齿轮加工与变位齿轮-(1)

第4章 齿轮机构,4.1 齿轮机构概述,4.2 齿轮齿廓设计,4.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,4.5 渐开线直齿圆柱齿轮的运动设计,4.6 渐开线斜齿圆柱齿轮的运动设计,4.7 蜗轮蜗杆机构,4.8 圆锥齿轮机构,4.9 非圆齿轮机构,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,1.渐开线齿轮加工方法概述,2.用范成法切制齿轮的基本原理,3.用标准齿条刀加工齿轮,4.渐开线齿廓的根切,齿轮加,工方法,仿形法,范成法,(展成法共轭法,包络法),盘铣刀,指状铣刀,插齿,滚齿,剃齿,磨齿,铸造法,热轧法,冲压法,模锻法,粉末冶金法,切制法,铣削,拉削,产生齿形误差和分度误差，,精度较低，加工不连续，生,产效率低。适于单件生产。,一种模数只需要一把刀具,连续切削，生产效率高，,精度高，用于批量生产。,1.渐开线齿轮加工方法概述,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,仿形法切齿,拉刀拉齿,拉刀拉齿主要用于拉削内齿轮，拉刀的最终形状与齿轮的完整的齿槽空间相同。因拉刀的制造成本高，故它适用于批量生产的情况。,冲压齿轮,冲头的形状与完整的齿轮或完整的齿槽形状相同，它可以冲压出外齿轮，也可以冲压出内齿轮。它适用于批量生产。,1.渐开线齿轮加工方法概述,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,运动：,刀具旋转，轮坯轴向移动，轮坯分度,特点：,切削不连续，生产效率低；加工精度低。适于修配和小批量生产,仿形法切齿,铣齿,盘形铣刀,1.渐开线齿轮加工方法概述,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,运动：,刀具旋转，轮坯轴向移动，轮坯分度,特点：,切削不连续，生产效率低；加工精度低。适于修配和小批量生产,铣齿,指状铣刀,仿形法切齿,1.渐开线齿轮加工方法概述,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,范成运动,共轭齿廓互为包络线,范成法切齿,利用共轭齿廓的原理加工齿轮的方法称为,范成法,，它是一种最常用的齿轮加工方法。,0,1.渐开线齿轮加工方法概述,让刀运动,切削运动,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,插齿法（齿轮插刀）,范成法切齿,1.渐开线齿轮加工方法概述,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,插齿法（齿条插刀）,切削运动：,刀具沿齿轮毛坯轴向的切齿运动,进给运动：,为了加工出全齿高，刀具沿齿轮毛坯径向的进给运动,让刀运动：,插齿刀具返回时,为避免擦伤已加工出的齿廓,工件后退的运动,范成法切齿,1.渐开线齿轮加工方法概述,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,范成法切齿,滚齿法（齿条插刀）,滚刀加工克服了齿条插刀切削不连续的问题，在轮坯端面的投影相当于直线齿形的齿条，滚刀旋转时，相当于直线齿廓的齿条沿其轴线方向连续不断移动，从而可以加工任意齿数的齿轮。,v,1.渐开线齿轮加工方法概述,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,滚齿法（齿条插刀）,范成法切齿,1.渐开线齿轮加工方法概述,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,1.渐开线齿轮加工方法概述,2.用范成法切制齿轮的基本原理,3.用标准齿条刀加工齿轮,4.渐开线齿廓的根切,相当于一对齿轮作无侧隙的啮合传动,2.用范成法切制齿轮的基本原理,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,齿轮插齿加工的特点：,优点：,用同一把刀具可加工出模数和压力角均相同的齿轮；还可加工内齿轮。,缺点：,切削不连续,齿条插齿加工的特点：,优点：,用同一把刀具可加工出模数和压力角均相同的齿轮。,缺点,：,切削不连续；不能加工内齿轮,2.用范成法切制齿轮的基本原理,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,滚齿加工的特点：,优点：,用同一把刀具可加工出模数和压力角均相同的齿轮；加工连续。