齒輪各部分名稱及標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本尺寸學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1齒輪各部分名稱及標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本齒輪各部分名稱及標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本(jbn)尺尺寸寸第一頁(yè)，共45頁(yè)。2速度方向正壓力方向OrbriBiKiN分度圓壓力(yl)角得:iarccos(rb/ri)由 rbri cosi定義(dngy)分度圓壓力角為齒輪的壓力角：對(duì)于(duy)同一條漸開(kāi)線：ri i b01AiiB1K1r1Orfrarbr第1頁(yè)/共45頁(yè)第二頁(yè)，共45頁(yè)。3由d=mz知：m和z一定時(shí)，分度圓是一個(gè)大小唯一(wi y)確定的圓。規(guī)定(gudng)標(biāo)準(zhǔn)值：20由dbdcos可知，基圓也是一個(gè)(y )大小唯一確定的圓。稱 m、z、為漸開(kāi)線齒輪的三個(gè)基本參數(shù)。對(duì)于分度圓大小相同的齒輪，

2、如果不同，則基圓大小將不同，因而其齒廓形狀也不同。是決定漸開(kāi)線齒廓形狀的一個(gè)重要參數(shù)?；騬brcos，arccos(rb/r)dbdcos第2頁(yè)/共45頁(yè)第三頁(yè)，共45頁(yè)。4齒輪各部分(b fen)尺寸的計(jì)算公式：齒頂高：ha=ha*m齒根(ch n)高：hf=(ha* +c*)m全齒高：h= ha+hf齒頂圓直徑(zhjng)： da=d+2ha齒頂高系數(shù):ha*齒根圓直徑： df=d-2hf頂隙系數(shù): c*分度圓直徑： d=mz=(2ha* +c*)m=(z+2ha*)m=(z-2ha*-2c*)mrhahfhrfra正常齒： ha*1短齒制： ha*0.8正常齒： c*0.25短齒制：

3、c*0.3第3頁(yè)/共45頁(yè)第四頁(yè)，共45頁(yè)。5基圓直徑(zhjng)：法向齒距：標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)齒輪：一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)齒輪的基本參數(shù)和參數(shù)的值確定之后，其主要尺寸和齒廓形狀就完全確定了。=mzcos=db/z=mcos=pcos統(tǒng)一用pb表示m 、ha* 、c* 取標(biāo)準(zhǔn)值，且e=s的齒輪。pnrhahfhprfrbOrapbNsedb=dcospn=pb第4頁(yè)/共45頁(yè)第五頁(yè)，共45頁(yè)。6rbrfra1)輪齒與齒槽正好(zhngho)與外齒輪相反。2) dfdda三 、 內(nèi) 齒 輪(chln)3) 為保證(bozhng)齒廓全部為漸開(kāi)線，dad-2ha,dfd+2hf結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：輪齒

4、分布在空心圓柱體內(nèi)表面上。不同點(diǎn)：要求dadb。pnhNsehahfpBOr第5頁(yè)/共45頁(yè)第六頁(yè)，共45頁(yè)。7rb1r1O11rb1r1O11rb1r1O11pb2pb2pb2pb1pb1pb2pb1=pb2pb1pb1不能正確(zhngqu)嚙合!不能正確(zhngqu)嚙合!能正確(zhngqu)嚙合!rb2r2O22rb2r2O22rb2r2O2 2一對(duì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，所有嚙合點(diǎn)都在嚙合線N1N2上。漸開(kāi)線齒廓能滿足齒廓嚙合基本定律，那么，是否任意兩個(gè)漸開(kāi)線齒輪都能組成一對(duì)齒輪傳動(dòng)呢？m1m2從外觀看齒1比齒2小m1提問(wèn)：有可能 20 的齒輪和人字齒輪。由db=mzcos可知，漸開(kāi)線形狀隨

5、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。進(jìn)給分度分度切削切削進(jìn)給第13頁(yè)/共45頁(yè)第十四頁(yè)，共45頁(yè)。15成形法加工的特點(diǎn)：產(chǎn)生齒形誤差(wch)和分度誤差(wch)，精度較低，加工不連續(xù)，生產(chǎn)效率低。適于單件生產(chǎn)。銑刀號(hào)數(shù) 所切齒輪 1213 1416 1720 2125 2634 3554 55134 135齒數(shù)8把一組各號(hào)銑刀切制齒輪的齒數(shù)范圍1 2 3 4 5 6 7 8 第14頁(yè)/共45頁(yè)第十五頁(yè)，共45頁(yè)。1600齒輪(chln)插刀加工i=0 /=z/z0二、范成法(chn f)1. 齒輪(chln)插刀共軛齒廓互為包絡(luò)線切削運(yùn)動(dòng)0

