機(jī)械設(shè)計(jì)第五章齒輪機(jī)構(gòu)

1、作作 業(yè)業(yè)第五章：第五章： 5.15， 5 .16（平時(shí)作業(yè)）（平時(shí)作業(yè)） 5.2， 5.5，5.6，5.14（上交作業(yè)）（上交作業(yè)）齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 齒輪機(jī)構(gòu)是通過一對(duì)對(duì)齒面的的依次嚙合來傳遞齒輪機(jī)構(gòu)是通過一對(duì)對(duì)齒面的的依次嚙合來傳遞兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。10-1 10-1 齒輪機(jī)構(gòu)的類型和特點(diǎn)齒輪機(jī)構(gòu)的類型和特點(diǎn) 用途用途 用來傳遞空間兩任意軸之間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。用來傳遞空間兩任意軸之間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 外嚙合直齒外嚙合直齒內(nèi)嚙合直齒內(nèi)嚙合直齒齒輪齒條齒輪齒條外嚙合斜齒外嚙合斜齒外嚙合人字齒外嚙合人字齒蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)交錯(cuò)軸斜齒輪交錯(cuò)軸斜齒輪直齒錐齒輪直齒

2、錐齒輪斜齒錐齒輪斜齒錐齒輪曲齒錐齒輪曲齒錐齒輪外嚙合直齒輪外嚙合直齒輪內(nèi)嚙合直齒輪內(nèi)嚙合直齒輪1 1、兩軸線平行的圓柱齒輪機(jī)構(gòu)、兩軸線平行的圓柱齒輪機(jī)構(gòu)一、齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)類型一、齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)類型斜齒圓柱齒輪斜齒圓柱齒輪人字齒圓柱齒輪人字齒圓柱齒輪齒齒輪輪齒齒條條傳傳動(dòng)動(dòng)直直齒齒圓圓錐錐齒齒輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)2 2、相交軸齒輪傳動(dòng)、相交軸齒輪傳動(dòng)斜斜齒齒圓圓錐錐齒齒輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)曲曲齒齒圓圓錐錐齒齒輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)蝸蝸輪輪蝸蝸桿桿傳傳動(dòng)動(dòng)工作可靠性高；工作可靠性高；優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)比穩(wěn)定傳動(dòng)比穩(wěn)定；傳動(dòng)效率高；傳動(dòng)效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；結(jié)構(gòu)緊湊；使用壽命長(zhǎng)使用壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：制造和安裝精度要制造和安裝精度

3、要求較高；求較高；不適宜用于兩軸不適宜用于兩軸 間距離較大的傳動(dòng)間距離較大的傳動(dòng)。二、齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的特點(diǎn)二、齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的特點(diǎn) 對(duì)齒輪傳動(dòng)的基本要求是保對(duì)齒輪傳動(dòng)的基本要求是保證瞬時(shí)傳動(dòng)比：證瞬時(shí)傳動(dòng)比：i12=1/2= C C 兩齒廓在任一瞬時(shí)（即任意點(diǎn)兩齒廓在任一瞬時(shí)（即任意點(diǎn)K K接觸接觸時(shí)）的傳動(dòng)比：時(shí)）的傳動(dòng)比： i i1212= = 1 1/ / 2 2= =？! ! 10-210-2齒廓嚙合基本定律及共軛齒形齒廓嚙合基本定律及共軛齒形一、齒廓嚙合基本定律一、齒廓嚙合基本定律 主動(dòng)齒輪主動(dòng)齒輪1 1的齒廓的齒廓 與從動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪2 2的齒的齒廓廓 在在K K 點(diǎn)嚙合，要保證兩齒

4、輪齒廓高副點(diǎn)嚙合，要保證兩齒輪齒廓高副接觸，它們?cè)诮佑|，它們?cè)?點(diǎn)的速度沿公法線點(diǎn)的速度沿公法線 方方向的分量應(yīng)相等。即向的分量應(yīng)相等。即1C2CK2K2K1K1Kcoscosvv由于由于 ，KOv111KKOv222K那么那么 1K12K221coscosKOKO21NN故兩輪的瞬時(shí)傳動(dòng)比為故兩輪的瞬時(shí)傳動(dòng)比為 12K22221221K1111coscosO KO NO piO KO NO p齒廓齒廓嚙合基本定律嚙合基本定律o1o221nnp2k1k11r2r互相嚙合的一對(duì)齒輪，互相嚙合的一對(duì)齒輪，在任一位置時(shí)的傳動(dòng)在任一位置時(shí)的傳動(dòng)比，都與其連心線比，都與其連心線O O1 1O O2 2被

