《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)PPT課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)PPT課件（81頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、基本要求基本要求: :了解齒輪機(jī)構(gòu)的類型及功用、齒廓嚙合基本定律了解齒輪機(jī)構(gòu)的類型及功用、齒廓嚙合基本定律掌握漸開線的性質(zhì)及漸開線齒廓的特點掌握漸開線的性質(zhì)及漸開線齒廓的特點掌握漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸計算掌握漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸計算理解直齒輪正確嚙合條件、重合度理解直齒輪正確嚙合條件、重合度了解范成法切齒的基本原理和根切現(xiàn)象了解范成法切齒的基本原理和根切現(xiàn)象掌握斜齒輪與直齒輪的異同，理解當(dāng)量齒數(shù)掌握斜齒輪與直齒輪的異同，理解當(dāng)量齒數(shù)了解斜齒輪、圓錐齒輪傳動（齒廓曲面的形成和嚙合特點、基本參數(shù)、幾何尺寸了解斜齒輪、圓錐齒輪傳動（齒廓曲面的形成和嚙合特點、

2、基本參數(shù)、幾何尺寸計算和當(dāng)量齒數(shù)）計算和當(dāng)量齒數(shù)）機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)第1頁/共81頁一、應(yīng)用二、特點三、分類機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)第2頁/共81頁一、應(yīng)用一、應(yīng)用 齒輪機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種傳動機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種傳動機(jī)構(gòu) 用來傳遞空間任意兩軸的運動和動力用來傳遞空間任意兩軸的運動和動力應(yīng)用實例：應(yīng)用實例： 機(jī)械手機(jī)械手 汽車變速箱汽車變速箱 攝像機(jī)攝像機(jī) 游樂設(shè)施游樂設(shè)施機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)第3頁/共81頁二、特點二、特點 可用來傳遞空間任意兩軸之間的運動和動力可用來傳遞空間任意兩軸之間的運動和動力 傳動比準(zhǔn)確、平穩(wěn)傳動比準(zhǔn)確、平穩(wěn) 結(jié)構(gòu)緊湊，適用圓周速度

3、和功率范圍廣結(jié)構(gòu)緊湊，適用圓周速度和功率范圍廣 機(jī)械效率高機(jī)械效率高 使用壽命長，工作安全可靠使用壽命長，工作安全可靠機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)第4頁/共81頁三、分類三、分類按齒輪傳動的工作情況分：按齒輪傳動的工作情況分： 開式齒輪傳動開式齒輪傳動低速、易磨損低速、易磨損 閉式齒輪傳動閉式齒輪傳動重要的傳動重要的傳動按傳動時兩輪軸的相對位置分：按傳動時兩輪軸的相對位置分： 平面齒輪機(jī)構(gòu)：平面齒輪機(jī)構(gòu)：（平行軸間傳動）（平行軸間傳動） 直齒輪、斜齒輪、人字齒直齒輪、斜齒輪、人字齒 外嚙合、內(nèi)嚙合、齒輪與齒條傳動外嚙合、內(nèi)嚙合、齒輪與齒條傳動 空間齒輪傳動：空間齒輪傳動： (相交軸間傳動相交軸間傳動

4、): 圓錐齒輪、圓錐齒輪、 (交錯軸間傳動交錯軸間傳動) :交錯軸斜齒輪機(jī)構(gòu)、蝸桿傳動交錯軸斜齒輪機(jī)構(gòu)、蝸桿傳動機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)第5頁/共81頁一般分類一般分類平面機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)直齒輪平行軸斜齒輪傳動人字齒外嚙合齒輪傳動內(nèi)嚙合齒輪傳動齒輪與齒條傳動圓錐齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動蝸輪蝸桿傳動齒輪機(jī)構(gòu)空間第6頁/共81頁1 平面齒輪機(jī)構(gòu)平面齒輪機(jī)構(gòu) ( 二軸平行二軸平行) 直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu) 外嚙合傳動外嚙合傳動 內(nèi)嚙合傳動內(nèi)嚙合傳動 齒輪齒條傳動齒輪齒條傳動 外嚙合傳動外嚙合傳動二輪轉(zhuǎn)向相二輪轉(zhuǎn)向相反反機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)外齒輪內(nèi)嚙合傳動二輪轉(zhuǎn)向相同齒輪齒條傳動轉(zhuǎn)動移

5、動內(nèi)齒輪外齒輪 齒條外齒輪第7頁/共81頁斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu) 外嚙合傳動外嚙合傳動 內(nèi)嚙合傳動內(nèi)嚙合傳動 齒輪齒條傳動齒輪齒條傳動 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)第8頁/共81頁人字齒輪傳動人字齒輪傳動 外嚙合傳動外嚙合傳動 內(nèi)嚙合傳動內(nèi)嚙合傳動 齒輪齒條傳動齒輪齒條傳動機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)第9頁/共81頁2 空間齒輪機(jī)構(gòu)空間齒輪機(jī)構(gòu) 圓錐齒輪傳動圓錐齒輪傳動 二軸相交二軸相交 外嚙合傳動外嚙合傳動 二輪轉(zhuǎn)向相反二輪轉(zhuǎn)向相反機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)斜齒圓錐齒輪傳動直齒圓錐齒輪傳動第10頁/共81頁交錯軸斜齒輪傳動（螺旋齒輪傳動）交錯軸斜齒輪傳動（螺旋齒輪傳動） 二軸交錯二軸交錯機(jī)械設(shè)計基

