机械原理课件 第十章 齿轮机构及其设计-3

1、第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计10-6 渐开线齿轮的变位修正渐开线齿轮的变位修正o 一、齿廓切制的基本原理一、齿廓切制的基本原理n 1、仿形法、仿形法Form Copying Method o 1）刀具）刀具n 盘形铣刀盘形铣刀n 指状铣刀指状铣刀第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计n 盘形铣刀盘形铣刀常用于加工常用于加工m20mm的齿的齿轮和人字齿轮。轮和人字齿轮。第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计o 2）仿形法的特点）仿形法的特点:n 使用一般铣床，刀具简单，生产成本低；使用一般铣床，刀具简单，生产成本低；n 可以加工直齿、斜齿和人字圆柱齿轮；可以加工

2、直齿、斜齿和人字圆柱齿轮；n 可以加工齿条和圆锥齿轮；可以加工齿条和圆锥齿轮；n 铣刀的号数有限，加工的齿轮齿形可能有铣刀的号数有限，加工的齿轮齿形可能有齿齿形误差形误差；n 分度误差分度误差影响齿形精度；影响齿形精度；n 加工不连续，生产率低，不宜用于大量生产。加工不连续，生产率低，不宜用于大量生产。第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计n 2、范成法、范成法Generation Methodo 1）刀具）刀具n （1）齿轮型刀具）齿轮型刀具(齿轮插刀齿轮插刀)切削运动切削运动进给运动进给运动让刀运动让刀运动范成运动范成运动范成运动范成运动第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设

3、计n （2）齿条型刀具）齿条型刀具(齿条插刀和齿轮滚刀等齿条插刀和齿轮滚刀等)切削运动切削运动进给运动进给运动让刀运动让刀运动范成运动范成运动第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计切削运动切削运动进给运动进给运动范成运动范成运动第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计n 2)范成法的优点范成法的优点o （1）同一刀具可以加工模数和压力角相同、）同一刀具可以加工模数和压力角相同、齿数不同的齿轮齿数不同的齿轮;o （2）生产效率较高。）生产效率较高。第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计o 二、用标准齿条型刀具加工标准齿轮二、用标准齿条型刀具加工标准齿轮n 1. 标准齿条型刀

4、具标准齿条型刀具o 1）刀具的齿顶较基准齿条高出）刀具的齿顶较基准齿条高出c*m一段，以保证一段，以保证切制出顶隙切制出顶隙c= c*m ，但加工出来的不是渐开线。，但加工出来的不是渐开线。o 3)刀具齿根部分的圆弧保证刀具与轮坯外圆之间刀具齿根部分的圆弧保证刀具与轮坯外圆之间的顶隙的顶隙c*m 。第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计n 2、用标准齿条型刀具加工标准齿轮、用标准齿条型刀具加工标准齿轮o 刀具位置：刀具分度线与轮坯分度圆相切；刀具位置：刀具分度线与轮坯分度圆相切；n 齿顶高取决于轮坯：齿顶高取决于轮坯：ha= ha* m；n 齿根高取决于刀具齿顶：齿根高取决于刀具齿顶：

5、hf =(=(ha*c* ）m；n 无侧隙啮合：无侧隙啮合：e = s刀刀 =m/2、 s =e刀刀 =m/2第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计o 三、渐开线齿廓的根切三、渐开线齿廓的根切n 1. 根切现象其后果根切现象其后果o 根切：根切：用范成法加工用范成法加工齿轮时，刀具的顶部齿轮时，刀具的顶部切入了轮齿的根部，切入了轮齿的根部，将齿根的渐开线齿廓将齿根的渐开线齿廓切去一部分的现象。切去一部分的现象。o 根切的后果根切的后果n 降低轮齿的抗弯强降低轮齿的抗弯强度；度；n 降低齿轮传动的重降低齿轮传动的重合度。合度。第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计n 2. 产生根

