齿轮加工与变位齿轮-()课件.ppt

1、第第4 4章章 齿轮机构齿轮机构4.1 4.1 齿轮机构概述齿轮机构概述4.2 4.2 齿轮齿廓设计齿轮齿廓设计4.3 4.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮渐开线标准直齿圆柱齿轮 4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮4.5 4.5 渐开线直齿圆柱齿轮的运动设计渐开线直齿圆柱齿轮的运动设计4.6 4.6 渐开线斜齿圆柱齿轮的运动设计渐开线斜齿圆柱齿轮的运动设计4.7 4.7 蜗轮蜗杆机构蜗轮蜗杆机构4.8 4.8 圆锥齿轮机构圆锥齿轮机构4.9 4.9 非圆齿轮机构非圆齿轮机构4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮1.1.渐开线齿轮加工方法

2、概述渐开线齿轮加工方法概述2.2.用范成法切制齿轮的基本原理用范成法切制齿轮的基本原理3.3.用标准齿条刀加工齿轮用标准齿条刀加工齿轮4.4.渐开线齿廓的根切渐开线齿廓的根切齿轮加齿轮加工方法工方法仿形法仿形法范成法范成法( (展成法展成法共轭法共轭法包络法包络法) )盘铣刀盘铣刀指状铣刀指状铣刀插齿插齿滚齿滚齿剃齿剃齿磨齿磨齿铸造法铸造法热轧法热轧法冲压法冲压法模锻法模锻法粉末冶金法粉末冶金法切制法切制法铣削铣削拉削拉削产生齿形误差和分度误差，产生齿形误差和分度误差，精度较低，加工不连续，生精度较低，加工不连续，生产效率低。适于单件生产。产效率低。适于单件生产。一种模数只需要一把刀具一种模数

3、只需要一把刀具连续切削，生产效率高，连续切削，生产效率高，精度高，用于批量生产。精度高，用于批量生产。1.1.渐开线齿轮加工方法概述渐开线齿轮加工方法概述4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮仿形法切齿仿形法切齿拉刀拉齿拉刀拉齿 拉刀拉齿主要用于拉削内齿轮，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。它适用于批量生产的情况。冲压齿轮冲压齿轮 冲头的形状与完整的齿轮或完整冲头的形状与完整的齿轮或完整的齿槽形状相同，它可以冲压出外齿的

4、齿槽形状相同，它可以冲压出外齿轮，也可以冲压出内齿轮。它适用于轮，也可以冲压出内齿轮。它适用于批量生产。批量生产。1.1.渐开线齿轮加工方法概述渐开线齿轮加工方法概述4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮运动：运动：刀具旋转，轮坯刀具旋转，轮坯轴向移动，轮坯分度轴向移动，轮坯分度特点：特点：切削不连续，生切削不连续，生产效率低；加工精度低。产效率低；加工精度低。适于修配和小批量生产适于修配和小批量生产仿形法切齿仿形法切齿铣齿铣齿 盘形铣刀盘形铣刀1.1.渐开线齿轮加工方法概述渐开线齿轮加工方法概述4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮

5、运动：运动：刀具旋转，轮坯轴刀具旋转，轮坯轴向移动，轮坯分度向移动，轮坯分度特点：特点：切削不连续，生产切削不连续，生产效率低；加工精度低。适效率低；加工精度低。适于修配和小批量生产于修配和小批量生产 铣齿铣齿 指状铣刀指状铣刀仿形法切齿仿形法切齿1.1.渐开线齿轮加工方法概述渐开线齿轮加工方法概述4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮范成法切齿范成法切齿 利用共轭齿廓的原理加工齿轮的方法称为利用共轭齿廓的原理加工齿轮的方法称为范成法范成法，它是一种最，它是一种最常用的齿轮加工方法。常用的齿轮加工方法。0 01.1.渐开线齿轮加工方法概述渐开线齿轮加工方法概述4.