6、范成運(yùn)動(dòng)讓刀運(yùn)動(dòng)第15頁(yè)/共45頁(yè)第十六頁(yè)，共45頁(yè)。17進(jìn)給切削讓刀v范成Vrmz/22. 齒條(ch tio)插刀插齒加工過(guò)程為斷續(xù)切削，生產(chǎn)(shngchn)效率低。第16頁(yè)/共45頁(yè)第十七頁(yè)，共45頁(yè)。18滾刀(n do)進(jìn)給進(jìn)給0v0范成運(yùn)動(dòng)Vrmz/2滾刀傾斜tt滾刀(n do)軸剖面相當(dāng)于齒條相當(dāng)于齒輪齒條嚙合(nih)傳動(dòng)0切削3. 齒輪滾刀被加工齒輪為什么滾刀要傾斜一個(gè)角度呢？第17頁(yè)/共45頁(yè)第十八頁(yè)，共45頁(yè)。19范成法加工的特點(diǎn)：一種(y zhn)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)。tttt第18頁(yè)/共45頁(yè)第十九頁(yè)，共45頁(yè)。204.用標(biāo)準(zhǔn)齒

7、條型刀具加工(ji gng)標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具比基準(zhǔn)齒形高出c*m一段切出齒根過(guò)渡曲線(qxin)。 非漸開(kāi)線討論切制原理時(shí)不考慮此部分。GB1356-88規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)齒條型刀具的基準(zhǔn)齒形。4.1標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具4.2用標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪h*amh*amc*mm/2m/2=20分度線分度圓hf=(h*a+ c*)mha=h*am加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪：刀具分度線剛好與輪坯的分度圓作純滾動(dòng)。加工結(jié)果： sem/2頂線esha=h*amhf=(h*a+ c*)mc*m第19頁(yè)/共45頁(yè)第二十頁(yè)，共45頁(yè)。21PrbrraN1O1分度圓基圓一、根切現(xiàn)象(xinxing)圖示現(xiàn)象(xin

8、xing)稱為輪齒的根切。根切的后果(hugu)：削弱輪齒的抗彎強(qiáng)度；以下分析產(chǎn)生根切的原因:使重合度下降。47 根切現(xiàn)象、最少齒數(shù)及變位齒輪23B1PB2PN1 不根切1刀具在位置1開(kāi)始切削齒間；在位置2開(kāi)始切削漸開(kāi)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： PB2PN1B2第23頁(yè)/共45頁(yè)第二十四頁(yè)，共45頁(yè)。25P二、漸開(kāi)線齒輪(chln)不發(fā)生根切的最少齒數(shù)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)(jiodin)B2就唯一確定，這時(shí)極限嚙合(nih)點(diǎn)N1的位置隨基圓大小變動(dòng)當(dāng)N1 B2兩點(diǎn)重合時(shí)，正好不根切。不根切的條件：在PN1O1 中有：在PB2B

9、 中有：代入求得： z2 ha*/ sin2 取=20, ha*=1，得: zmin=17h*am即： zmin2 ha*/ sin2 P N1P B2=mzsin/2 PN1=rsinPB2=ha*m/sinB2Brb3 N1rb N1O1rb1N1 r第24頁(yè)/共45頁(yè)第二十五頁(yè)，共45頁(yè)。26三、變位齒輪(chln)及其齒厚的確定標(biāo)準(zhǔn)齒輪的優(yōu)點(diǎn)(yudin)：計(jì)算簡(jiǎn)單、互換性好。缺點(diǎn)：當(dāng)zzmin時(shí)，產(chǎn)生(chnshng)根切。但實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常要用到 zzmin的齒輪。不適合 aa的場(chǎng)合。aa 時(shí)，產(chǎn)生過(guò)大側(cè)隙，且小齒輪容易壞。原因：小，滑動(dòng)系數(shù)大，齒根 薄。希望兩者壽命接 近。為改善上

10、述不足，就必須對(duì)齒輪進(jìn)行變位修正。第25頁(yè)/共45頁(yè)第二十六頁(yè)，共45頁(yè)。27N11.加工齒輪(chln)時(shí)刀具的移位 從避免根切引入為避免根切，可徑向(jn xin)移動(dòng)刀具 xm B2x-為移距系數(shù)(xsh)。 xmxm-移距B2靠近輪坯中心時(shí)，x 0， 正變位齒輪。刀具中線第26頁(yè)/共45頁(yè)第二十七頁(yè)，共45頁(yè)。28正變位齒輪 x0hahf由于(yuy)刀具一樣，變位齒輪的基本參數(shù)m、z、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(kāi)線的不同段。標(biāo)準(zhǔn)齒輪 x0分度圓負(fù)變位齒輪 x0負(fù)傳動(dòng) x1x20，大齒輪采用負(fù)變位，x20優(yōu)缺點(diǎn)：可采用z1zmin的小齒輪，仍不根切