6、礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)交錯軸斜齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動第11頁/共81頁蝸桿傳動蝸桿傳動 二軸交錯，通常交二軸交錯，通常交90 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)蝸桿傳動蝸桿傳動第12頁/共81頁一、齒廓嚙合基本定律二、節(jié)點、節(jié)圓三、齒廓曲線的確定機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)第13頁/共81頁一、齒廓嚙合基本定律一、齒廓嚙合基本定律對齒廓曲線的要求：對齒廓曲線的要求： 直觀上直觀上 不卡不離不卡不離 幾何學(xué)上幾何學(xué)上 處處相切接觸處處相切接觸 運動學(xué)上運動學(xué)上 法線上沒有相對運法線上沒有相對運動動根據(jù)三心定理，二齒輪嚙合之速度根據(jù)三心定理，二齒輪嚙合之速度瞬心瞬心機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)齒廓嚙合基本定律： 互相嚙合的一對齒

7、輪，在任一位置互相嚙合的一對齒輪，在任一位置時的傳動比，都與其連心線被其嚙時的傳動比，都與其連心線被其嚙合點的公法線所分兩線段成反比合點的公法線所分兩線段成反比12O1O2C212C1nnPvK1vK2KvK2K1POPOi122112 第14頁/共81頁二、節(jié)點、節(jié)圓二、節(jié)點、節(jié)圓定傳動比條件：定傳動比條件：若兩輪作定傳動比傳若兩輪作定傳動比傳動動機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)則則P點為定點，即不論兩齒輪輪廓在點為定點，即不論兩齒輪輪廓在何位置接觸，過接觸點所作的兩齒廓何位置接觸，過接觸點所作的兩齒廓公法線與連心線相交于定點公法線與連心線相交于定點P定點定點P節(jié)點節(jié)點節(jié)圓節(jié)圓(d1,d2): 過節(jié)點

8、所作的兩圓過節(jié)點所作的兩圓思考：思考：若變傳動比若變傳動比(如橢圓齒輪如橢圓齒輪)，情況如何，情況如何？12O1O2C212C1nnPvK1vK2KvK2K1.constPOPOi122112 節(jié)圓節(jié)圓第15頁/共81頁三、齒廓曲線的確定三、齒廓曲線的確定 能滿足定傳動比能滿足定傳動比( (或某種變傳或某種變傳動比規(guī)律動比規(guī)律) )要求的齒廓曲線，要求的齒廓曲線，理論上有理論上有無窮多無窮多個個機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)理論上理論上無窮多共軛曲線無窮多共軛曲線：能滿足：能滿足定傳動比定傳動比( (或某種變傳動比規(guī)律或某種變傳動比規(guī)律) )要要求的齒廓曲線求的齒廓曲線實際選用實際選用, , 須考慮設(shè)

9、計、須考慮設(shè)計、制造制造、安裝、安裝、使用使用等等因素因素常用常用: : 漸開線、擺線、圓弧線漸開線、擺線、圓弧線、拋物線等拋物線等本章主要研究本章主要研究漸開線漸開線齒廓的齒輪齒廓的齒輪12O1O2C212C1nnPvK1vK2KvK2K1節(jié)圓節(jié)圓第16頁/共81頁一、漸開線的形成二、漸開線的性質(zhì)三、漸開線齒輪的嚙合特性機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)第17頁/共81頁一、漸開線的形成一、漸開線的形成 當(dāng)一直線在一圓周上作純滾動時，此直線上任一點的當(dāng)一直線在一圓周上作純滾動時，此直線上任一點的軌跡軌跡-該圓的該圓的漸開線漸開線 該圓稱該圓稱基圓基圓(r(rb b) )；該直線稱為；該直線稱為發(fā)生線發(fā)生

10、線機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)漸開漸開線線發(fā)生線基圓F向徑壓力角aKaKqKK基圓半徑 rbvKrKrb展角基圓第18頁/共81頁二、漸開線的性質(zhì)二、漸開線的性質(zhì)1) 發(fā)生線沿基圓滾過的長度等發(fā)生線沿基圓滾過的長度等于基圓上被滾過的弧長于基圓上被滾過的弧長,機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)2) 漸開線上任一點法線恒切于基漸開線上任一點法線恒切于基圓圓3) 切點是漸開線上切點是漸開線上K點的曲率中心，點的曲率中心，KB為曲率半徑為曲率半徑; 越接近基圓，曲越接近基圓，曲率半徑越小，反之越大率半徑越小，反之越大4) 基圓內(nèi)無漸開線基圓內(nèi)無漸開線BKBAOkrbrkakaABKB kbkrrOKOB a acos壓

11、力角ak為受力方向與速度方向的所夾的銳角第19頁/共81頁漸開線的性質(zhì)漸開線的性質(zhì)( (續(xù)續(xù)) )5) 漸開線的形狀決于基圓半徑漸開線的形狀決于基圓半徑機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)圓半徑越大，漸開線越平圓半徑越大，漸開線越平展（綜合曲率半徑越大）展（綜合曲率半徑越大）直線也是漸開線直線也是漸開線C1A1B1qiC2A2qiO2rb2B2O38B38A38C3O1rb1K第20頁/共81頁推論推論 同一基圓上漸開線形狀相同同一基圓上漸開線形狀相同 同一基圓所生成的同向漸開同一基圓所生成的同向漸開線為法向等距曲線線為法向等距曲線機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)兩兩反向漸開線公法線處處相反向漸開線公法線處處相等等(