6、切的原因产生根切的原因o 用范成法切齿时，用范成法切齿时，刀具的齿顶线超过了啮合刀具的齿顶线超过了啮合线与轮坯基圆的切点线与轮坯基圆的切点N1（啮合极限点）。（啮合极限点）。第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计n 3. 根切问题的解决思路根切问题的解决思路o 使刀具的齿顶线不超过啮合线与轮坯基圆的切使刀具的齿顶线不超过啮合线与轮坯基圆的切点点N1，n N1点的位置与被切点的位置与被切齿轮的齿轮的基圆半径基圆半径 rb的大小有关的大小有关。rb愈小，愈小，N1愈接愈接近于节点近于节点P ；rb愈小，产生根愈小，产生根切的可能性愈大。切的可能性愈大。PBPN 1第十章第十章 齿轮机构及其

7、设计齿轮机构及其设计是否产生根切，取决是否产生根切，取决于被切齿轮的齿数于被切齿轮的齿数z cos2cosmzrrb o z 愈少就愈容易发生愈少就愈容易发生根切；根切；n 为了不发生根切，为了不发生根切，齿数齿数 z不得少于某不得少于某一最少限度，即一最少限度，即不不发生根切的最少齿发生根切的最少齿数数第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计n 4. 渐开线标准齿轮不发生根切的最少齿数渐开线标准齿轮不发生根切的最少齿数 20 20 15 15 ha*10.810.8zmin17143024PBPN 1 sin21mzPN sin/*mhPBa 2*sin2ahz 2*minsin2ah

8、z 第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计n 5. 避免发生根切的方法避免发生根切的方法o 为了制造齿数为了制造齿数 z zmin，且不发生根切的齿，且不发生根切的齿轮，可以采用的方法：轮，可以采用的方法：n 1）减小齿顶高系数）减小齿顶高系数 ha*ha* zmin v ha* 传动的平稳性和连续性传动的平稳性和连续性 2*minsin2ahz v 不能用标准刀具切制，要用不能用标准刀具切制，要用非标准刀具非标准刀具来切制。来切制。第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计o 2）加大刀具压力角）加大刀具压力角 加大刀具压力角可以减少加大刀具压力角可以减少zminv rb 传递同

9、样的转矩时，传递同样的转矩时， 齿廓间齿廓间的正压力的正压力 轴承中的压力轴承中的压力 功率损耗功率损耗 v采用采用非标准刀具非标准刀具切制。切制。 2*minsin2ahz zmin 第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计o 3）变位修正）变位修正n 变位修正：通过变位修正：通过改变改变刀具与轮坯的相对位刀具与轮坯的相对位置置来切制齿轮的方法。来切制齿轮的方法。n 变位齿轮：采用变位变位齿轮：采用变位修正法切制的齿轮。修正法切制的齿轮。可使用标准刀具切制。可使用标准刀具切制。变位后齿轮的分度圆变位后齿轮的分度圆及基圆与标准齿轮相及基圆与标准齿轮相同。同。变位后齿轮的齿厚、变位后齿轮的

10、齿厚、齿顶高和齿根高等与齿顶高和齿根高等与标准齿轮不同。标准齿轮不同。第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计o 四、变位齿轮概述四、变位齿轮概述n 1. 变位修正是变位修正是针对标准齿轮不足提出针对标准齿轮不足提出的的o 1）标准齿轮一般不能采用）标准齿轮一般不能采用z 0) ：加工齿轮：加工齿轮时，刀具由轮坯中心时，刀具由轮坯中心移远移远。正变位齿轮；正变位齿轮；n 负变位负变位( x00负传动负传动 x1x200；大齿轮采用负变位，大齿轮采用负变位，x20 ，正传动，正传动a a y0 y0 r r 两轮的齿全高均降低两轮的齿全高均降低ym第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计1. z1+ z22zmin 而而不根切，结构不根切，结构紧凑。紧凑。2. 改善小齿轮的改善小齿轮的磨损情况。磨损情况。3. 强度提高，提强度提高，提高承载能力。高承载能力。4. 没有互换性，没有互换性，须成对使用，须成对使用，齿顶降低使齿顶降低使。第十章第十章 齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计n 5. 变位齿轮传动的类型变位齿轮传动的类型o 3. x1+x20 n 不等变位齿轮传动（角度变位齿轮