5、其嚙合齒廓在接觸被其嚙合齒廓在接觸點(diǎn)處的公法線所分成點(diǎn)處的公法線所分成的兩段成反比。這一的兩段成反比。這一定律稱為：定律稱為：齒廓嚙合齒廓嚙合的基本定律。的基本定律。 兩齒輪要實(shí)現(xiàn)定傳動(dòng)比傳動(dòng)，齒廓曲線必兩齒輪要實(shí)現(xiàn)定傳動(dòng)比傳動(dòng)，齒廓曲線必須滿足：須滿足： 無論齒廓在何處接觸，節(jié)點(diǎn)無論齒廓在何處接觸，節(jié)點(diǎn)P為連心線上為連心線上的一個(gè)固定點(diǎn)。的一個(gè)固定點(diǎn)。121221O PiconstO P 以以O(shè)1、O2為圓心，為圓心，過節(jié)點(diǎn)過節(jié)點(diǎn)P 所作的兩個(gè)圓分所作的兩個(gè)圓分別稱為齒輪別稱為齒輪1、2的的節(jié)圓節(jié)圓。 o1o221nnp2k1k11r2r節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓 兩齒輪齒廓在節(jié)點(diǎn)兩齒輪齒廓在

6、節(jié)點(diǎn)嚙合時(shí)，相對(duì)速度為零，嚙合時(shí)，相對(duì)速度為零，即一對(duì)齒輪的嚙合傳動(dòng)即一對(duì)齒輪的嚙合傳動(dòng)相當(dāng)于它們的相當(dāng)于它們的節(jié)圓作純節(jié)圓作純滾動(dòng)滾動(dòng)。二、共軛齒廓二、共軛齒廓概念概念：凡能滿足齒廓嚙合基本定律的一對(duì)齒廓稱為：凡能滿足齒廓嚙合基本定律的一對(duì)齒廓稱為 共軛齒廓。共軛齒廓。理論上理論上基本要求基本要求 實(shí)際上實(shí)際上 實(shí)現(xiàn)預(yù)定傳動(dòng)比；便于設(shè)計(jì)、制造和安裝；互實(shí)現(xiàn)預(yù)定傳動(dòng)比；便于設(shè)計(jì)、制造和安裝；互換性好；強(qiáng)度高。換性好；強(qiáng)度高。齒廓曲線齒廓曲線 漸開線（應(yīng)用最廣）、外擺線、圓弧曲線漸開線（應(yīng)用最廣）、外擺線、圓弧曲線 等。等。K0K漸開線漸開線N發(fā)生線發(fā)生線漸開線漸開線k0k的的展角展角kO基圓基

7、圓rb 10-3 漸開線的形成與性質(zhì)漸開線的形成與性質(zhì) 當(dāng)直線沿一圓周作當(dāng)直線沿一圓周作相切純滾動(dòng)時(shí)，直線上相切純滾動(dòng)時(shí)，直線上任一點(diǎn)的軌跡任一點(diǎn)的軌跡k k0 0k k，稱為，稱為該圓的漸開線。該圓的漸開線。 該圓稱為該圓稱為基圓基圓 直線直線 稱為稱為發(fā)生線發(fā)生線NK一、漸開線的形成一、漸開線的形成N發(fā)生線發(fā)生線漸開線漸開線k0k的的展角展角K0KO基圓基圓漸開線漸開線k(2)(2) 漸開線上任意一點(diǎn)的法線必漸開線上任意一點(diǎn)的法線必 切于基圓，切于基圓的直線切于基圓，切于基圓的直線 必為漸開線上某點(diǎn)的法線。必為漸開線上某點(diǎn)的法線。 與基圓的切點(diǎn)為漸開線在與基圓的切點(diǎn)為漸開線在 點(diǎn)的曲率中心