11、,使結(jié)構(gòu)更緊湊。改善小齒輪的磨損情況。相對(duì)提高承載能力，因大小齒輪強(qiáng)度趨于接近。缺點(diǎn)是:沒(méi)有互換性，必須成對(duì)使用，略有減小。第29頁(yè)/共45頁(yè)第三十頁(yè)，共45頁(yè)。3148 平行(pngxng)軸斜齒輪傳動(dòng)1.斜齒輪(chln)的共軛齒廓曲面考慮(kol)齒輪寬度，則直齒輪的齒廓曲面是發(fā)生面在基圓柱上作純滾動(dòng)時(shí)，發(fā)生面內(nèi)一條與軸線平行的直線KK所展成的曲面。直齒輪：嚙合線嚙合面 兩基圓的內(nèi)公切面嚙合點(diǎn)接觸線，即嚙合面與齒廓曲面的交線。嚙合特點(diǎn): 沿齒寬同時(shí)進(jìn)入或退出嚙合。突然加載或卸載，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差，沖擊、振動(dòng)和噪音大。斜直線KK的軌跡斜齒輪的齒廓曲面螺旋線漸開(kāi)面AKKKbAAb 基圓柱上的螺旋

12、角KK線上每一點(diǎn)都產(chǎn)生一條漸開(kāi)線，其形狀相同而起始點(diǎn)不在同一條母線上KA發(fā)生面 基圓柱發(fā)生面第30頁(yè)/共45頁(yè)第三十一頁(yè)，共45頁(yè)。3212b嚙合面基圓柱漸開(kāi)線螺旋面KK齒面接觸線齒面接觸線始終與K-K線平行并且(bngqi)位于兩基圓的公切面內(nèi)。第31頁(yè)/共45頁(yè)第三十二頁(yè)，共45頁(yè)。33嚙合(nih)特點(diǎn):接觸(jich)線長(zhǎng)度的變化： 短 長(zhǎng) 短加載、卸載過(guò)程是逐漸進(jìn)行(jnxng)的傳動(dòng)平穩(wěn)、沖擊、振動(dòng)和噪音較小，適宜高速、重載傳動(dòng)。在端面內(nèi)，斜齒輪的齒廓曲線為漸開(kāi)線，相當(dāng)于直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，滿足定傳動(dòng)比要求。第32頁(yè)/共45頁(yè)第三十三頁(yè)，共45頁(yè)。34二、斜齒輪(chln)的基本參數(shù)

13、1. 斜齒輪(chln)的螺旋角將分度圓柱展開(kāi)(zhn ki)，得一矩形，有：tg=d/l其中t為端面壓力角。ddbb同理，將基圓柱展開(kāi)，也得一矩形，有：tgb=db/ll得： tgb /tg=db/ d tgb = tg cost=cost右旋定義分度圓柱上的螺旋角為斜齒輪的螺旋角 。判別方法d左旋第33頁(yè)/共45頁(yè)第三十四頁(yè)，共45頁(yè)。35B法面內(nèi)的齒形與刀具(doj)的齒形一樣，取標(biāo)準(zhǔn)值。2. 模數(shù) mn、mt將分度圓柱展開(kāi)(zhn ki)，得一矩形，pn=ptcos將 pnmn , ptmt 代入得：pt 可求得端面(dunmin)齒距與法面齒距之間的關(guān)系：斜齒輪的齒面為螺旋漸開(kāi)面，其

14、法面齒形和端面齒形不一樣，參數(shù)也不一樣。切削加工時(shí)，刀具沿齒槽方向運(yùn)動(dòng)，故法面內(nèi)的齒形與刀具的齒形一樣，取標(biāo)準(zhǔn)值。 計(jì)算時(shí)，按端面參數(shù)進(jìn)行，故應(yīng)建立兩者之間的關(guān)系。端面是圓，而法面不是圓dmn=mtcosnn pn第34頁(yè)/共45頁(yè)第三十五頁(yè)，共45頁(yè)。36bac壓力(yl)角：n、t用斜齒條(ch tio)說(shuō)明： 在abc中，有：abc=n 在abc中, 有：abc=t由 ab=ab , ac=accos 得：tgn = tgt cos 3. 斜齒輪(chln)傳動(dòng)的幾何尺寸不論在法面還是端面，其齒頂高和齒根高一樣：h*an法面齒頂高系數(shù)， han*1c*n法面頂隙系數(shù), c*n0.25過(guò)c