6、4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮p 插齿法（齿轮插刀）插齿法（齿轮插刀）范成法切齿范成法切齿1.1.渐开线齿轮加工方法概述渐开线齿轮加工方法概述)(r4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮p 插齿法（齿条插刀）插齿法（齿条插刀）切削运动：切削运动：刀具沿齿轮毛坯轴向的切齿运动刀具沿齿轮毛坯轴向的切齿运动进给运动：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：让刀运动：插齿刀具返回时插齿刀具返回时, ,为避免擦伤已加工出的齿廓为避免擦伤已加工出的齿廓, ,工件后工件后退

7、的运动退的运动范成法切齿范成法切齿1.1.渐开线齿轮加工方法概述渐开线齿轮加工方法概述4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮 范成法切齿范成法切齿p 滚齿法（齿条插刀）滚齿法（齿条插刀） 滚刀加工克服了齿条插刀切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，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。从而可以加工任意齿数的齿轮。v1.1.渐开线齿轮加工方法概述渐开线齿轮加工方法概述

8、4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮p 滚齿法（齿条插刀）滚齿法（齿条插刀）范成法切齿范成法切齿1.1.渐开线齿轮加工方法概述渐开线齿轮加工方法概述4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮1.1.渐开线齿轮加工方法概述渐开线齿轮加工方法概述2.2.用范成法切制齿轮的基本原理用范成法切制齿轮的基本原理3.3.用标准齿条刀加工齿轮用标准齿条刀加工齿轮4.4.渐开线齿廓的根切渐开线齿廓的根切 相当于一对齿轮作无侧相当于一对齿轮作无侧隙的啮合传动隙的啮合传动2.2.用范成法切

9、制齿轮的基本原理用范成法切制齿轮的基本原理4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮齿轮插齿加工的特点：齿轮插齿加工的特点： 优点：优点：用同一把刀具可加工出用同一把刀具可加工出模数和压力角均相同的齿轮；还模数和压力角均相同的齿轮；还可加工内齿轮。可加工内齿轮。 缺点：缺点：切削不连续切削不连续齿条插齿加工的特点：齿条插齿加工的特点： 优点：优点：用同一把刀具可加工出用同一把刀具可加工出模数和压力角均相同的齿轮。模数和压力角均相同的齿轮。 缺点缺点：切削不连续；不能加工切削不连续；不能加工内齿轮内齿轮2.2.用范成法切制齿轮的基本原理用范成法切制齿轮的基本原理4.4

10、4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮滚齿加工的特点：滚齿加工的特点： 优点：优点：用同一把刀具可加工出模用同一把刀具可加工出模数和压力角均相同的齿轮；加工连数和压力角均相同的齿轮；加工连续。续。 缺点：缺点：不能加工内齿轮不能加工内齿轮v 当滚刀连续转动时，相当于一根当滚刀连续转动时，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。条插刀切制齿轮的原理基本相同。v 在齿轮端面（刀具轴面）相当于在齿轮端面（刀具轴面）相当于齿轮齿条啮合传动齿轮齿条啮合传动2.2.用范成法切制齿轮的基本原理用范成法切制齿轮的基本原理4.4

11、4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮1.1.渐开线齿轮加工方法概述渐开线齿轮加工方法概述2.2.用范成法切制齿轮的基本原理用范成法切制齿轮的基本原理3.3.用标准齿条刀加工齿轮用标准齿条刀加工齿轮4.4.渐开线齿廓的根切渐开线齿廓的根切q 标准齿条型刀具标准齿条型刀具q 用标准齿条刀具加工齿轮用标准齿条刀具加工齿轮3.3.用标准齿条刀加工齿轮用标准齿条刀加工齿轮4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮c*m c*mm/2m/2 =20ha*m ha*m中线中线标准齿条型刀具标

12、准齿条型刀具u 标准齿条型刀具的齿形与标准齿条标准齿条型刀具的齿形与标准齿条基本相同基本相同，只是齿顶，只是齿顶增加了增加了c c* *m m 的高度。的高度。刀具顶线是用来切制被切齿轮齿根圆的。刀具顶线是用来切制被切齿轮齿根圆的。3.3.用标准齿条刀加工齿轮用标准齿条刀加工齿轮4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮q 标准齿条型刀具标准齿条型刀具q 用标准齿条刀具加工齿轮用标准齿条刀具加工齿轮3.3.用标准齿条刀加工齿轮用标准齿条刀加工齿轮4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮相当于齿轮齿条啮合传动相当于齿轮齿条啮合传动刀具移动速度