8、，而線段點(diǎn)的曲率中心，而線段NKNK 是漸開線在點(diǎn)處的曲率半是漸開線在點(diǎn)處的曲率半 徑。徑。PkVkkk二、漸開線的性質(zhì)二、漸開線的性質(zhì)(1)(1)NK = N K0）rb漸開線上點(diǎn)的壓力角漸開線上點(diǎn)的壓力角 在不考慮摩擦力、重力和慣性在不考慮摩擦力、重力和慣性力的條件下，一對(duì)齒廓相互嚙合時(shí)，力的條件下，一對(duì)齒廓相互嚙合時(shí)，齒輪上接觸點(diǎn)所受到的正壓力方齒輪上接觸點(diǎn)所受到的正壓力方向與受力點(diǎn)速度方向之間所夾的銳向與受力點(diǎn)速度方向之間所夾的銳角，稱為齒輪齒廓在該點(diǎn)的壓力角。角，稱為齒輪齒廓在該點(diǎn)的壓力角。 NOK= kkbkrrcos( () )漸開線齒廓各點(diǎn)具有不同的漸開線齒廓各點(diǎn)具有不同的 壓

9、力角，點(diǎn)離基圓中心壓力角，點(diǎn)離基圓中心 愈遠(yuǎn)，壓力角愈大。愈遠(yuǎn)，壓力角愈大。r rk k(4)(4)漸開線的形狀取漸開線的形狀取決于基圓的大小，決于基圓的大小，基圓越大，漸開線基圓越大，漸開線越平直，當(dāng)基圓半越平直，當(dāng)基圓半徑趨于無窮大時(shí)，徑趨于無窮大時(shí)，漸開線成為斜直線。漸開線成為斜直線。KO11rb2o221rb1o1(5)(5)基圓內(nèi)無漸開線?；鶊A內(nèi)無漸開線。3 KN1N2KO22 以以0 0為中心，以為中心，以O(shè)KOK0 0為極軸為極軸的漸開線的漸開線K K點(diǎn)的極坐標(biāo)方程：點(diǎn)的極坐標(biāo)方程：三、漸開線的方程式三、漸開線的方程式inv k 漸開線函數(shù)漸開線函數(shù)0( kKNOK )0kkkb

10、tgrNK(N發(fā)生線發(fā)生線漸開線漸開線k0k的的展角展角K0KO基圓基圓漸開線漸開線kPkVkkkrbrktginvrkb cosr k可以證明漸開線齒輪齒廓的嚙可以證明漸開線齒輪齒廓的嚙合傳動(dòng)滿足齒廓嚙合基本定律合傳動(dòng)滿足齒廓嚙合基本定律。1212122112bbrrrrpopoio1o2rb1rb2r2r1k1k2N2N1P21四、一對(duì)漸開線齒廓的嚙合特性四、一對(duì)漸開線齒廓的嚙合特性1 1、能保證實(shí)現(xiàn)恒定傳動(dòng)比傳動(dòng)、能保證實(shí)現(xiàn)恒定傳動(dòng)比傳動(dòng) o1o2rb1rb2r2r1k1k2N1P2 1N22 2、嚙合線是兩基圓的一條內(nèi)公切線、嚙合線是兩基圓的一條內(nèi)公切線嚙合線 兩齒廓嚙合點(diǎn)在機(jī)架相固連

11、的坐標(biāo)系中的軌跡。 為理論嚙合線 嚙合線、齒廓接觸點(diǎn)的公法線、正壓力方向線都是兩基圓的一條內(nèi)公切線。21NN漸開線的可分性 當(dāng)兩齒輪制成后，基圓半徑便已確定，以不同的中心距(a或a)安裝這對(duì)齒輪，其傳動(dòng)比不會(huì)改變。優(yōu)點(diǎn)：安裝精度要求較低。1212211212122112bbbbrrpopoirrPoPoio1o2N1P21N2o22N1N2ttttaap 3 3、中心距的變化不影響角速比、中心距的變化不影響角速比齒根圓（df 和 rf）齒頂圓（da 和 ra）分度圓（d 和 r）基圓（db 和 rb）iiiesp同一圓上 10-4 漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)和尺寸計(jì)

