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機械原理第五章54,5,(編輯修改稿)

2025-05-26 12:10 本頁面
 

【文章內容簡介】 ?167。 漸開線齒輪的加工原理 近代齒輪的加工方法有很多,有鑄造法、熱軋法、沖壓法、模鍛法、粉末冶金法和 切削加工法 。 最常用的是切削加工法,分為仿形法和范成法(展成法)。 ? 仿形法 特點 ? 范成法 特點 ( 1)刀刃的形狀與被切齒槽的形狀相同; ( 2)刀具為盤形銑刀和指狀銑刀; ( 3)加工精度低; ( 4)生產(chǎn)效率低,不宜于大批量生產(chǎn)。 ( 1)亦稱為包絡法或展成法; ( 2)利用一對齒輪嚙合傳動時,兩輪的齒廓曲線互為包絡線的原理來加工齒廓的。 ( 3)常用的刀具為齒條型和齒輪型刀具。 167。 漸開線齒輪的加工原理 一、 仿形法 二、 范成法 三、 標準齒條型刀具 四 、 標準齒條型刀具加工標準齒輪 五、 漸開線齒廓的根切及最少齒數(shù) 167。 漸開線齒輪的加工原理 ? 盤形銑刀 ? 指狀銑刀 ? 拉刀 仿形法: 利用與齒輪齒槽形狀相同的刀具,將輪坯 的齒槽部分切去而形成輪齒的方法。 有三種類型的刀具: 拉刀 一、仿形法 Form Cutting 一、仿形法 盤形銑刀 指狀銑刀(端銑刀 ) End milling cutter 拉刀 (broach) 仿形法的特點 當齒輪的齒數(shù)或模數(shù)改變時,齒輪的基圓隨之改變,漸開線的形狀也就發(fā)生變化。 要銑出正確的齒形,就要求在同一模數(shù)下,對于每一種齒數(shù)應有一把銑刀。這樣要求,將使銑刀的數(shù)量太多,實際上是不可能的。 同一模數(shù)的銑刀,通常有 8把。每把銑刀可銑一定齒數(shù)范圍的齒輪。 具體規(guī)定如下表: 刀號 1 2 3 4 5 6 7 8 加工齒數(shù)的范圍 12~13 14~16 17~20 21~25 26~ 34 35~ 54 55~ 134 135以上 rb=rcos?=(mz/2)cos? 優(yōu)點: 可在普通銑床上加工 , 不需專用機床 。 缺點: 1) 因加工好一個齒槽后要轉過一個角度 , 故生產(chǎn)效率較低 。 2) 因銑刀數(shù)量有限 , 故加工出來的齒輪精 度較低 。 仿形法的特點 是應用包絡原理來加工齒輪齒廓的一種方法。 包絡原理: 凡是滿足齒廓嚙合基本定律的一對齒輪的齒廓稱為共軛齒廓。一對齒輪的共軛齒廓是互為包絡線的。 如果把其中一個齒輪(或齒條)做成刀具,就可切出與它共軛的漸開線齒廓。 有三種刀具: 二、范成法 Generating Cutting 二、范成法 ? 齒條插 刀 ? 齒輪滾刀 ? 齒輪插 刀 Fi g . 6 2 2Fi g . 6 2 2齒輪插刀 在插齒機床上安裝插刀和輪坯, 刀刃在輪坯上留下連續(xù)的刀刃廓線族(即切痕),其包絡線即為被加工齒輪的齒廓。當插刀刀刃齒廓是漸開線時,加工出來齒輪的齒廓也一定是漸開線。 zzi ????刀 坯刀坯 齒輪插刀的形狀與齒輪形狀基本相同,齒廓曲線是漸開線,只是刀具頂部比正常齒高出 c*m,以便切出頂隙部分。 齒輪插刀加工外齒輪過程 齒輪插刀加工內齒輪過程 齒輪插刀加工齒輪的運動 插刀和輪坯按恒定傳動比緩慢 運動,是加工齒輪的主運動。 Cutting motion 為了形成齒槽 ,并將齒槽部分的材料切去 ,插刀需沿輪坯軸線方向作往復運動 . Feed motion 為了切出全齒高 ,插刀向輪坯方向作進給運動 . Retreat motion 為了防止插刀向上退刀時與輪坯發(fā)生摩擦損傷已切好的齒面等原因 ,所以在插刀退刀時 ,輪坯需沿徑向讓開一小段距離 ,在插刀向下切削時 ,輪坯又恢復到原來的位置 . F ig . 6 2 3范成運動:相當于齒輪齒條的嚙合。 齒輪的漸開線齒廓和齒條的直線齒廓是共軛齒廓,它們互為包絡。所以當?shù)度旋X廓為直線時,切制出來的齒輪齒廓定是漸開線。 齒條插刀 rackshaped shaper cutter 齒條插刀的形狀與齒條形狀基本相同,齒條的齒廓為一直線,只是刀具頂部比正常齒條高出 c*m,以便切出頂隙部分。 根據(jù)正確嚙合條件,被切齒輪的模數(shù)和壓力角與插刀的模數(shù)和壓力角相等,故用同一把插刀切出的齒輪都能正確嚙合。 齒輪滾刀 滾刀的形狀像一螺旋,它的齒廓在水平面上的投影為一齒條。 用齒輪滾刀滾切直齒時, 滾刀的軸線與輪坯端面之間的夾角應等于滾刀的螺紋升角 ,這樣滾刀螺紋的切線方向(或者說刀齒螺旋線方向)恰與輪坯的齒向相同,滾刀在輪坯端面上的投影為一齒條。 齒輪滾刀 范成運動:滾刀和輪坯分別繞自己的軸線轉動。 滾刀的連續(xù)轉動,相當于一根無限長的齒條在作連續(xù)移動,而轉動的輪坯則成為與其嚙合的齒輪。 齒輪滾刀在轉動的同時,還需沿輪坯軸線方向作移動。 