13、刀具移动速度轮刀mvz2NoImage 只有当刀具的移动速度与轮坯的角速度保持上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。述关系时，才能加工出所需的齿数。分度线分度线hf=(h*a+ c*)mha=h*amesv 3.3.用标准齿条刀加工齿轮用标准齿条刀加工齿轮4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮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。负变位齿轮。rbNr加工标准齿轮：加工标准齿轮：刀具中线与分刀具中线与分度圆相切，作刀具齿廓法线与度圆相切，作刀具齿廓法线

14、与基圆相切，得啮合线和节点，基圆相切，得啮合线和节点，节圆与分度圆重合。节圆与分度圆重合。加工正变位齿轮：刀具外移加工正变位齿轮：刀具外移，啮合线、节点位置不变，分度啮合线、节点位置不变，分度圆仍与节圆重合。刀具中线与圆仍与节圆重合。刀具中线与分度圆分离分度圆分离（xm） 。加工负变位齿轮：刀具内移加工负变位齿轮：刀具内移，啮合线、节点位置不变，分度啮合线、节点位置不变，分度圆仍与节圆重合。圆仍与节圆重合。刀具中线与刀具中线与分度圆交割分度圆交割（-xm） 。Cxm 移距移距x 移距系数移距系数xm-xm3.3.用标准齿条刀加工齿轮用标准齿条刀加工齿轮4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮

15、渐开线齿轮的加工和变位齿轮。 加工方式依据设计要求决定加工方式依据设计要求决定 h ha ahf三种情况加三种情况加工出的齿廓工出的齿廓有何相同与有何相同与不同？不同？3.3.用标准齿条刀加工齿轮用标准齿条刀加工齿轮4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮1.1.渐开线齿轮加工方法概述渐开线齿轮加工方法概述2.2.用范成法切制齿轮的基本原理用范成法切制齿轮的基本原理3.3.用标准齿条刀加工齿轮用标准齿条刀加工齿轮4.4.渐开线齿廓的根切渐开线齿廓的根切q 根切现象与危害根切现象与危害q 根切的原因根

16、切的原因4.4.渐开线齿廓的根切渐开线齿廓的根切4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮根切现象：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，这种现象称为加工好的渐开线齿廓切去一部分，这种现象称为根切根切或或刀具干涉刀具干涉基圆基圆根切根切根切的危害：根切的危害：p 削弱了轮齿的抗弯强度削弱了轮齿的抗弯强度p 影响传动平稳性影响传动平稳性4.4.渐开线齿廓的根切渐开线齿廓的根切4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮q根切的原因根切的

17、原因结论：结论： 刀具的顶线超过了啮合极限点刀具的顶线超过了啮合极限点N N。4.4.渐开线齿廓的根切渐开线齿廓的根切4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮1.1.渐开线齿轮加工方法概述渐开线齿轮加工方法概述2.2.用范成法切制齿轮的基本原理用范成法切制齿轮的基本原理3.3.用标准齿条刀加工齿轮用标准齿条刀加工齿轮4.4.渐开线齿廓的根切渐开线齿廓的根切齿轮设计与加工：齿轮设计与加工：p依据机器的功能需求，提出设计要依据机器的功能需求，提出设计要求、确定齿轮类型求、确定齿轮类型p确定齿轮的基本参数、计算齿轮的确定齿轮的基本参数、计算齿轮的全部几何尺寸全部几何尺寸p依据设计尺寸切制齿轮毛坯依据设计尺寸切制齿轮毛坯p加工齿廓加工齿廓4.4 4.4 渐开线齿轮的加工和变位齿轮渐开线齿轮的加工和变位齿轮辅导与习题辅导与习题请思考：请思考：4.4 4.4 复习思考题复习思考题 15151717