12、算的基本參數(shù)和尺寸計(jì)算一、齒輪基本尺寸的名稱和符號(hào)一、齒輪基本尺寸的名稱和符號(hào)齒數(shù) z 齒槽寬ei 齒厚si 齒距pirbrfrari齒根圓基圓齒頂圓分度圓齒頂高h(yuǎn)a齒根高h(yuǎn)f齒距pi齒厚si齒槽寬eio1 1、分度圓與模數(shù) 設(shè)一齒輪的齒數(shù)為 z，其任一圓的直徑為di ，該圓上的齒距為pi，則zpdii二、齒輪基本參數(shù)的計(jì)算公式二、齒輪基本參數(shù)的計(jì)算公式模數(shù) 人為地把 pi /i / 規(guī)定為一些簡(jiǎn)單的有理數(shù)，該比值稱為模數(shù) 。 分度圓 是齒輪上一個(gè)人為地約定的輪齒計(jì)算的基準(zhǔn)圓，規(guī)定分度圓上的模數(shù)和壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值。iipm 分度圓上的參數(shù)分別用d、r、m、p、e及表示。 d = mz 模數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)

13、系列見GB1357-1357-8787，參見表，參見表5-1(P72)5-1(P72)。 m越大，P愈大,輪齒愈大，抗彎強(qiáng)度也愈高。 國(guó)標(biāo)壓力角的標(biāo)準(zhǔn)值為=20=20。有的國(guó)家采用的壓。有的國(guó)家采用的壓力為力為14.5 14.5 ,15 ,15 , 22.5 , 22.5 , , 25 25 的標(biāo)準(zhǔn)。的標(biāo)準(zhǔn)。 2 2、基圓kbkddcoscoscosmzddb前面已有公式基圓直徑為cos/mzdPbb基圓上的齒距進(jìn)而可得：由此可見：齒數(shù)，模數(shù)，壓力角是決定漸開線形狀的三個(gè)基本參數(shù)。齒頂高用ha 表示，齒根高用hf 表示，齒全高用h 表示：fahhh齒頂圓直徑齒根圓直徑3 3、齒頂高和齒根高aa

14、hdd2ffhdd2rfrar齒頂高h(yuǎn)a齒根高h(yuǎn)fo 標(biāo)準(zhǔn)齒輪 除模數(shù)和壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值外，分度圓上的齒厚(S)等于齒槽寬(e)，以及齒頂高(ha)、齒根高(hf)分別與模數(shù)（m）之比值均等于標(biāo)準(zhǔn)值的齒輪。 1*ah0.25 c*ah、c*分別稱為齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)，其標(biāo)準(zhǔn)值為： 2/2/mpeS即mchhaf)(*mhhaa*且有1.1.標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪三、外嚙合標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的基本尺寸計(jì)算三、外嚙合標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的基本尺寸計(jì)算正常齒*0.8ah*c 0.3短齒 頂隙 一對(duì)相互嚙合的齒輪中，一個(gè)齒輪的齒根圓與另一個(gè)齒輪的齒頂圓之間在連心線上度量的距離，用C 表示。r2r1cao1o2頂隙（也稱徑

15、向間隙）頂隙（也稱徑向間隙）mcc2.2.中心距中心距一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，中一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，中心距等于兩節(jié)圓半徑之和。心距等于兩節(jié)圓半徑之和。 一對(duì)無側(cè)隙標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，一對(duì)無側(cè)隙標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，其分度圓與節(jié)圓重合，嚙其分度圓與節(jié)圓重合，嚙合角等于分度圓壓力角合角等于分度圓壓力角標(biāo)準(zhǔn)中心距（標(biāo)準(zhǔn)齒輪無標(biāo)準(zhǔn)中心距（標(biāo)準(zhǔn)齒輪無側(cè)隙傳動(dòng)中心距）側(cè)隙傳動(dòng)中心距）)(2212121zzmrrrra21es 12es r2r1cao1o2 名 稱 符號(hào) 計(jì)算公式 分度圓直徑 = 基圓直徑 = 齒頂高 齒根高 齒高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒 距 = 齒 厚 齒槽寬 = 基圓齒距（法向齒距） =ddmzbd