15、點(diǎn)作輪齒的法剖面在法面和端面內(nèi)齒高一樣, tgn =ac/abtgt =ac/ab ha=h*anmn hf= (h*an+c * n) m n nabcaat第35頁(yè)/共45頁(yè)第三十六頁(yè)，共45頁(yè)。37分度圓直徑(zhjng)： d=zmt=z mn / cos中 心 ( z h n g x n ) 距 ： a=r1+r2可通過(guò)(tnggu)改變來(lái)調(diào)整a的大小。4.一對(duì)斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件嚙合處的齒向相同。外嚙合 : 1-2mn1=mn2 ，n1 =n1 mt1=mt2 ，t1t2一對(duì)斜齒輪的正確嚙合條件，除了模數(shù)和壓力角應(yīng)分別相等外，其螺旋角必須匹配。= mn (z1+ z2) /2

16、 cos 內(nèi)嚙合：12第36頁(yè)/共45頁(yè)第三十七頁(yè)，共45頁(yè)。38bB2B2斜齒輪(chln)傳動(dòng)的重合度直齒輪(chln)：斜齒輪(chln)：的增量：L/pbt分析圖示直齒輪和斜齒輪在嚙合面進(jìn)入嚙合(B2 B2)和退出嚙合(B1 B1)的情形。LbbB1B1b tgb /pbt + 若 b100，20 mn2則： B1B1bB2B2LL /pb (L+L)/pbtb tg/pt5.45第37頁(yè)/共45頁(yè)第三十八頁(yè)，共45頁(yè)。39cd斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量(dngling)齒數(shù)用盤(pán)銑刀加工斜齒輪(chln)時(shí)，加工沿法面進(jìn)行，要求斜齒輪(chln)法面內(nèi)的齒形與所選銑刀的齒形近可能接近。選擇銑刀

17、組號(hào)的依據(jù)是直齒輪(chln)的齒數(shù)，因此，有必要知道一個(gè)齒數(shù)為z的斜齒輪(chln)法面內(nèi)的齒形與多少個(gè)齒的直齒輪(chln)的齒形相當(dāng)，該直齒輪(chln)作為選刀號(hào)的依據(jù)。定義：與斜齒輪(chln)法面齒形相當(dāng)?shù)闹饼X輪(chln)，稱為該斜齒輪(chln)的當(dāng)量齒輪(chln)，其齒數(shù)稱當(dāng)量齒數(shù)。過(guò)分度圓C點(diǎn)作輪齒的法剖面得一橢圓，以C點(diǎn)曲率半徑作為當(dāng)量齒輪的分度圓半徑。rv 得： zv 2rv /mn斜齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)： zmin=zvmincos3d/mn cos2zmt/ mn cos2z/ cos3a橢圓長(zhǎng)半軸: a=d/2cos短半軸: b=d/2 由高數(shù)知，C點(diǎn)的曲率

18、半徑為：ba2/b=d/2cos2若=20 zvmin =17zmin=14 nn齒槽第38頁(yè)/共45頁(yè)第三十九頁(yè)，共45頁(yè)。40FnFt7. 斜齒輪(chln)的主要優(yōu)缺點(diǎn) 嚙合性能(xngnng)好、傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小。 重合(chngh)度大，承載能力高。zmin zvmin ,機(jī)構(gòu)更緊湊。 缺點(diǎn)是產(chǎn)生軸向力，且隨增大而增大，一般取820。采用人字齒輪，可使2540。常用于高速大功率傳動(dòng)中(如船用齒輪箱)。FsFtFnFs第39頁(yè)/共45頁(yè)第四十頁(yè)，共45頁(yè)。41三、內(nèi)齒輪(chln)1. 內(nèi)齒輪(chln)和外齒輪(chln)的區(qū)別1）內(nèi)齒輪的齒廓?jiǎng)t是內(nèi)凹的。其齒厚和齒槽寬分別(fnbi)對(duì)應(yīng)外齒輪的齒槽寬和齒厚。2）內(nèi)齒輪的分度圓大于齒頂圓，而齒根圓又大于分度圓。內(nèi)齒輪的齒頂圓必須大于基圓。注意第40頁(yè)/共45頁(yè)第四十一頁(yè)，共45頁(yè)。42內(nèi)齒輪(chln)的齒頂圓直徑內(nèi)齒輪的齒根(ch n)圓直徑三、內(nèi)齒輪(chln)（續(xù)）2. 內(nèi)齒輪的基本尺寸第41頁(yè)/共45頁(yè)第四十二頁(yè)，共45頁(yè)。43v