12、 (等于兩漸開線間的基圓弧長等于兩漸開線間的基圓弧長) )OC2AC1BC3A1B1A2B2N1N2K1K22211KBKB？2211BABA？第21頁/共81頁三、漸開線齒輪的嚙合特性三、漸開線齒輪的嚙合特性漸開線齒輪符合齒廓嚙合基本定漸開線齒輪符合齒廓嚙合基本定律，即能保證定傳動比傳動律，即能保證定傳動比傳動由齒廓嚙合基本定律知由齒廓嚙合基本定律知機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)rb2O212N2CCO1rb1KPK.1212122112constrrrrPOPOibb N1 由漸開線性質(zhì)知，由漸開線性質(zhì)知， 嚙合點公法線與二基圓內(nèi)公嚙合點公法線與二基圓內(nèi)公切線重合切線重合 二基圓為定圓，二基圓為定

13、圓，N1N2為定直為定直線，則節(jié)點線，則節(jié)點P為定點為定點POPOi122112 第22頁/共81頁一、外齒輪二、內(nèi)齒輪三、齒條機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)第23頁/共81頁一、外齒輪一、外齒輪1 各部分名稱和符號2 基本參數(shù)3 幾何尺寸4 例題機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)第24頁/共81頁1 各部分名稱和符號各部分名稱和符號基基 圓圓 (db, rb) : 產(chǎn)生漸開線的圓產(chǎn)生漸開線的圓齒頂圓齒頂圓da(ra)：連接齒輪各齒頂?shù)膱A連接齒輪各齒頂?shù)膱A齒根圓齒根圓df(rf):齒槽底部連接的圓齒槽底部連接的圓齒厚齒厚 si:在在di圓周上圓周上, 一個輪齒左一個輪齒左右兩側(cè)齒廓間的弧線長右兩側(cè)齒廓間的弧線長齒

14、槽寬齒槽寬ei:在在di圓周上圓周上, 齒間的弧線齒間的弧線長長齒距齒距pi: pi=si+ei機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu) 分度圓分度圓d (r):設(shè)計齒輪的基準(zhǔn)圓設(shè)計齒輪的基準(zhǔn)圓分度圓上，分度圓上，p=s+e 齒頂高齒頂高 ha： 齒根高齒根高h(yuǎn)f： 齒全高齒全高h(yuǎn)=ha+hfOhhfharrarb齒間(齒槽)齒zrfsieiespBpi第25頁/共81頁2 基本參數(shù)基本參數(shù) 齒數(shù)齒數(shù)：z 模數(shù)：模數(shù)：md=zp d=zp/令 m=p/ 則d=zm 壓力角壓力角a a ：分度圓壓力角分度圓壓力角的的簡稱簡稱機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)壓力角：標(biāo)準(zhǔn)壓力角：a a20(人為規(guī)定人為規(guī)定)少數(shù)場合有少數(shù)

15、場合有14.5 、15 、22.5 、25 Ohhfharrarb齒間(齒槽)齒zrfespBpbpna aNa aa acoscosmzddb基本參數(shù) ddrrbbarccosarccosa第26頁/共81頁不同模數(shù)齒輪尺寸比較（放大）不同模數(shù)齒輪尺寸比較（放大） 模數(shù)模數(shù)m ，是齒輪計，是齒輪計算的基本參數(shù)，也算的基本參數(shù)，也為輪齒大小的標(biāo)志為輪齒大小的標(biāo)志 人為地規(guī)定一些特人為地規(guī)定一些特定模數(shù)值定模數(shù)值, 稱標(biāo)準(zhǔn)模稱標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)數(shù) 如如: 1、1.25、1.5、2、2.5、3、m 愈大，輪齒愈厚，愈大，輪齒愈厚，抗彎能力愈大抗彎能力愈大它是輪齒抗彎能力的它是輪齒抗彎能力的重要標(biāo)志重要標(biāo)志

16、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)m=4 z=16m=2 z=16m=1 z=16第27頁/共81頁壓力角壓力角a a 同一齒廓的不同半徑處，同一齒廓的不同半徑處，壓力角不同壓力角不同 分度圓：分度圓： 齒頂圓：齒頂圓： 基圓：基圓：機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)rbOAriKBB1K1r1KvFaiaia1a1 輪齒上，基圓壓力角等于零輪齒上，基圓壓力角等于零 齒頂圓上壓力角最大齒頂圓上壓力角最大 分度圓上壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值分度圓上壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值 分度圓分度圓( (定義): ): 模數(shù)和壓力角均模數(shù)和壓力角均為標(biāo)準(zhǔn)值的圓為標(biāo)準(zhǔn)值的圓kbkrrOKOB a acosibirra acosrrb/cosa aabarr