16、bdcosdahmhh*aafhmchh)(*afmchhhh)2(*afahmhzhdd)2(2*aaamchzhdd)22(2*affadfdmpp2mssee2mcospbpbp標(biāo)準(zhǔn)齒輪：標(biāo)準(zhǔn)齒輪：具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)壓力角、標(biāo)準(zhǔn)齒頂高系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)頂系系具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)壓力角、標(biāo)準(zhǔn)齒頂高系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)頂系系數(shù)并且分度圓上的齒厚等于分度圓上的齒槽寬的齒輪數(shù)并且分度圓上的齒厚等于分度圓上的齒槽寬的齒輪漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算10-5 10-5 漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合傳動(dòng)漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合傳動(dòng)一、正確嚙合條件一、正確嚙合條件二、連續(xù)傳動(dòng)的條

17、二、連續(xù)傳動(dòng)的條件件 兩齒輪的相鄰兩對(duì)輪齒分別K在和K同時(shí)接觸，才能使兩個(gè)漸開線齒輪搭配起來并正確的傳動(dòng)。欲使兩齒輪正確嚙合，兩輪的法節(jié)必須相等。kN2N1k2o1o2(b)k1kN2N1ko1o2(a)一、正確嚙合條件一、正確嚙合條件即必須滿足下列條件：2211coscosmmpbbbbppp2121nnpp即一對(duì)漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是：兩輪的模數(shù)相等，兩輪的壓力角相等。2121mmm)(nbpp (1(1）一對(duì)漸開線輪齒的嚙合過程二、二、連續(xù)傳動(dòng)的條件一對(duì)輪齒在嚙合線上嚙合的起始點(diǎn) 從動(dòng)輪2 2的齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)B2一對(duì)輪齒在嚙合線上嚙合的終止點(diǎn) 主動(dòng)輪的齒頂圓與嚙

18、合線N1N2的交點(diǎn)B1。實(shí)際嚙合線 線段B1B2理論嚙合線 線段N1N2o2o1 1 2N1B2B1N2ra2rb2rb1ra1(2(2）重合度及連續(xù)傳動(dòng)條件B1B2Pn為保證連續(xù)定角速比傳動(dòng)的條件為：即121anB BPN2N1B1B2(a) 1 1(b)N1B2B1N2N2B1B2(c)N1 1齒輪傳動(dòng)的重合度 B1B2與Pn的比值B1B2Pn3.1a重合度的物理意義( ()1.3PnB1B2PnK雙對(duì)齒雙對(duì)齒嚙合區(qū)嚙合區(qū)雙對(duì)齒雙對(duì)齒嚙合區(qū)嚙合區(qū)單對(duì)齒嚙合區(qū)單對(duì)齒嚙合區(qū)a二對(duì)齒嚙合區(qū)長(zhǎng)度 a許用許用重合度KPn0.3Pn0.3Pn0.7Pn aa實(shí)際應(yīng)用中， 齒輪輪齒的加工方法很多，最常用

19、的是切削加工法。此外齒輪輪齒的加工方法很多，最常用的是切削加工法。此外還有鑄造法、軋制法和線切割法、粉末冶金法等。而從加工原還有鑄造法、軋制法和線切割法、粉末冶金法等。而從加工原理來分，則可以分成仿形法和范成法兩種。理來分，則可以分成仿形法和范成法兩種。 1.1.仿形法仿形法 用與漸開線齒輪的用與漸開線齒輪的齒槽形狀相同的成形銑刀直接切齒槽形狀相同的成形銑刀直接切削出齒輪齒形的一種加工方法削出齒輪齒形的一種加工方法 。指狀銑刀指狀銑刀 盤狀銑刀盤狀銑刀插齒插齒滾齒滾齒2.2.范成法范成法 范成法是根據(jù)一對(duì)齒范成法是根據(jù)一對(duì)齒輪的嚙合原理進(jìn)行切齒加工的輪的嚙合原理進(jìn)行切齒加工的 。 齒輪形插刀齒