,缺点：,不能加工内齿轮,当滚刀连续转动时，相当于一根无限长的投影齿条向前移动，与齿条插刀切制齿轮的原理基本相同。,在齿轮端面（刀具轴面）相当于齿轮齿条啮合传动,2.用范成法切制齿轮的基本原理,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,1.渐开线齿轮加工方法概述,2.用范成法切制齿轮的基本原理,3.用标准齿条刀加工齿轮,4.渐开线齿廓的根切,标准齿条型刀具,用标准齿条刀具加工齿轮,3.用标准齿条刀加工齿轮,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,刀具顶线,c,*,m,c,*,m,m/2,m/2,=20,h,a,*,m,h,a,*,m,中线,齿条顶线,标准齿条型刀具,标准齿条型刀具的齿形与标准齿条,基本相同,，只是齿顶增加了,c,*,m,的高度。,刀具顶线是用来切制被切齿轮齿根圆的。,3.用标准齿条刀加工齿轮,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,标准齿条型刀具,用标准齿条刀具加工齿轮,3.用标准齿条刀加工齿轮,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,相当于齿轮齿条啮合传动,刀具移动速度,只有当刀具的移动速度与轮坯的角速度保持上述关系时，才能加工出所需的齿数。,分度线,分度圆,h,f,=(h,*,a,+c,*,)m,h,a,=h,*,a,m,e,s,v,3.用标准齿条刀加工齿轮,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,用同一把齿条刀具切制齿数相同的标准齿轮、正变位齿轮及负变位齿轮。,r,b,N,r,加工标准齿轮：,刀具中线与分度圆相切，作刀具齿廓法线与基圆相切，得啮合线和节点，节圆与分度圆重合。,加工正变位齿轮：刀具外移,，,啮合线、节点位置不变，分度圆仍与节圆重合。刀具中线与分度圆分离,（,xm,）,。,加工负变位齿轮：刀具内移,，,啮合线、节点位置不变，分度圆仍与节圆重合。,刀具中线与分度圆交割,（,-xm,）,。,C,xm,移距,x,移距系数,xm,-xm,3.用标准齿条刀加工齿轮,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,齿厚、齿槽宽、齿顶高、齿根高、齿顶圆、齿根圆各不相同,。,加工方式依据设计要求决定,h,a,h,f,分度圆,标准齿轮,x,0,正变位齿轮,x,0,负变位齿轮,x,0,三种情况加工出的齿廓有何相同与不同？,基本参数相同,（齿数、模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数）,齿廓曲线是同一基圆生成的渐开线，且分度圆、基圆、分度圆齿距均相同。,3.用标准齿条刀加工齿轮,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,1.渐开线齿轮加工方法概述,2.用范成法切制齿轮的基本原理,3.用标准齿条刀加工齿轮,4.渐开线齿廓的根切,根切现象与危害,根切的原因,4.渐开线齿廓的根切,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,根切现象：,在用展成法切制标准齿轮的过程中，有时刀具会把齿轮根部已加工好的渐开线齿廓切去一部分，这种现象称为,根切,或,刀具干涉,。,基圆,根切,根切的危害：,削弱了轮齿的抗弯强度,影响传动平稳性,4.渐开线齿廓的根切,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,根切的原因,结论：,刀具的顶线超过了啮合极限点,N,。,4.渐开线齿廓的根切,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,1.渐开线齿轮加工方法概述,2.用范成法切制齿轮的基本原理,3.用标准齿条刀加工齿轮,4.渐开线齿廓的根切,齿轮设计与加工：,依据机器的功能需求，提出设计要求、确定齿轮类型,确定齿轮的基本参数、计算齿轮的全部几何尺寸,依据设计尺寸切制齿轮毛坯,加工齿廓,4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮,辅导与习题,请思考：4.4 复习思考题 1517,