【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 工齒數(shù)的范圍 刀號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8加工齒數(shù)范圍1213 1415 1720 2125 2534 3554 55134 135以上如圖所示為一對(duì)已知齒輪的傳動(dòng)。在給定了兩齒輪的漸開線齒廓和主動(dòng)輪角速度 ω 1后，通過兩齒廓的嚙合就可獲得從動(dòng)輪的角速度 ω 2且使 i12=ω 1/ω 2=定值。因?yàn)閮升X廓嚙合中，兩節(jié)圓作純滾動(dòng)，節(jié)圓 1在節(jié)圓 2上純滾的過程中，齒輪 1的齒廓對(duì)于齒輪 2將占據(jù)一系列相對(duì)位置，而這一系列相對(duì)位置的包絡(luò)線就是齒輪 2的齒廓，也即在兩節(jié)圓作純滾動(dòng)時(shí)，兩漸開線齒廓可看作互為包絡(luò)線。 范成法 若將齒輪 1制成刀具，即在齒輪1上磨削出刀刃，稱為 齒輪插刀 。 2為被加工齒輪的輪坯，如圖所示。由專用的插齒機(jī)床保證插刀和輪坯的相對(duì)運(yùn)動(dòng)與一對(duì)相當(dāng)?shù)凝X輪傳動(dòng)一樣，再加上齒輪插刀沿輪坯軸線方向的切削運(yùn)動(dòng)，這樣插刀刀刃在輪坯上占據(jù)的一系列相對(duì)位置就可以切出所需的漸開線齒廓來。 用范成法加工齒輪時(shí)，只要刀具與被切齒輪的模數(shù)和壓力角相同，不論被加工齒輪的齒數(shù)是多少，都可以用同一把刀具來加工，這給生產(chǎn)帶來了很大的方便，因此范成法得到了廣泛的應(yīng)用。 同理，漸開線齒條與齒輪可以嚙合傳動(dòng)。將齒條磨削出刀刃制成 齒條插刀 ，如圖所示，使插齒機(jī)床保證齒條插刀與輪坯的范成運(yùn)動(dòng)，即保證 v刀 =rω ，式中 v刀 為齒條插刀的移動(dòng)速度， r為被加切齒輪的分度圓半徑， ω 為輪坯的角速度。再加上齒條插刀沿輪坯軸線方向的切削運(yùn)動(dòng)，就可以切出漸開線齒輪。 由于漸開線齒條的齒廓是直線，因而齒條插刀的刀刃可以制造得比較精確，從而使被加工出來的漸開線齒廓也就比較準(zhǔn)確。但是齒條插刀的長(zhǎng)度是有限的，當(dāng)被加工齒輪的齒數(shù)多于齒條刀齒數(shù)時(shí)，切削加工就不連續(xù)，得重新調(diào)整齒條插刀與輪坯的相對(duì)位置。 為了解決因齒條插刀有限長(zhǎng)而帶來加工中的問題，在生產(chǎn)中普遍采用 齒輪滾刀 來加工齒輪，該專用機(jī)床稱為 滾齒機(jī) 。齒輪滾刀的形狀象一個(gè)螺旋，如圖所示。 滾刀在輪坯端面上的投影為一漸開線齒條，滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)一齒條刀作連續(xù)的移動(dòng)。這樣用齒輪滾刀加工齒輪生產(chǎn)過程就連續(xù)了。加工過程中，除了滾刀與輪坯相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)外，滾刀沿輪坯軸線方向還作送進(jìn)運(yùn)動(dòng)，以便切出整個(gè)齒長(zhǎng)。 用齒條型刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪 ? 齒條插刀的 分度線 （中線）與被加工的齒輪的分度圓 相切并作純滾動(dòng)時(shí)，刀具移動(dòng)的線速度等于輪坯分度圓的線速度時(shí)， v=ωr ， 加工出齒輪的分度圓壓力角等于刀具的齒形角，分度圓齒厚等于刀具分度線上的齒槽寬，齒頂高為 ha* m ，齒根高為hf =（ ha* + c*） m，這種齒輪既為 標(biāo)準(zhǔn)齒輪。 齒條刀中線與齒輪坯分度圓相切純滾動(dòng)。這樣切出輪必為標(biāo)準(zhǔn)齒輪： C*m 刀頂線刀根線齒頂線C*mham*ham* 分度線（中線）S=e*ha=ham*hf =(ha+c*)mp分度圓ham(ha+c*)m**s(ha??m中線+c)m*** (ha+c)m*2?m標(biāo)準(zhǔn)齒輪的切制標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具的齒廓外形與普通齒條相似，所不同的是它的頂部比普通齒條增高 c*m部分，并以半徑為 ρ 的圓角同直線部分連接。