1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)本次課題（或教材章節(jié)題目）： 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)教學(xué)要求：1、掌握齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)、齒廓嚙合基本定律、漸開線性質(zhì)，了解共軛齒廓概念；2、掌握齒輪基本尺寸計(jì)算，理解齒輪的正確嚙合條件、重合度的意義；3、了解齒輪加工的原理、根切原因、變位的目的，了解變位齒輪傳動(dòng)的計(jì)算4、掌握斜齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)及尺寸計(jì)算，了解螺旋齒輪的傳動(dòng)5、掌握蝸輪蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)及尺寸計(jì)算，了解圓錐齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與參數(shù)重 點(diǎn)：1、齒廓嚙合基本定律，漸開線性質(zhì)2、齒輪基本尺寸計(jì)算，嚙合過程，正確嚙合條件，可分性，重合

2、度的意義3、展成原理，根切原因，變位齒輪的尺寸變化，無側(cè)隙嚙合方程 難 點(diǎn)：齒輪加工的原理、根切、變位齒輪的尺寸變化、端面、法面參數(shù)的關(guān)系、當(dāng)量齒數(shù)教學(xué)手段及教具：多媒體教學(xué)、直齒輪、斜齒輪、蝸輪蝸桿傳動(dòng)教學(xué)模型講授內(nèi)容及時(shí)間分配：8學(xué)時(shí)1、齒廓嚙合基本定理，漸開線性質(zhì) 2、漸開線齒廓的傳動(dòng)特點(diǎn)、齒輪基本參數(shù)、尺寸計(jì)算 3、漸開線齒輪的嚙合傳動(dòng) 4、齒輪加工的原理、根切原因、變位齒輪傳動(dòng)的計(jì)算 5、斜齒輪傳動(dòng) 6、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、圓錐齒輪傳動(dòng) 課后作業(yè)應(yīng)包括：直齒圓柱齒輪基本尺寸參數(shù)的計(jì)算；公法線長(zhǎng)度的意義及其計(jì)算；簡(jiǎn)單變位齒輪傳動(dòng)的計(jì)算；平行軸斜齒圓柱齒輪基本尺寸參數(shù)的計(jì)算；蝸輪蝸桿傳動(dòng)基本尺

3、寸參數(shù)的計(jì)算；閱讀指南齒輪傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比與兩輪的齒廓曲線密切相關(guān)，怎樣尋找滿足更高要求的共軛齒廓，了解其他齒廓齒輪，如：圓弧齒輪、擺線齒輪等的傳動(dòng)特點(diǎn)，了解過度曲線的干涉問題，可參閱：齒輪嚙合原理吳序堂編著 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1982齒輪嚙合原理李特文著 盧賢占等譯 上海： 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1982共軛曲面原理陳志新編著 上海： 科學(xué)技術(shù)出版社 1974變位齒輪傳動(dòng)的變位參數(shù)的選擇要考慮的因素很多，方法各有千秋，有查表法、封閉圖法、公式計(jì)算法、優(yōu)化設(shè)計(jì)法等，怎樣通過選擇合理的變位系數(shù)達(dá)到滿足一些幾何方面的要求、減輕輪齒的磨損、提高齒輪的強(qiáng)度和承載能力等可參閱：、變位齒輪移距系數(shù)選擇

4、朱景梓著 北京 高等教育出版社 1982對(duì)于小模數(shù)精密齒輪傳動(dòng)，有其自身的特點(diǎn)，了解這方面的內(nèi)容，可參閱：小模數(shù)精密齒輪傳動(dòng)孫麟志編著 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1985第十章 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)101齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及特點(diǎn) 直接嚙合：齒輪傳動(dòng)嚙合傳動(dòng) 中間件：鏈傳動(dòng)機(jī)械傳動(dòng) 直接嚙合：摩擦輪傳動(dòng). 摩擦傳動(dòng)中間件：帶傳動(dòng)齒輪用于空間任意兩軸之間傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。（使用范圍廣泛、歷史悠久）齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的特點(diǎn)（與鏈、帶或其它傳動(dòng)比較）傳遞的功率大（可達(dá)10萬千瓦）轉(zhuǎn)速高（10萬轉(zhuǎn)/每分；線速度300米/秒）傳動(dòng)的效率高（0。99）；壽命長(zhǎng)、工作可靠性高；可以保持恒定的傳動(dòng)比（或按某一