齒輪滾刀 滾刀的轉動提供切削運動,等價于齒條型切刀的連續(xù)移動。 分析三種刀具的優(yōu)缺點: 1. 齒輪插刀加工齒輪 切削是不連續(xù)的,生產(chǎn)率較低,但可加工內齒輪。 2. 齒條插刀加工齒輪 切削是不連續(xù)的,生產(chǎn)率較低。 3. 齒輪滾刀加工齒輪 切削是連續(xù)的,生產(chǎn)率較高,適用于大批量生產(chǎn)。 用范成法加工齒輪時,只要刀具和被加工齒輪的模數(shù)、壓力角相同,則不管被加工齒輪齒數(shù)的多少,都可用同一把刀具加工出來。 ha*mc2*mmmah*== *cm*hamah*m*cππ2mπ2mπ2mαρρρ=20176。=20176。αdedendum linededendum linereference lineaddendum linecutter tip linereference lineaddendum lineha*mc2*mmmah*== *cm*hamah*m*cππ2mπ2mπ2mαρρρ=20176。=20176。αdedendum linededendum linereference lineaddendum linecutter tip linereference lineaddendum line三、標準齒條型刀具 三、標準齒條型刀具 ha*mc2*mmmah*==*cm*hamah*m*cππ2mπ2mπ2mαρρρ=20176。=20176。αdedendum linededendum linereference lineaddendum linecutter tip linereference lineaddendum lineOOBB1212PKN2N1ωωααα139。39。a 22m*CC 頂刃線 c*m大于齒頂線,目的是為切削齒輪根部的輪廓以提供頂隙。 rrN2∞r(nóng)mah*a1*c m1B1==139。ω 1Nf1r2PVrb1α α=39。=1 頂刃線 c*m大于齒頂線,目的是為切削齒輪根部的輪廓以提供頂隙。 使用標準齒條形刀具加工標準齒輪時,采用的是范成法。 四 、 標準齒條型刀具加工標準齒輪 四 、 標準齒條型刀具加工標準齒輪 ha*mc2*mmmah*==*cm*hamah*m*cππ2mπ2mπ2mαρρρ=20176。=20176。αdedendum linededendum linereference lineaddendum linecutter tip linereference lineaddendum linereference l in ereference ci rc lepitch l in ebase cir cleO 1P GN 1m2KIJxmxmta n*mha xmπααπm2αpitc h ci rcle = 不論是否是標準齒輪,切制齒輪時,刀具和坯料之間的線速度滿足 : 211 vr ??1rr a1PVmah*α α39。==ω 11==1r 39。2b1r1N∞2N 當切制標準齒輪時,刀具的分度線應與齒輪的分度圓相切。刀具的分度線與齒輪的分度圓作純滾動。 齒輪分度圓上的 m、 ?、 p、 s 和 e與刀具分度線上的這些值分別相等。 **11 ()far r h c m? ? ?rrN 2 ∞r(nóng)mah*a1*c m1B1==139。ω 1Nf1r2PVrb1α α=39。 =1 當?shù)毒叩?s2和 e2在分度線上相等時,所切削的齒輪有 : s = e = p/2 = ?m/2。 齒輪的齒根圓被刀具的齒頂線切削。 rrN2∞r(nóng)mah*a1*cm1B1==139。ω 1Nf1r2PVrb1α α=39。 =1 齒輪的齒頂圓在車床上被切削,而不是被齒輪刀具切削。 基圓 漸開線齒廓的根切現(xiàn)象: 用范成法加工齒廓時,有時會發(fā)現(xiàn)刀具的齒頂部分把被加工齒輪齒根部分已經(jīng)切削出來的漸開線齒廓切去一部分,這種現(xiàn)象稱為根切現(xiàn)象。 根切造成的不良影響: 1) 由于齒根部分嚴重削弱,使輪齒的彎曲強度大大減弱; 2) 當根切侵入漸開線齒廓工作段時,使 ??下降,嚴重時會使 ??< 1,影響傳動的平穩(wěn)性,破壞定傳動比傳動,故應力求避免根切。 五、 漸開線齒廓的根切及最少齒數(shù) 五、 漸開線齒廓的根切及最少齒數(shù) 產(chǎn)生根切的原因 以齒條刀具為例討論根切現(xiàn)象發(fā)生的原因: 齒條刀具的中線與被切齒輪的分度圓切于節(jié)點 P。 刀具齒頂線 MM’與嚙合線的交點 B2已經(jīng)超過了被切齒輪的極限點 N。 B1-被切齒輪齒頂圓與嚙合線的交點。 當?shù)毒啐X廓從 B1點 → 通過點 N的位置 l 時,刀具齒廓 NF段切出輪坯漸開線齒廓的 NE段。這段
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