20、輪形插刀齒條形插刀齒條形插刀一、一、概述 10-6 10-6 漸開線齒廓的切制漸開線齒廓的切制二、二、齒廓切制基本原理1 1、 仿形法指狀銑刀加工盤狀銑刀加工 當(dāng)模數(shù)、壓力角一定時(shí)，漸開線齒廓形狀隨齒當(dāng)模數(shù)、壓力角一定時(shí)，漸開線齒廓形狀隨齒數(shù)的變化而變化。數(shù)的變化而變化。 一般，對(duì)同一模數(shù)和壓力角的齒輪，只有一般，對(duì)同一模數(shù)和壓力角的齒輪，只有8把把或或15把銑刀。各號(hào)銑刀的齒形是按該組內(nèi)齒數(shù)最把銑刀。各號(hào)銑刀的齒形是按該組內(nèi)齒數(shù)最少的齒輪的齒形制作的。少的齒輪的齒形制作的。 仿形法加工齒輪精度較低，是由于存在分度誤差、仿形法加工齒輪精度較低，是由于存在分度誤差、對(duì)中誤差和齒形誤差。對(duì)中誤差和

21、齒形誤差。 漸開線的形狀取決于基圓直徑，漸開線的形狀取決于基圓直徑，cosbdmz成形銑刀刀號(hào)和加工齒數(shù)范圍成形銑刀刀號(hào)和加工齒數(shù)范圍 拉刀拉刀拉齒主要用來拉削內(nèi)齒輪，拉刀的最終拉齒主要用來拉削內(nèi)齒輪，拉刀的最終形狀與齒輪的完整的齒槽空間相同，它是仿形法形狀與齒輪的完整的齒槽空間相同，它是仿形法加工的一種，因拉刀的制造成本高，故它適用于加工的一種，因拉刀的制造成本高，故它適用于批量生產(chǎn)的情況。批量生產(chǎn)的情況。仿形法加工的特點(diǎn)： 效率低，精度低，不需專用機(jī)床，成本低，適應(yīng)于單件小批生產(chǎn)。同一把刀具只能加工若干個(gè)齒數(shù)的齒輪。范成法 齒輪與齒輪嚙合或齒輪與齒條嚙合時(shí)，其齒廓互為共軛的包絡(luò)線，利用此原

22、理加工齒輪的方法稱為范成法，它是一種最常用的齒輪加工方法。 將其中一個(gè)齒輪（或齒條）作為刀具，另一個(gè)齒輪則為被切齒輪毛坯。2 2、 范成法范成實(shí)驗(yàn)的平面圖如圖 齒輪插刀范成運(yùn)動(dòng)范成運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)（1）刀具）刀具 齒條插刀 蝸輪滾刀（2）切削過程中的運(yùn)動(dòng)）切削過程中的運(yùn)動(dòng) 齒輪插刀加工齒輪時(shí)，刀具的節(jié)圓與齒坯節(jié)圓相齒輪插刀加工齒輪時(shí)，刀具的節(jié)圓與齒坯節(jié)圓相切并作純滾動(dòng)，齒條插刀加工齒輪時(shí)，刀具的節(jié)線切并作純滾動(dòng)，齒條插刀加工齒輪時(shí)，刀具的節(jié)線與被加工齒輪齒坯的節(jié)圓相切并作純滾動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)與被加工齒輪齒坯的節(jié)圓相切并作純滾動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)稱為范成運(yùn)動(dòng)。稱為范成運(yùn)動(dòng)。1) 范成運(yùn)動(dòng)范成運(yùn)動(dòng)齒輪插刀插齒

23、齒輪插刀插齒：插刀與被加工齒輪應(yīng)保持恒定插刀與被加工齒輪應(yīng)保持恒定傳動(dòng)比的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)比的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。00/iz z 由于這種加工方法利用齒輪的嚙合原理，由于這種加工方法利用齒輪的嚙合原理，若改變插刀與毛坯的傳動(dòng)比，用一把刀具可若改變插刀與毛坯的傳動(dòng)比，用一把刀具可以加工出不同齒數(shù)的齒輪。以加工出不同齒數(shù)的齒輪。 當(dāng)齒輪插刀的齒數(shù)增加到無窮多時(shí)，齒輪插當(dāng)齒輪插刀的齒數(shù)增加到無窮多時(shí)，齒輪插刀就變成齒條插刀了。刀就變成齒條插刀了。00/iz z 齒條插刀插齒齒條插刀插齒：插刀的移動(dòng)速度應(yīng)與被加工齒：插刀的移動(dòng)速度應(yīng)與被加工齒輪分度圓的線速度相等。輪分度圓的線速度相等。0012vrmz 2)切削運(yùn)