5、規(guī)律變化）；空間軸線位置不受限制制造、安裝的成本較高，不宜作較遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。齒輪機(jī)構(gòu)的分類102 齒廓嚙合基本定律若兩輪的傳動(dòng)能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的傳動(dòng)比（i12=1/2），則相互接觸傳動(dòng)的一對(duì)齒廓稱為共軛齒廓1）嚙合的基本要求圖示為齒輪1和齒輪2的兩條齒廓曲線點(diǎn)任意K 嚙合接觸，兩齒廓的公法線nn與連心線 O1O2 相交于點(diǎn)P。即：嚙合點(diǎn)處兩齒廓在法線方向上的相對(duì)速度為零；設(shè)：n為法矢有:VK1K2 n=02) 齒廓嚙合基本定律齒廓嚙合基本定律： 兩齒廓在任一位置嚙合接觸時(shí)，它們的傳動(dòng)比等于連心線O1O2被節(jié)點(diǎn)C 所分成的兩條線段的反比。 討論：1）如果要求兩齒廓作定傳動(dòng)比傳動(dòng)，節(jié)點(diǎn)P為連心線上的一個(gè)定

6、點(diǎn)。2) 如果要求兩齒廓作變定傳動(dòng)比傳動(dòng)，節(jié)點(diǎn)P應(yīng)按給定的規(guī)律在O1O2線上移動(dòng)。在傳動(dòng)比和中心距的已知情況下，給定一個(gè)齒廓就能運(yùn)用齒廓嚙合基本定律求出與之共軛的另一齒廓；關(guān)于節(jié)點(diǎn)與節(jié)線：節(jié)線：節(jié)點(diǎn)在齒輪1、2運(yùn)動(dòng)平面上的軌跡。對(duì)定比傳動(dòng)：節(jié)線節(jié)圓 齒輪傳動(dòng)節(jié)圓作純滾動(dòng)對(duì)變比傳動(dòng)：節(jié)線非圓曲線 齒輪傳動(dòng)非圓曲線作純滾動(dòng)3齒廓曲線的選擇理論上，共軛齒廓可以找出無限多；實(shí)際上，考慮設(shè)計(jì)、制造、測(cè)量、安裝、強(qiáng)度、互換等方面，對(duì)于定傳動(dòng)比的齒輪機(jī)構(gòu)，通常采用漸開線、圓弧、擺線等。103 漸開線齒廓的嚙合特點(diǎn)一、漸開線的形成及性質(zhì)形成方法： 1） 展開法 純滾動(dòng)法AK漸開線；基圓rb；BK：發(fā)生線；K：

7、漸開線AK段的展角2、性質(zhì)（1）（2）BK為漸開線在K點(diǎn)的法線，且與基圓相切。（3）還可以證明：BK為漸開線上K點(diǎn)的曲半半徑?？芍簼u開線離基圓愈遠(yuǎn)，曲半半徑愈大，漸開線愈平直（4）漸開線的形狀決定于基圓的大小；K相同時(shí)，rb越大，曲半半徑越大 rb，漸開線直線（5）同一基圓上展開的漸開線互為法向等距曲線；（6）基圓內(nèi)無漸開線。二、漸開線方程三、漸開線齒廓的嚙合特點(diǎn)1、漸開線齒廓能保證定比傳動(dòng) 漸開線齒廓之間的傳力方向不變（不考慮摩擦）3）漸開線齒輪傳動(dòng)具有可分性。 （這一特點(diǎn)對(duì)漸開線齒輪的制造、安裝都十分有利、且為漸開線齒輪獨(dú)有）。小結(jié)：基圓內(nèi)公切線與O1O2線的交點(diǎn)節(jié)點(diǎn) 相對(duì)速度瞬心 i1

8、2=O2P/O1P一對(duì)齒輪嚙合存在： 定比傳動(dòng)為定點(diǎn)（受中心距影響） 節(jié)點(diǎn)在齒輪1、2運(yùn)動(dòng)平面上的軌跡節(jié)圓 齒輪傳動(dòng)等效與一對(duì)節(jié)圓作純滾動(dòng) 定比傳動(dòng)為圓r1、r2（變比傳動(dòng)非圓） 2) 三線重合：兩基圓的內(nèi)公切線、公法（力的作用）、線理論嚙合線；3) 特性：定比傳動(dòng)、傳力方向不變、傳動(dòng)的可分性；常用關(guān)系：rK cosK = rb嚙合角恒等于齒輪節(jié)圓上的壓力角=1=2i12=1/2= r2/ r1=rb2/rb1=Z2/Z1中心距：a= r1+ r2acos= rb1+ rb2 = casin=N1N2 104 漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸一、齒輪各部分名稱和基本參數(shù)各部分名稱外觀參數(shù)