17、 /cosa a1bbbrr /cosa a第28頁/共81頁3 3 幾何尺寸幾何尺寸分度圓直徑分度圓直徑d :齒頂高齒頂高h(yuǎn)a：齒頂高系數(shù)齒頂高系數(shù)ha*:齒根高齒根高h(yuǎn)f ：頂隙系數(shù)頂隙系數(shù)c*:齒全高齒全高h(yuǎn)：齒頂圓直徑齒頂圓直徑da:齒根圓直徑齒根圓直徑df:基圓直徑基圓直徑db: 齒距齒距p：齒厚齒厚s與齒間與齒間e:基圓齒厚基圓齒厚sb：機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu) 標(biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù):Ohhfharrarb齒間(齒槽)齒zrfsieiespBpb*,chmzaa amzd mhhaa* 0 . 1* ahmchhaf)(* 25. 0* cfahhh mhzhddaaa)2(2*

18、 mchzhddaff)22(2* a aa acoscosmzddb mp 2/mes a aa a coscospm zmzzdpbb/cos/a a 第29頁/共81頁標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)ha=ha* mhf =（ha*+ c*）m 齒頂高系數(shù)齒頂高系數(shù)ha* 頂隙系數(shù)頂隙系數(shù)c* 正常齒：正常齒：m1 mm: ha*=1, c*=0.25 m pb 重合度重合度: :機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)NoImageO1O212pbN2N1B2B1Kaa2ara2aa1ra1a rb1rb2O1O2N2N1B1B2P 連續(xù)傳動條件連續(xù)傳動條件: : 1 重合度愈大，表明同時參與嚙合的輪齒對數(shù)愈多，傳重合

19、度愈大，表明同時參與嚙合的輪齒對數(shù)愈多，傳動愈平穩(wěn)，每對輪齒所承受的載荷愈小動愈平穩(wěn)，每對輪齒所承受的載荷愈小bpBB/21 第43頁/共81頁重合度另一定義重合度另一定義 工程要求工程要求: :齒輪有可能在嚙合線上齒輪有可能在嚙合線上兩點同時接觸兩點同時接觸 幾何條件幾何條件: : DC p 嚙合弧：嚙合?。阂粚X從開始嚙合時到一對齒從開始嚙合時到終止嚙合，分度圓上任一點所經(jīng)終止嚙合，分度圓上任一點所經(jīng)過的弧線距離過的弧線距離 重合度重合度: :機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)NoImage 連續(xù)傳動條件連續(xù)傳動條件: : 1 重合度愈大，表明同時參與嚙合的輪齒重合度愈大，表明同時參與嚙合的輪齒對數(shù)愈

20、多，傳動愈平穩(wěn)，每對輪齒所承對數(shù)愈多，傳動愈平穩(wěn)，每對輪齒所承受的載荷愈小受的載荷愈小pDC 齒距齒距嚙合弧嚙合弧 2B1BCDPa1N1O2N2O第44頁/共81頁重合度的物理解釋重合度的物理解釋 重合度大，表明同重合度大，表明同時嚙合的輪齒對數(shù)時嚙合的輪齒對數(shù)多多 例例: a a = 1.3機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)NoImageN2PN1B1B2PbPb1.3Pb0.7Pb0.3Pb0.3PbCD單齒嚙合區(qū)雙 齒 嚙合區(qū)了解第45頁/共81頁比較比較節(jié)節(jié) 圓圓( (嚙合參數(shù)嚙合參數(shù)) ) 分度圓分度圓( (幾何參數(shù)幾何參數(shù)) )嚙合角嚙合角( (嚙合參數(shù)嚙合參數(shù)) ) 壓力角壓力角( (幾何

21、參數(shù)幾何參數(shù)) )節(jié)點：嚙合接觸點的公法線與連心線的交點節(jié)點：嚙合接觸點的公法線與連心線的交點節(jié)圓：節(jié)圓：過節(jié)點的圓過節(jié)點的圓嚙合線：齒廓接觸點的軌跡嚙合線：齒廓接觸點的軌跡嚙合角嚙合角：節(jié)圓的公切線與嚙合線：節(jié)圓的公切線與嚙合線N1N2之間的夾角之間的夾角( (銳角銳角) )分度圓：齒輪上模數(shù)和壓力角均為標(biāo)準(zhǔn)值的圓分度圓：齒輪上模數(shù)和壓力角均為標(biāo)準(zhǔn)值的圓壓力角：齒輪齒廓上的法線與速度方向之間的夾角壓力角：齒輪齒廓上的法線與速度方向之間的夾角( (銳銳角角) )機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)比較1ra1r1rf1rb1O1N1N22ra2r2rf2rb2O2a=aNrarrfrbO2a第46頁/共81

22、頁 近代齒輪加工方法很多，如切制法、鑄造法、熱扎法、沖壓法、電加工法等近代齒輪加工方法很多，如切制法、鑄造法、熱扎法、沖壓法、電加工法等 但從加工原理的角度看，可將齒輪加工方法歸為兩大類：但從加工原理的角度看，可將齒輪加工方法歸為兩大類： 仿形法仿形法 銑削法銑削法實際加工實際加工 拉削法拉削法實際加工實際加工 范成法范成法 插齒法插齒法實際加工實際加工 滾齒法滾齒法實際加工實際加工機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)第47頁/共81頁 盤銑刀盤銑刀 指狀銑刀指狀銑刀機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)NoImage 仿形銑刀仿形銑刀( (盤盤/ /指指):):刀齒與齒輪刀齒與齒輪齒槽同齒槽同-旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)+ +直移直移 齒

