机械设计基础-第六节 (3)

第六节 渐开线齿廓切制原理、根切和最少齿数,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原理、根切和最小齿数,一、齿廓的切制原理,1、仿型法,2、范成法,插齿(gear shaping) 滚齿(gear hobbing),二、齿廓的根切现象,三、标准齿轮不根切的最少齿数,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原理、根切和最小齿数,The end,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原理、根切和最小齿数,仿型法,仿型法(form cutting)是使用与被切齿轮（轮坯）齿槽形状相同的成型刀具加工齿轮的齿廓。常用的刀具有盘状铣刀和指状铣刀两种。,无需专用设备，刀具简单，但效率低，加工不连续，精度底，只适用于修配和精度不高的小批生产中。,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原理、根切和最小齿数,仿型法,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原理、根切和最小齿数,范成法,范成法 (generating cutting) 也称包络法或展成法，它是利用一对齿轮互相啮合时其共轭齿廓互为包络的原理来切齿的，即一个齿轮齿廓的运动轨迹正好是另一个齿轮齿廓的运动轨迹。,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原理、根切和最小齿数,范成法,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原理、根切和最小齿数,插齿,一把刀具可加工各种齿数的齿轮；确保被加工齿轮有相同的模数和压力角；可加工内齿轮；效率偏低。,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原理、根切和最小齿数,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原理、根切和最小齿数,齿轮刀具与轮坯之间的相对运动主要有：,插齿,范成运动插刀与轮坯以恒定的传动比 作回转运动，就象一对齿轮 啮合传动一样； 切削运动插刀沿着轮坯的齿宽方向作往复切削运动；进给运动即为了切出轮齿的高度，齿轮插刀还需向轮坯的中心移动；让刀运动在插刀退刀时，轮坯让开一小段距离。在插刀向下切削时， 轮坯又恢复原位。,插齿,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原理、根切和最小齿数,滚齿,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原理、根切和最小齿数,滚齿,一把刀具可加工各种齿数齿轮；确保被加工齿轮有相同的模数和压力角；切削主运动为连续旋转运动，效率最高。,滚刀与工件应保持以下运动关系：,为在被加工齿轮的全齿宽上切出齿形，刀具还应沿轮坯轴向缓慢移动。,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原理、根切和最小齿数,滚齿,用滚刀加工直齿轮时，应使滚刀的轴线与轮坯的端面之间的夹角等于滚刀的螺旋角 ，这样滚刀螺旋的切线方向恰恰与轮坯的齿向相同。,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原理、根切和最小齿数,滚齿,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原理、根切和最小齿数,齿廓的根切现象,用范成法加工齿轮时，有时会出现将轮齿根部的渐开线齿廓切去一部分的情况，这种现象称为轮齿的根切(root cutting)。,根切的原因：齿数太少，造成刀具的齿顶线与啮合线的交 点超过被切齿轮的极限啮合点N。,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原理、根切和最小齿数,根切对轮齿的影响：,齿廓的根切现象,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原理、根切和最小齿数,动画,：齿条刀具与被切齿轮的齿顶啮合，切削开始；：齿条刀具与被切齿轮的基圆点啮合，渐开线切削完毕；：齿条刀具与被切齿轮基圆内的点啮合，基圆内无渐开线，产生根切。 ， ， ， 在刀具左侧。,正常切削状态。,齿廓的根切现象,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原理、根切和最小齿数,标准齿轮不根切的最少齿数,要避免根切就必须使刀具的齿顶线不要超过极限啮合点N，可能的方法有两种：,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原理、根切和最小齿数,在加工标准齿轮时，刀具的分度线必须与被加工齿轮分度圆相切，在刀具模数已定的情况下，齿顶高为定值，即齿顶线位置也一定。因此，用降低齿顶线位置的方法来避免根切不能得到标准齿轮（用此方法可得到非标准齿轮，即变位齿轮），那么，只有通过提高极限啮合点的位置来避免根切。,标准齿轮不根切的最少齿数,在同模数下，基圆半径愈小，极限啮合点位置 N离节点 P愈近，产生根切的可能性则愈大；基圆半径愈大，N点离节点P愈远，产生根切的可能性愈小。由于 ，所以在被切齿轮m，确定后， 的大小由 决定。显然 愈少就愈容易产生根切。,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原理、根切和最小齿数,同模数、不同基圆半径时极限点位置情况,要使被加工齿轮不出现根切，则应满足的条件为：,标准齿轮不根切的最少齿数,第五章 齿轮传动及其系统设计,第六节 切制原