪齒條嚙合傳動(dòng)ω0切削被加工齒輪為什么滾刀要傾斜一個(gè)角度呢？（3）齒輪滾刀加工任務(wù)：漸開線齒輪的加工設(shè)計(jì)：潘存云范成法加工的特點(diǎn)：

一種模數(shù)只需要一把刀具連續(xù)切削，生產(chǎn)效率高，精度高，用于批量生產(chǎn)。需要專用機(jī)床。ttttγ任務(wù)：漸開線齒輪的加工二、漸開線齒廓的根切問題PααrbrraN1O1分度圓基圓1.根切現(xiàn)象圖示現(xiàn)象稱為輪齒的根切。根切的后果：①削弱輪齒的抗彎強(qiáng)度；2.根切的原因②使重合度ε下降。23B1PB2<PN1不根切1刀具在位置1開始切削齒間；在位置2開始切削漸開線齒廓；在位置3切削完全部齒廓；當(dāng)B2落在N1點(diǎn)的下方：

PB2<PN1

B2任務(wù)：漸開線齒輪的加工PααrbrraN1O13PB2=PN1不根切1刀具在位置1開始切削齒間；在位置2開始切削漸開線齒廓；在位置3切削完全部齒廓；當(dāng)B2落在N1點(diǎn)之上：PB2=PN1

2B1B2任務(wù)：漸開線齒輪的加工O1PααN1rbr1發(fā)生根切4M在位置2開始切削漸開線齒廓；在位置3切削完全部齒廓；已加工好的齒廓根部落在刀刃的左側(cè)，被切掉；刀具沿水平移動(dòng)的距離：

N1M

＝rφ沿法線移動(dòng)的距離：

N1K

＝N1Mcosα弧長(zhǎng)與直線長(zhǎng)度相等：

N1K

＝N1N’1到達(dá)位置4時(shí)，輪坯轉(zhuǎn)過φK強(qiáng)調(diào)B2的位置強(qiáng)調(diào)N’1是齒廓起始點(diǎn),并證明該點(diǎn)落在刀刃左邊基圓轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)為：

N1N’1＝rbφ＝rφcosα2B1B23αφN’1根切＝rφcosα任務(wù)：漸開線齒輪的加工O1PαN1rbr結(jié)論：刀具齒頂線與嚙合線的交點(diǎn)B2落在極限嚙合點(diǎn)N1的右上方，必發(fā)生根切。根切條件為：PB2>PN1B2任務(wù)：漸開線齒輪的加工３.不發(fā)生根切的最少齒數(shù)P當(dāng)被加工齒輪的模數(shù)m確定之后，其刀具齒頂線與嚙合線的交點(diǎn)B2就唯一確定，這時(shí)極限嚙合點(diǎn)N1的位置隨基圓大小變動(dòng)當(dāng)N1B2兩點(diǎn)重合時(shí)，正好不根切。不根切的條件：在△PN1O1

中有：在△PB2B’

中有：代入求得：

z≥2ha*/sin2α

取α=20°,ha*=1，得:zmin=17h*am即：

zmin＝2ha*/sin2α

PN1≥P

B2=mzsinα/2

PN1=rsinαPB2=ha*m/sinαB2B’αrb3

N1rb

N1O1rb1N1

rα任務(wù)：漸開線齒輪的加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪的優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算簡(jiǎn)單、互換性好。②不適合a’≠a的場(chǎng)合。a’<a

時(shí)，不能安裝。當(dāng)a’>a

時(shí)，產(chǎn)生過大側(cè)隙，且ε↓③小齒輪容易壞。原因：ρ小，滑動(dòng)系數(shù)大，齒根薄。希望兩者壽命接近。為改善上述不足，就必須對(duì)齒輪進(jìn)行變位修正。三、變位齒輪簡(jiǎn)介缺點(diǎn)：①當(dāng)z<zmin時(shí)，產(chǎn)生根切。但實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常要用到

z<zmin的齒輪。任務(wù)：漸開線齒輪的加工N1αα①加工齒輪時(shí)刀具的移位

從避免根切引入為避免根切，可徑向移動(dòng)刀具B2x-----為移距系數(shù)。

xmxmxm

----移距B2靠近輪坯中心時(shí)，x<0，

負(fù)變位齒輪。規(guī)定:遠(yuǎn)離輪坯中心時(shí)，x>0，

正變位齒輪。刀具中線任務(wù)：漸開線齒輪的加工由于刀具一樣，變位齒輪的基本參數(shù)m、z、α與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相同，故d、db與標(biāo)準(zhǔn)齒輪也相同，齒廓曲線取自同一條漸開線的不同段。正變位齒輪

x>0hahf標(biāo)準(zhǔn)齒輪

x＝0分度圓負(fù)變位齒輪

x<0變位后，齒輪的齒頂高與齒根高有變化。變位齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：（１）采用正變位，可以加工出齒數(shù)z<zmin而不發(fā)生根切的齒輪，使齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸減小。（２）正變位齒輪的齒厚及齒頂高比標(biāo)準(zhǔn)齒輪的大，負(fù)變位齒輪的齒厚及齒頂高比標(biāo)準(zhǔn)齒輪的小。當(dāng)實(shí)際中心距a’不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距a

（a’<a或a

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