23、輪毛坯齒輪毛坯: : 間歇旋轉(zhuǎn)間歇旋轉(zhuǎn)仿形法仿形法進(jìn)給進(jìn)給分度切削進(jìn)給空回切削空回分度第48頁/共81頁 刀齒形狀與齒輪齒槽形狀相刀齒形狀與齒輪齒槽形狀相同同 優(yōu)點優(yōu)點: :普通銑床加工普通銑床加工問題問題: : 精度低精度低 分度誤差分度誤差 刀具齒形誤差刀具齒形誤差 db= =dcoscos= =mzcoscos決定齒決定齒形形( (z的函數(shù)的函數(shù)), ), 刀具量大刀具量大工程處理工程處理: :同同m m和和的刀具只有的刀具只有8 8把把機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)NoImage 生產(chǎn)率低生產(chǎn)率低 空回行程空回行程 分度分度, , 夾緊等輔助工作夾緊等輔助工作時間長時間長應(yīng)用應(yīng)用: :修配和小

24、批量生產(chǎn)修配和小批量生產(chǎn)仿形法仿形法加工特點加工特點8把一組各號銑刀切制齒輪齒數(shù)范圍刀號齒數(shù)123456781213 1416 1720 2125 2634 3554 55134135第49頁/共81頁機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)范成法范成法 (展成法、包絡(luò)法展成法、包絡(luò)法)加工齒輪原理加工齒輪原理1) 范成運動范成運動 兩輪分度圓相切兩輪分度圓相切 以以 i12 = 1/ 2 = z2 /z1 傳動傳動2) 切削運動切削運動 齒輪插刀沿輪坯軸線方向作齒輪插刀沿輪坯軸線方向作往復(fù)運動，以切除材料往復(fù)運動，以切除材料 相同的相同的 m、a a , 只要用一把只要用一把刀具刀具, 通過調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)i12

25、 , 就可以加就可以加工不同齒數(shù)的齒輪工不同齒數(shù)的齒輪12O112O2 輪坯2 又稱展成法、包絡(luò)法又稱展成法、包絡(luò)法 刀具刀具: 齒輪齒輪(條條)插刀插刀, 滾刀滾刀-往復(fù)直線移動往復(fù)直線移動+嚙合式旋嚙合式旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/往復(fù)直線移動往復(fù)直線移動 齒輪毛坯齒輪毛坯: 嚙合式旋轉(zhuǎn)嚙合式旋轉(zhuǎn)第50頁/共81頁動畫動畫機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)NoImage 優(yōu)點：優(yōu)點：同一把刀具可加同一把刀具可加工出工出m,a a相同而齒數(shù)不相同而齒數(shù)不同的所有齒輪。不僅可同的所有齒輪。不僅可加工外齒輪，而且可加加工外齒輪，而且可加工內(nèi)齒輪工內(nèi)齒輪 缺點：缺點：加工不連續(xù)，生加工不連續(xù)，生產(chǎn)效率低產(chǎn)效率低范成法范成法齒輪插

26、齒齒輪插齒讓刀運動范成切削運動空回運動復(fù)位0范成運動i=0/=z/z0第51頁/共81頁 動畫動畫機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu) 優(yōu)點：優(yōu)點：同一把同一把刀具可加工出刀具可加工出m,a相同而齒相同而齒數(shù)不同的所有數(shù)不同的所有齒輪齒輪 缺點：缺點：不能加不能加工內(nèi)齒輪。加工內(nèi)齒輪。加工不連續(xù)，生工不連續(xù)，生產(chǎn)效率低產(chǎn)效率低范成法范成法齒條插齒齒條插齒切削空回v范成讓刀 復(fù)位v=d/2= mz/2第52頁/共81頁動畫動畫機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu) 優(yōu)點：優(yōu)點：同一把刀具可加工出同一把刀具可加工出m,a相同而齒數(shù)不同的所有相同而齒數(shù)不同的所有齒輪。加工連續(xù)，生產(chǎn)效率高齒輪。加工連續(xù)，生產(chǎn)效率高 缺點：缺點：不

27、能加工內(nèi)齒輪不能加工內(nèi)齒輪范成法范成法齒輪滾齒齒輪滾齒第53頁/共81頁 刀具刀具: 齒輪齒輪(條條)插刀插刀,滾刀滾刀-往復(fù)直線移動往復(fù)直線移動+嚙合式旋轉(zhuǎn)嚙合式旋轉(zhuǎn)/往復(fù)直線移動往復(fù)直線移動 齒輪毛坯齒輪毛坯: 嚙合式旋轉(zhuǎn)嚙合式旋轉(zhuǎn) 特點特點: 需專門機(jī)床需專門機(jī)床,效率較高效率較高,精度可高精度可高,批量生產(chǎn)批量生產(chǎn)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu) 范成圖樣范成圖樣范成法范成法特點特點第54頁/共81頁一、根切、最小齒數(shù)二、產(chǎn)生根切的原因三、避免根切的措施機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)第55頁/共81頁1 根切根切 切削刀具的齒頂就會切去切削刀具的齒頂就會切去輪齒根部的一部分，這種輪齒根部的一部分，這種現(xiàn)