9、：齒數(shù)Z；齒頂圓da；齒根圓df；齒高h(yuǎn)、齒厚sk、齒槽寬ek、齒距pk內(nèi)在參數(shù)：分度圓d（r）：基準(zhǔn)圓（公稱直徑）、對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪在該圓上s=e=p/2基圓db(rb)：決定齒廓形狀齒頂高h(yuǎn)a；齒根高h(yuǎn)f2、標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)模數(shù)m，齒數(shù)z，壓力角，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)1）、模數(shù)m分度圓周長(zhǎng)： 令模數(shù) 分度圓直徑 d=mz 關(guān)于模數(shù)m： (1)人為規(guī)定，為使齒輪參數(shù)計(jì)算方便：mm；(2)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，單位：mm；(3)p=m 齒距為的有理倍數(shù);(4)盡管不同圓上的模數(shù)不同，但以后提到的模數(shù)就是只分度圓上的模數(shù)(5)齒輪的其它參數(shù)均于模數(shù)有關(guān)，模數(shù)類似于照片放大倍數(shù)。2）、齒數(shù)z齒輪齒數(shù)由速比決定，

10、同時(shí)對(duì)強(qiáng)度和嚙合特性也有影響；齒輪齒數(shù)越多齒廓越平直；無窮多齒齒條3）、分度圓壓力角基圓半徑?jīng)Q定了漸開線齒廓形狀，所以只有m,z 全部確定的后才可能有確定的漸開線齒廓。GB1356-88規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值=20；特殊場(chǎng)合：=14.5、15、22.5、25。（從另外角度看，的大小決定了采用漸開線哪一段作齒廓；為零不是更好嗎？）至此：分度圓就是齒輪上具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓。4）、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值：=1，=0.25 ；非標(biāo)準(zhǔn)短齒：=0.8，=0.3二、標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的幾何尺寸標(biāo)準(zhǔn)齒輪：標(biāo)準(zhǔn)齒輪是指m、均取標(biāo)準(zhǔn)值，分度圓齒厚等于齒槽寬，且具有標(biāo)準(zhǔn)的齒頂高和齒根高的齒輪。d=mzha=mhf=(+)

11、mh=ha+hf=(2+)mda=d+2ha=(z+2)mdf=d-2hf=(z-2-2)mdb=dcosP=m一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)中心距：m影響到齒輪各部分尺寸，又把這種以模數(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行尺寸計(jì)算的齒輪稱模數(shù)制齒輪。三、任意圓上的齒厚 任意圓齒厚的計(jì)算公式：四、 內(nèi)齒輪內(nèi)齒輪與外齒輪的不同點(diǎn)是： （實(shí)虛對(duì)調(diào)、齒頂齒根更名）1齒廓是內(nèi)凹的,其齒厚和槽寬分別對(duì)應(yīng)于外齒輪的槽寬和齒厚。.2. 齒頂圓小于分度圓,齒根圓大于分度圓。3.齒頂圓必須大于基圓。 五、 齒條當(dāng)外齒輪的齒數(shù)增加到無窮多時(shí),齒輪上的基圓和其它圓都變成了互相平行的直線，同側(cè)漸開線齒廓變成了互相平行的斜直線齒廓，于是，齒輪變?yōu)辇X條。

12、齒條與外齒輪相比主要有以下兩個(gè)特點(diǎn)： 1、齒輪上的圓在此轉(zhuǎn)化為直線（轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)）2、齒廓不同高度上的壓力角均相等，且等于齒廓的齒形角，標(biāo)準(zhǔn)值為20。 3、齒廓在不同高度上的齒距均相等，即：。齒輪參數(shù)計(jì)算小結(jié)：基本參數(shù)：模數(shù)m，齒數(shù)z，壓力角，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)齒輪：具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m、標(biāo)準(zhǔn)壓力角、s=e、同時(shí)具有標(biāo)準(zhǔn)齒頂高h(yuǎn)a和齒根高h(yuǎn)f。齒根圓基圓。英美采用徑節(jié)制齒輪，關(guān)系：m=25.4/P搞清哪些尺寸是針對(duì)單個(gè)齒輪的？哪些尺寸是針對(duì)一對(duì)齒輪的？105漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)一、正確嚙合條件（搭配條件）任意兩個(gè)漸開線齒輪不一定都能配對(duì)使用，（起碼輪齒大小應(yīng)差不多，這是不夠的）而是必須嚴(yán)格