這增高部分是用來切出被加工齒輪的根圓及靠近根圓的一段非漸開線齒廓并保證齒輪傳動(dòng)時(shí)徑向間隙的。 齒廓根切 —— 用范成法切制齒輪時(shí)，有時(shí)刀具會(huì)把輪齒根部已切制好的漸開線齒廓再切去一部分，這種現(xiàn)象稱為齒廓根切。產(chǎn)生根切的原因 當(dāng)?shù)毒啐X頂線與嚙合線的交點(diǎn)超過嚙合極限點(diǎn) N之外，便將根部已切制出的漸開線齒廓再切去一部分。齒輪根切現(xiàn)象rrb0pB1齒頂線 B2刀 刃 ⅡN節(jié)線二 . 根切現(xiàn)象及產(chǎn)生原因 圖示刀具頂線恰好通過 嚙合極限點(diǎn) N。當(dāng)?shù)毒叩竭_(dá)位置 2時(shí)，切削過程全部結(jié)束，輪齒基圓外的漸開線已全部切出 。 繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，刀具和輪齒脫離，這樣切制出的輪齒不會(huì)產(chǎn)生根切 如果刀具的齒頂高增大，齒頂線超過嚙合極限點(diǎn) N ,則刀具到達(dá)位置 2時(shí)，輪齒基圓外的漸開線已全部切出 ， 但整個(gè)切削過程并未結(jié)束，隨著范成運(yùn)動(dòng)的繼續(xù)，刀具還將繼續(xù)切削 當(dāng)?shù)毒叩竭_(dá)某位置（如位置 3）時(shí)，輪坯轉(zhuǎn)過 φ 角， N點(diǎn)轉(zhuǎn)至 N180。點(diǎn)位置，刀具與漸開線齒廓相交。這表明刀刃將已經(jīng)切制好的一部分漸開線齒廓又切去了，從而產(chǎn)生根切。由此可知， 當(dāng)?shù)毒叩凝X頂線超過嚙合極限點(diǎn) N，被切齒輪將產(chǎn)生根切 。 標(biāo)準(zhǔn)齒輪無根切的最少齒數(shù) N 點(diǎn)是嚙合線與齒輪基圓的切點(diǎn)，當(dāng)嚙合線方位角確定后， N點(diǎn)的位置決定于基圓半徑 rb的大小。 圖是齒條型刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪的情況 ,刀具中心線與分度圓相切（切點(diǎn)即為節(jié)點(diǎn) c）純滾，齒條頂線恰好通過嚙合極限點(diǎn) N。 如果基圓半徑增大， ， N點(diǎn)沿嚙合線上移，加工不會(huì)產(chǎn)生根切。 如果基圓半徑減小， N點(diǎn)沿嚙合線下移，刀具頂線超過嚙合極限點(diǎn) N，加工會(huì)出現(xiàn)根切。 所以圖示 rb是不產(chǎn)生根切的最小基圓半徑， 因?yàn)楸磺旋X輪的 m和 α 與刀具相同，所以基圓半徑的大小取決于齒數(shù) z，與不產(chǎn)生根切的基圓半徑相對(duì)應(yīng)的齒數(shù)稱為標(biāo)準(zhǔn)齒輪無根切的 最少齒數(shù) ，用 zmin表示，其數(shù)值不難從圖中的幾何關(guān)系導(dǎo)出。 要求無根切，則應(yīng)滿足 而 由此得 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具，當(dāng) 167。5—7 變位齒輪傳動(dòng)概述 標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的局限性 :傳動(dòng)結(jié)構(gòu)不緊湊。齒數(shù)不能少于 Zmin=2h*a/sin2α不適用于實(shí)際中心距 a’不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距的場(chǎng)合。當(dāng) a’＜ a時(shí)無法安裝，當(dāng) a’＞ a時(shí)會(huì)產(chǎn)生過大的間隙，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性。不能滿足等強(qiáng)度要求。 