28、象稱為現(xiàn)象稱為根切根切機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)NoImage2 根切的影響根切的影響 降低輪齒抗彎強(qiáng)度降低輪齒抗彎強(qiáng)度 降低輪齒抗彎強(qiáng)度降降低輪齒抗彎強(qiáng)度降低齒輪傳動重合度低齒輪傳動重合度 降低輪齒抗彎強(qiáng)度降降低輪齒抗彎強(qiáng)度降低齒輪傳動重合度部低齒輪傳動重合度部分失去漸開線齒輪傳分失去漸開線齒輪傳動特性動特性一、漸開線齒廓的根切一、漸開線齒廓的根切sehahfc*m分度園分度線分度圓基圓第56頁/共81頁 實際嚙合線段：實際嚙合線段：B1B2 嚙合極限點嚙合極限點N1 刀具頂線不超過嚙合極刀具頂線不超過嚙合極限點限點N1，則切制出漸開，則切制出漸開線，不產(chǎn)生根切線，不產(chǎn)生根切 刀具頂線經(jīng)過嚙合極

29、限刀具頂線經(jīng)過嚙合極限點點N1，則切制出的漸開，則切制出的漸開線從基圓開始線從基圓開始 刀具頂線超過嚙合極限刀具頂線超過嚙合極限點點N1，則在根部將已切，則在根部將已切制出的漸開線切去，形制出的漸開線切去，形成根切成根切機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)NoImage 結(jié)論：結(jié)論： 刀具頂線超過嚙合極限點刀具頂線超過嚙合極限點N1，(PB刀刀PN1)即發(fā)生根切即發(fā)生根切二、產(chǎn)生根切的原因二、產(chǎn)生根切的原因V刀=r刀具節(jié)線rrbraO1PB1N1B2B2根切第57頁/共81頁1 加大齒輪半徑加大齒輪半徑, 使使PN1 PB刀刀 其它參數(shù)同刀具且標(biāo)準(zhǔn)其它參數(shù)同刀具且標(biāo)準(zhǔn), 只能增加只能增加齒數(shù)齒數(shù)z機(jī)械設(shè)計基

30、礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu) 標(biāo)準(zhǔn)齒輪無根切最少齒數(shù)標(biāo)準(zhǔn)齒輪無根切最少齒數(shù)三、避免根切的措施三、避免根切的措施2/ )sin(sin1a aa amzrPN a asin/*mhPBa 刀刀a a2*sin/2ahz a a2*minsin/2ahz v當(dāng)ha*=1.0, a=200時, zmin= 172 變位: 加大刀具與齒輪中心距離，使刀具齒頂線低于N1v變位量： xm，變位系數(shù)xv正變位齒輪：xm0axmaO1rrbN1B刀rbN1O1Ph*amB刀第58頁/共81頁一、齒廓曲面的形成二、主要參數(shù)和幾何尺寸三、斜齒輪的嚙合傳動四、斜齒輪傳動的特點機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)第59頁/共81頁一、齒廓曲面的形

31、成和嚙合特點一、齒廓曲面的形成和嚙合特點機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu) 直齒輪齒廓曲面的形成直齒輪齒廓曲面的形成 斜齒輪齒廓曲面的形斜齒輪齒廓曲面的形成成rbBAAKK發(fā)生面rbBAAK發(fā)生面b 發(fā)生面K?端面齒形1 齒廓曲面的形成齒廓曲面的形成 共性共性: 發(fā)生面在基圓柱上作純滾動發(fā)生面在基圓柱上作純滾動 不同：不同：(直齒輪直齒輪)直線直線KK與母線平行與母線平行漸開線面漸開線面 (斜齒輪斜齒輪)直線直線KK與母線成與母線成 b角角漸開線螺旋面漸開線螺旋面漸開線第60頁/共81頁2 斜齒輪嚙合特點斜齒輪嚙合特點機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu) 斜齒輪斜齒輪齒齒 分分左旋、右旋左旋、右旋 直齒輪齒直齒輪齒漸開

32、線螺旋面1KK嚙合面2齒面接觸線b第61頁/共81頁嚙合特點嚙合特點機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)斜齒輪斜齒輪： 齒面接觸線為斜線齒面接觸線為斜線 逐漸進(jìn)入逐漸進(jìn)入/ /脫離嚙合脫離嚙合( (加載加載/ /卸載卸載) ) 傳動平穩(wěn)，沖擊，振動，噪音傳動平穩(wěn)，沖擊，振動，噪音小小直齒輪：直齒輪： 齒面接觸線與齒向齒面接觸線與齒向( (軸線軸線) )平行平行 突然進(jìn)入突然進(jìn)入/ /脫離嚙合脫離嚙合( (加載加載/ /卸載卸載) ) 傳動平穩(wěn)性差，沖擊，振動，傳動平穩(wěn)性差，沖擊，振動，噪音大噪音大直齒圓柱齒輪齒面接觸線斜齒圓柱齒輪第62頁/共81頁二、主要參數(shù)和幾何尺寸二、主要參數(shù)和幾何尺寸機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒

33、輪機(jī)構(gòu) 端、法面參數(shù)不同！端、法面參數(shù)不同！ 標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)在法面上，端面表達(dá)尺寸簡潔、明了！標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)在法面上，端面表達(dá)尺寸簡潔、明了！ 法面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，將其換算至端面上，在端面上計算斜齒輪的幾何尺寸法面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，將其換算至端面上，在端面上計算斜齒輪的幾何尺寸問題討論：問題討論：? 端面齒形與齒向法面齒形端面齒形與齒向法面齒形 ? 加工過程刀具與輪齒的相對位置與進(jìn)刀方向加工過程刀具與輪齒的相對位置與進(jìn)刀方向? 標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)所在平面標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)所在平面 ? 端、法面哪個面上表達(dá)尺寸更為簡潔、明了端、法面哪個面上表達(dá)尺寸更為簡潔、明了第63頁/共81頁 端面參數(shù)端面參數(shù)(t)、法面參數(shù)、法面參數(shù)(n)

34、 端面齒距端面齒距pt與法面齒距與法面齒距pn關(guān)系關(guān)系機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu) mt= mn/cos 1 法面模數(shù)法面模數(shù) mn與端面模數(shù)與端面模數(shù) mt分度圓柱Bptpn ddcoscosttnnmpmp展 開第64頁/共81頁 端面參數(shù)端面參數(shù)(t)、法面參數(shù)、法面參數(shù)(n) 端面端面壓力角壓力角a at與法面壓與法面壓力角力角a an關(guān)系關(guān)系機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu) tana at= tana an/cos 2 法面壓力角法面壓力角n與端面壓力角與端面壓力角tabanacbattanbacan a atanbaact a aabab cos acac第65頁/共81頁分度圓直徑分度圓直徑d：

35、?d=mtz=zmn/cos 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu) 中心距中心距a ：? a=(d1+d2)/2=mn(z1+z2)/2cos 其余見其余見p207207表表88883 其它幾何尺寸其它幾何尺寸Bptpn dd第66頁/共81頁三、斜齒輪的嚙合傳動三、斜齒輪的嚙合傳動機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)1 正確嚙合條件2 重合度3 當(dāng)量齒輪與當(dāng)量齒數(shù)4 小結(jié)第67頁/共81頁1 正確嚙合條件正確嚙合條件機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)螺旋線旋向判別：螺旋線旋向判別： 將齒輪軸線垂直，螺旋線右邊高將齒輪軸線垂直，螺旋線右邊高右旋右旋 螺旋線左邊高螺旋線左邊高左旋左旋 mn1= mn2、 a an1= a an2 （

36、mt1= mt2 、 a at1= a at2 ） 外嚙合：外嚙合： 1 = 2 內(nèi)嚙合：內(nèi)嚙合： 1 = 2左旋右旋第68頁/共81頁 直齒輪傳動：直齒輪傳動：機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu) 斜齒輪傳動斜齒輪傳動：2 斜齒輪傳動的重合度斜齒輪傳動的重合度BBbLLB1B1B2B2pLpLt a a tpL 軸面重合度端面重合度nmB sin btbpBtg a a 實際嚙合區(qū)實際嚙合區(qū)第69頁/共81頁問題討論問題討論：? 仿形法加工斜齒輪如何確定刀號仿形法加工斜齒輪如何確定刀號 ? 范成法加工斜齒輪，無根切最少齒數(shù)如何確范成法加工斜齒輪，無根切最少齒數(shù)如何確定定 ? 與法面齒形相當(dāng)?shù)闹饼X輪是什么樣

37、的齒輪與法面齒形相當(dāng)?shù)闹饼X輪是什么樣的齒輪 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu) 法面齒形與刀具齒形相同，仿形法加工斜齒輪應(yīng)按法法面齒形與刀具齒形相同，仿形法加工斜齒輪應(yīng)按法面齒形確定刀號面齒形確定刀號 無根切最少齒數(shù)應(yīng)依法面齒形為依據(jù)無根切最少齒數(shù)應(yīng)依法面齒形為依據(jù) 當(dāng)量齒輪當(dāng)量齒輪 ：與斜齒輪法面齒形相當(dāng)?shù)奶摂M的直齒圓柱與斜齒輪法面齒形相當(dāng)?shù)奶摂M的直齒圓柱齒輪齒輪 當(dāng)量齒數(shù)當(dāng)量齒數(shù) zv：當(dāng)量齒輪的齒數(shù)當(dāng)量齒輪的齒數(shù)3 當(dāng)量齒輪與當(dāng)量齒數(shù)當(dāng)量齒輪與當(dāng)量齒數(shù)第70頁/共81頁橢圓：橢圓：機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu) 當(dāng)量齒輪的當(dāng)量齒數(shù)當(dāng)量齒輪的當(dāng)量齒數(shù)zv:當(dāng)量齒輪與當(dāng)量齒數(shù)當(dāng)量齒輪與當(dāng)量齒數(shù)dabC當(dāng)量齒輪C

38、模數(shù)？ cos2da 2db 22cos2dbanm2 2cosntmzm vz 3cosz 2cosnmdv當(dāng)量齒輪(數(shù))的意義:據(jù) zv 選銑刀無根切最少齒數(shù) zmin = zvmin cos3計算輪齒強(qiáng)度節(jié)點處曲率半徑第71頁/共81頁 斜齒輪的幾何參數(shù)分斜齒輪的幾何參數(shù)分端面參數(shù)端面參數(shù)(t)(t)、法面參數(shù)法面參數(shù)(n)(n) 加工斜齒輪的輪齒時，刀具沿螺旋加工斜齒輪的輪齒時，刀具沿螺旋齒槽方向切削齒槽方向切削 法面參數(shù)與刀具參數(shù)相同法面參數(shù)與刀具參數(shù)相同 定義法向模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)定義法向模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 法面參數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)法面參數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，也是斜齒輪，也是斜齒輪的強(qiáng)度計算參數(shù)的強(qiáng)度計