13、地滿足一定的幾何條件。 如圖：兩個(gè)漸開線齒輪在嚙合過程中，嚙合點(diǎn)都應(yīng)在嚙合線N1N2上，即K，K 點(diǎn) Pn1 = Pn2 即: Pb1 = Pb2可得： (a已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化) 結(jié)論：一對(duì)漸開線齒輪正確嚙合條件是：分度圓上的模數(shù)和壓力角分別相等。二、齒輪傳動(dòng)的中心距及嚙合角1基本要求：一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪外嚙合傳動(dòng)，在確定其中心距時(shí)必須滿足：保證兩輪的齒側(cè)間隙為零（正反轉(zhuǎn)不沖擊）保證兩輪的頂隙為標(biāo)準(zhǔn)值注：這里指的側(cè)隙是法向公稱側(cè)隙，實(shí)際上為防止膨脹卡死和便于潤(rùn)滑等，輪齒間側(cè)隙并不為零，但它是由公差來保證的。標(biāo)準(zhǔn)齒輪的標(biāo)準(zhǔn)安裝可以保證頂隙c =c* m；a= ra1 +c + rf1 = r1+ha*m+c*

14、m+ r2 - (ha*m+c*m) a = r1+ r2 此中心距稱為標(biāo)準(zhǔn)中心距。 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的標(biāo)準(zhǔn)安裝可以同時(shí)保證側(cè)隙為零一對(duì)齒輪傳動(dòng) 一對(duì)節(jié)圓作純滾動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)安裝a = r1+ r2 節(jié)圓與分度圓重合 分度圓上：s = e s1=e1= s2=e2= s1= e1= s2= e2:即：齒輪1滾過一個(gè)齒厚對(duì)應(yīng)齒輪2將滾過一個(gè)齒槽寬，若齒輪1滾過一個(gè)齒槽寬對(duì)應(yīng)齒輪2將滾過一個(gè)齒厚，節(jié)圓上不存在滑動(dòng)，嚙合即不存在側(cè)隙。（思考：有側(cè)隙將是什么樣？）討論問題：(1) 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的標(biāo)準(zhǔn)安裝與分度圓、節(jié)圓、壓力角、嚙合角 分度圓是指單個(gè)齒輪尺寸時(shí)取的參考圓，其上具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角。.一旦確定了齒數(shù)和模數(shù)

15、分度圓半徑就確定下來，在加工、安裝、傳動(dòng)時(shí)分度圓都不會(huì)改變。 節(jié)圓是一對(duì)齒輪在嚙合傳動(dòng)時(shí)兩個(gè)相切作純滾動(dòng)的圓，其大小將隨兩輪中心距的變化而變化。單個(gè)齒輪沒有節(jié)圓。節(jié)圓與分度圓是兩個(gè)完全不同的概念。只有當(dāng)兩標(biāo)準(zhǔn)齒輪的標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，兩輪的節(jié)圓才分別與兩輪的分度圓重合。 壓力角是指單個(gè)齒輪漸開線齒廓上某一點(diǎn)的線速度方向與該點(diǎn)法線方向所夾的銳角。漸開線齒廓上各點(diǎn)壓力角的大小是不相等的（齒條齒廓例外），通常所說的壓力角是指分度圓上的壓力角。 嚙合角是指一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，嚙合線與兩節(jié)圓公切線之間所夾的銳角。它代表了傳力的方向。它的大小與兩輪的中心距有關(guān)。只有當(dāng)兩標(biāo)準(zhǔn)齒輪的標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，壓力角與嚙合角在數(shù)值上才相

16、等。（2）非標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，頂隙、側(cè)隙、節(jié)圓、傳動(dòng)比、嚙合角怎樣變化？（3）一對(duì)齒輪傳動(dòng)在運(yùn)動(dòng)學(xué)上等效于一對(duì)節(jié)圓作純滾動(dòng)，但實(shí)際齒廓間的嚙合也是純滾動(dòng)嗎？有無相對(duì)滑動(dòng)？ 一對(duì)齒輪傳動(dòng)只有當(dāng)嚙合點(diǎn)處于節(jié)點(diǎn)時(shí)，才無相對(duì)滑動(dòng)（速度瞬心）。從磨損的角度看，小齒輪的齒根最為不利。三、標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒條傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)安裝及嚙合特點(diǎn) 1）標(biāo)準(zhǔn)安裝齒輪的分度圓與齒條分度線相切。標(biāo)準(zhǔn)安裝同樣可以保證頂隙為標(biāo)準(zhǔn)值和齒側(cè)間隙為零。非標(biāo)準(zhǔn)安裝如果將齒條從標(biāo)準(zhǔn)安裝位置沿徑向下移一段距離（僅作移動(dòng)）后，會(huì)怎樣？a)N1N2線不變節(jié)點(diǎn)P不變節(jié)圓不變r(jià)1r1b) c) 齒條節(jié)線與分度線不再重合、頂隙變大、出現(xiàn)側(cè)隙。四、 漸開線齒輪的連續(xù)傳