小齒輪齒根厚度小，嚙合次數(shù)多，故強(qiáng)度低，先損壞。為了改善齒輪傳動(dòng)性能，出現(xiàn)了變位齒輪。一、變位齒輪的概念 如圖所示為一標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具加工一個(gè) z17的標(biāo)準(zhǔn)齒輪。由于刀具頂線超過嚙合極限點(diǎn) N，因此加工出的漸開線齒廓出現(xiàn)根切。 因?yàn)榈毒叱叽缡菢?biāo)準(zhǔn)的，故刀具頂線距中線為齒頂高是不變的，而當(dāng)z確定后，齒輪上 N點(diǎn)的位置也是不變的。這樣僅僅由刀具改變一個(gè)位置而加工出來的齒輪稱為變位齒輪 唯一的辦法是將刀具相對(duì)輪坯中心 o變一個(gè)位置使頂線不超過 N點(diǎn)，這樣加工出來的齒廓就不會(huì)產(chǎn)生根切了。 二、變位系數(shù)圖中刀具相對(duì)被加工齒輪移動(dòng)的距離用 xm表示，稱為變位量，x稱為變位系數(shù)。 m為模數(shù)。 此時(shí)刀具齒頂線正好通過 N1點(diǎn)，變位量是為避免根切的最小量，此時(shí)的變位系數(shù)為最小變位系數(shù)。用 xmin表示。由圖知，為避免根切，必須滿足而 B’2m=PN1sinα=O1Psin2α代入上式可得 ：由 得代入上式得mh*amxminm≤B’2m由上式可知 ,當(dāng) z＜ zmin時(shí)， x為正值，刀具頂線超過嚙合極限點(diǎn) N，為避免根切，刀具向遠(yuǎn)離齒坯方向移動(dòng)，這樣加工出來的齒輪為 正變位齒輪 。當(dāng) z＞ zmin時(shí)， x為負(fù)值，刀具頂線在 N點(diǎn)以下，刀具向靠近齒坯方向移動(dòng)一定距離也不會(huì)發(fā)生根切，這樣加工出來的齒輪為 負(fù)變位齒輪 。 由變位齒輪加工過程得知，變位齒輪的五個(gè)基本參數(shù)同標(biāo)準(zhǔn)齒輪一樣，沒有變化。由此還可知變位齒輪的分度圓半徑和基圓半徑也沒有變化，也即齒廓的漸開線形狀也沒變化。 用同一把齒條刀切出齒數(shù)相同的標(biāo)準(zhǔn)齒輪、正變位齒輪及負(fù)變位齒輪的輪齒，它們的齒廓是相同基圓上的漸開線 (齒形一樣 )，只是取漸開線的不同部位作為齒廓 。 負(fù)變位齒輪正變位齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪分度圓分度圓 分度圓節(jié)線 節(jié)線節(jié)線 xm齒條刀中線相對(duì)于被切齒輪分度圓可能有三種情況(中線 ) 中線中線中線 xm(中線 )(中線 )(中線 )徑向變位量X—— 徑向變位系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)齒輪 x=0 正變位齒輪x0負(fù)變位齒輪x0齒頂高 ha= ham ，齒根高 hf = (ha +c*)m。齒厚 s等 于齒槽寬 e,**齒頂高 ha ham ，齒根高 hf (ha +c*)m。齒厚 s大于齒槽寬 e,** *S e , ha ham , hf (ha+c*)m。*變位齒輪的切制三、變位齒輪幾何尺寸 變位齒輪的模數(shù) m、齒數(shù) z、分度圓壓力角 a、基圓半徑 rb都不變，而齒厚 s、齒槽距 e、齒根圓半徑 rf、齒頂圓半徑 ra變化 由圖上小三角形 △IJK 中幾何關(guān)系不難得到分度圓上齒厚和齒槽距分別為此外，由于刀具遠(yuǎn)離輪坯中心，被切齒輪的根圓半徑增大了一個(gè)變位量 xm，所以 rf=r hf*m+xm顯然，齒頂圓半徑 ra也變了， ra=r+ha*m+xm。 (不考慮頂隙 ) 變位齒輪傳動(dòng)的中心距 a39。 及中心距變動(dòng)系數(shù) yy— 分度圓分離系數(shù) ：時(shí) y0時(shí) y0當(dāng)式中o1a39。r2r1o2ym兩分度圓分離 ；兩分度圓相割。變位齒輪的中心距由得 : a’’=r1+(ha*+x1)m+c*m+r2(ha*+c*x2)m=a+(x1+x2)m可以證明 ,x1+x2y,既 a’’a’工程上 ,兩輪按無側(cè)隙中心距 a’安裝 ,而將兩輪齒頂高各減短 Δ