39、算參數(shù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu) 從斜齒輪的端面看，斜齒輪的嚙合傳動與直齒輪的從斜齒輪的端面看，斜齒輪的嚙合傳動與直齒輪的嚙合傳動一樣嚙合傳動一樣 端面參數(shù)也可以認(rèn)為是斜齒輪的幾何計算參數(shù)端面參數(shù)也可以認(rèn)為是斜齒輪的幾何計算參數(shù)4 小結(jié)小結(jié)abanacbat第72頁/共81頁四、斜齒輪傳動的特點四、斜齒輪傳動的特點機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)缺點：缺點： 工作時產(chǎn)生軸向力：工作時產(chǎn)生軸向力：螺旋角越大，軸向力越大螺旋角越大，軸向力越大 解決：解決：控制螺旋角大小、人字齒控制螺旋角大小、人字齒優(yōu)點：優(yōu)點： 嚙合性能好：嚙合性能好：輪齒進(jìn)入和脫離嚙合漸進(jìn)漸退，傳動平穩(wěn)，噪音輪齒進(jìn)入和脫離嚙合漸進(jìn)漸退，傳動平

40、穩(wěn)，噪音小小 重合度大：重合度大：相對提高齒輪承載能力，延長壽命相對提高齒輪承載能力，延長壽命 范成加工不易根切范成加工不易根切 制造成本與直齒輪同制造成本與直齒輪同F(xiàn)nFrFaFnFrFaFnFrFaFa = Ft tg人字齒輪第73頁/共81頁一、概述二、當(dāng)量齒輪及當(dāng)量齒數(shù)三、幾何參數(shù)和尺寸計算機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)第74頁/共81頁一、概述一、概述機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu) 分類：分類： 直齒圓錐齒輪直齒圓錐齒輪 斜齒圓錐齒輪斜齒圓錐齒輪 曲齒圓錐齒輪曲齒圓錐齒輪應(yīng)用：應(yīng)用：傳遞交錯軸之間的運動和動力，一般傳遞交錯軸之間的運動和動力，一般 =90特點：特點：輪齒分布在圓錐面上，圓柱輪齒分布在

41、圓錐面上，圓柱 圓錐圓錐大端參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，大端參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，GB12368-90小輪常懸臂安裝，剛度低小輪常懸臂安裝，剛度低第75頁/共81頁二、當(dāng)量齒輪及當(dāng)量齒數(shù)二、當(dāng)量齒輪及當(dāng)量齒數(shù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu) 軌跡是球面上的漸軌跡是球面上的漸開線，齒廓曲面為開線，齒廓曲面為球面漸開線曲面球面漸開線曲面1 直齒圓錐齒輪齒廓的形成直齒圓錐齒輪齒廓的形成 發(fā)生面在基圓錐上純滾動發(fā)生面在基圓錐上純滾動RCOSRAB基圓錐發(fā)生圓平面漸開線！形狀？球面漸開線第76頁/共81頁2 直齒圓錐齒輪的背錐直齒圓錐齒輪的背錐 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu)背 錐rvrO1Ocosrrv第77頁/共81頁3 直齒圓錐齒輪的當(dāng)量齒

42、輪直齒圓錐齒輪的當(dāng)量齒輪機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu) 其齒數(shù)稱為當(dāng)量齒數(shù)其齒數(shù)稱為當(dāng)量齒數(shù)zV 齒形與大端齒形相近的直齒輪齒形與大端齒形相近的直齒輪 背錐背錐展開成扇形齒輪展開成扇形齒輪補(bǔ)足為完補(bǔ)足為完整的圓柱齒輪（稱為整的圓柱齒輪（稱為當(dāng)量齒輪當(dāng)量齒輪） 半徑半徑r2r112aOo1rv1rv2N1O2O1PO2N2cosrrvmrzvv2 cos2mr cosz v無根切最少齒輪數(shù)： cosminminVzz v當(dāng)量齒輪含義：同斜齒輪第78頁/共81頁三、幾何參數(shù)和尺寸計算三、幾何參數(shù)和尺寸計算機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 齒輪機(jī)構(gòu) 同直齒輪相同的尺寸：同直齒輪相同的尺寸： d = mz ha = h*am h

43、f = (h*a + c*)m 尺寸計算見表尺寸計算見表10-91 正確嚙合條件正確嚙合條件 兩個當(dāng)量齒輪的模數(shù)、壓力角分別相等，即兩圓錐齒輪大端兩個當(dāng)量齒輪的模數(shù)、壓力角分別相等，即兩圓錐齒輪大端的模數(shù)、壓力角分別相等的模數(shù)、壓力角分別相等 兩輪的錐距相等，錐頂重合兩輪的錐距相等，錐頂重合2 連續(xù)傳動條件連續(xù)傳動條件 重合度大于或等于重合度大于或等于1（當(dāng)量齒輪計算）（當(dāng)量齒輪計算）3 傳動比傳動比112121221tan1sinsin zzddnnid11df2d2da2ORBhfhaqfa22a112f2第79頁/共81頁作業(yè)習(xí)題：8-12，8-16第80頁/共81頁感謝您的觀看。第81頁/共81頁