24、動(dòng)及其它運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)及其它運(yùn)動(dòng) 切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)：刀具沿齒輪毛坯軸向的切削運(yùn)動(dòng)：刀具沿齒輪毛坯軸向的切削運(yùn)動(dòng)主主運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。 讓刀運(yùn)動(dòng)讓刀運(yùn)動(dòng)：插齒刀具返回時(shí)，為避免擦傷已加工出：插齒刀具返回時(shí)，為避免擦傷已加工出的齒廓，工件后退的運(yùn)動(dòng)。的齒廓，工件后退的運(yùn)動(dòng)。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：為了加工出全齒高，刀具沿齒輪毛坯徑：為了加工出全齒高，刀具沿齒輪毛坯徑向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。n 由于齒條插刀的長(zhǎng)度有限，在加工幾個(gè)齒由于齒條插刀的長(zhǎng)度有限，在加工幾個(gè)齒之后，必須退回到原來的位置，這就造成機(jī)床之后，必須退回到原來的位置，這就造成機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜且難以保證分齒精度；為解決這個(gè)矛結(jié)構(gòu)復(fù)雜且難以保證分齒精

25、度；為解決這個(gè)矛盾并克服插齒過程中盾并克服插齒過程中切削不連續(xù)切削不連續(xù)的缺點(diǎn)，生產(chǎn)的缺點(diǎn)，生產(chǎn)中多用中多用滾齒加工滾齒加工。3）滾齒加工的特點(diǎn)）滾齒加工的特點(diǎn)n 滾刀相當(dāng)于直線齒形的螺桿，滾刀旋轉(zhuǎn)時(shí)，相當(dāng)于直滾刀相當(dāng)于直線齒形的螺桿，滾刀旋轉(zhuǎn)時(shí)，相當(dāng)于直線齒廓的齒條沿其軸線方向連續(xù)不斷移動(dòng)，從而可以加工線齒廓的齒條沿其軸線方向連續(xù)不斷移動(dòng)，從而可以加工任意齒數(shù)的齒輪。任意齒數(shù)的齒輪。n 滾齒法既可以加工直齒輪，又能很方便地加工出斜齒滾齒法既可以加工直齒輪，又能很方便地加工出斜齒輪，它是齒輪加工中普遍應(yīng)用的方法。輪，它是齒輪加工中普遍應(yīng)用的方法。范成法加工的特點(diǎn)： 連續(xù)切削效率高，精度高，需專

26、門的機(jī)器，成本高，適應(yīng)于大批生產(chǎn)。同一把刀具可加工不同齒數(shù)的齒輪。1、漸開線齒廓的根切 用范成法加工齒輪時(shí)，有時(shí)刀具的頂部過多地切入了輪齒的根部，因而將齒根的漸開線齒廓切去一部分。這種現(xiàn)象稱為輪齒的根切。一、根切和最少齒數(shù)10-7 10-7 根切、最少齒數(shù)及變位齒輪根切、最少齒數(shù)及變位齒輪2、 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪不產(chǎn)生根切時(shí)的最少齒數(shù)短齒14minz*0.8ah ，*min117ahz當(dāng)， 正常齒漸開線直齒圓柱齒輪齒面的形成k00k0NkkN發(fā)生面基圓柱 當(dāng)發(fā)生面沿基圓柱作純滾動(dòng)時(shí)，平行于齒輪的軸線的直線kk在空間的軌跡為直齒圓柱齒輪的齒面。10-8 10-8 漸開線斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)漸開線斜齒圓柱

27、齒輪機(jī)構(gòu)一、一、斜齒圓柱齒輪齒面的形成和嚙合特點(diǎn)漸開線斜齒圓柱齒輪齒面的形成 與基圓柱母線成一夾角b b的直線kk在空間的軌跡則為斜齒圓柱齒輪的漸開螺旋面。k00k0NbkkN發(fā)生面基圓柱 斜齒輪嚙合時(shí)，齒面上的接觸線由短變長(zhǎng)，斜齒輪嚙合時(shí)，齒面上的接觸線由短變長(zhǎng)，再由長(zhǎng)變短，減少了傳動(dòng)時(shí)的沖擊和噪音，提再由長(zhǎng)變短，減少了傳動(dòng)時(shí)的沖擊和噪音，提高了傳動(dòng)平穩(wěn)性，故適用于重載高速傳動(dòng)。高了傳動(dòng)平穩(wěn)性，故適用于重載高速傳動(dòng)。 直齒輪嚙合時(shí)，沿整個(gè)齒寬同時(shí)進(jìn)入嚙合，直齒輪嚙合時(shí)，沿整個(gè)齒寬同時(shí)進(jìn)入嚙合，并沿整個(gè)齒寬同時(shí)脫離嚙合。因此傳動(dòng)平穩(wěn)性并沿整個(gè)齒寬同時(shí)脫離嚙合。因此傳動(dòng)平穩(wěn)性差，沖擊噪聲大，不適

28、于高速傳動(dòng)。差，沖擊噪聲大，不適于高速傳動(dòng)。斜齒圓柱齒輪有法面和端面之分 法面參數(shù)mn、n、han、cn 為標(biāo)準(zhǔn)值（主要是從加工考慮）。* 端面參數(shù) mt、t、hat、ct ，計(jì)算的基本尺寸是在端面上計(jì)量的。*二、斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)二、斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)costnpp 端面齒距關(guān)系法面齒距.（一）（一）端面參數(shù)與法面參數(shù)的關(guān)系1 1、模數(shù)costnmm 不論從法面或端面來看，斜齒輪的齒頂高和齒根高都是相等的，故有 ： nantatamhmhh*2 2、齒頂高系數(shù)nnanttatfmchmchh)()(*coscos*ntanatcchh3 3、壓力角（用斜齒條說明）abacttg在ab

29、c中costtgtgn在abc中bacatgn由于ab = ab(a)aactnbb(b)cosacca在在aac中（1 1）由法面參數(shù)求得的端面參數(shù)；（2 2）端面參數(shù)代入相應(yīng)的直齒圓柱齒輪基本尺寸計(jì) 算公式中。（二）（二）正確嚙合條件（三）（三）基本尺寸計(jì)算cos)(2121zzmann1n2mmmt2t1mmn1n2t2t112 或或或或( “ ”“ ”代表旋向相反或相同）代表旋向相反或相同） 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，沿整個(gè)齒寬在B2B2線進(jìn)行嚙合，又沿整個(gè)齒寬同時(shí)在B1B1脫離嚙合。 斜齒輪傳動(dòng)，從前端面進(jìn)入嚙合到后端面脫離嚙合，其在嚙合線上的長(zhǎng)度比直齒圓柱齒輪增加了btgb。 三、重合度三

30、、重合度斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)重合度r式中a端面重合度軸向重合度（1 1）嚙合性能好 在傳動(dòng)中，其輪齒逐漸進(jìn)入和逐漸 脫開嚙合，傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊和噪聲??；33minmincos17cosvzz五、斜齒圓柱齒輪的特點(diǎn)五、斜齒圓柱齒輪的特點(diǎn)（2 2）重合度大 故承載能力高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，適用于高速 傳動(dòng)；（3 3）不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)比直齒輪少，故結(jié)構(gòu)緊湊；優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)（4 4）斜齒輪在工作時(shí)有附加軸向推力Fa，且、Fa， 用人字齒輪可克服軸向推力。 螺旋角的大小對(duì)斜齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量有很大影響，一般取8 80 015150 0；人字齒輪可取15150 0 400 0。1.用途用途 用于傳遞兩相交軸之間的用于傳遞兩相交軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。一般軸交角運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。一般軸交角 一一般為般為=90o 。圓錐齒輪傳動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng)振動(dòng)和噪聲都比較大，一般應(yīng)振