17、動(dòng)條件1、輪齒嚙合過程： 理論嚙合線 ；實(shí)際嚙合線；在兩輪輪齒的嚙合過程中，并非全部漸開線齒廓都參加工作，而是一部分參加嚙合。實(shí)際參與嚙合的這段齒廓稱為齒廓工作段。 2、連續(xù)傳動(dòng)條件齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件是：實(shí)際嚙合線大于或至少等于法向齒距。即：齒輪傳動(dòng)的重合度： 從理論上講重合度1就能保證齒輪的連續(xù)傳動(dòng)，但在實(shí)際應(yīng)用中考慮到制造和安裝的誤差，為確保齒輪傳動(dòng)的連續(xù)， 應(yīng)大于或至少等于許用值, 3、重合度 的計(jì)算： 其中, 為嚙合角，和分別為齒輪1、齒輪2的齒頂圓壓力角。 4、關(guān)于重合度的討論重合度的幾何含義重合度變大，意味著實(shí)際嚙合嚙合區(qū)變長(zhǎng)，雙齒嚙合區(qū)變長(zhǎng)，傳動(dòng)的平穩(wěn)性增加，承載能力亦增加；重合

18、度的大小與模數(shù)無關(guān)；齒數(shù)Z1、Z2重合度；中心距a 重合度。4）齒輪、齒條嚙合，重合度的計(jì)算方法 5）重合度的極限值當(dāng)兩輪齒數(shù)趨于無窮大時(shí)，將趨于理論上的極限值。 當(dāng)=20、時(shí)，1.981 事實(shí)上，由于兩輪均變?yōu)辇X條，將吻合成一體而無嚙合運(yùn)動(dòng)。所以，這是個(gè)理論上的極限值。6）對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)，重合度大于1。106漸開線齒輪的變位修正一、 漸開線齒輪加工的基本原理近代齒輪加工方法很多，如：切制法、鑄造法、熱軋法、沖壓法、電加工法等。但切制法使用最多，其加工原理可分為兩大類，即仿形法和范成法。 仿形法仿形法是用與齒槽形狀相同的成形刀具或模具將輪坯齒槽的材料去掉。常用的有銑削法和拉削法。圖示為圓

19、盤銑刀切削加工齒輪示意圖。（指狀銑刀切削加工齒輪加工方法與圓盤銑刀相似。指狀銑刀常用于加工大模數(shù)齒輪和整體的人字齒輪。） 欲得到精確齒形，需每一種齒數(shù)配一把齒刀，這是不可能的。為簡(jiǎn)化刀具數(shù)量，采用八把一套或十五把一套銑刀，其每把銑刀可切削齒數(shù)在一定范圍內(nèi)的齒輪。為保證加工出來的齒輪在嚙合時(shí)不會(huì)被卡住，每一號(hào)銑刀的齒形都是按所加工的一組齒輪中齒的最少的那個(gè)齒輪的齒形制成的。因此，當(dāng)用這把銑刀切削同組齒輪中其他齒數(shù)的齒輪時(shí)，齒形有誤差。）優(yōu)點(diǎn)：在普通銑床上即可加工齒輪，加工費(fèi)用低。 缺點(diǎn)：漸開線齒廓形狀不準(zhǔn)確 + 分度誤差 精度低。逐個(gè)加工齒槽生產(chǎn)效率低。這種加工方法適用于修配或小量生產(chǎn)。（不絕對(duì)

20、：專用刀具、專用分度機(jī)構(gòu)、精拉、沖可以獲得高精度和高生產(chǎn)率）范成法（展成法、共軛法、包絡(luò)法）范成法是目前齒輪加工中最常用的一種切削加工方法，它是利用一對(duì)齒輪作無側(cè)隙嚙合傳動(dòng)時(shí)，兩輪齒廓互為包絡(luò)線的原理來加工齒輪的。1）、 齒輪插刀插齒 （從碾壓角度解釋范成原理；齒條插刀更容易制造）2）、齒條插刀插齒 （生產(chǎn)不連續(xù)）3）、齒輪滾刀切齒 （滾刀相當(dāng)于連續(xù)的齒條插刀）范成法優(yōu)點(diǎn)：用同一把刀具可加工出m、均相同而齒數(shù)不同的所有齒輪。生產(chǎn)效率高。 二、標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具 從圖中可以看出，齒條型刀具與傳動(dòng)用齒條在幾何尺寸上的不同點(diǎn)是：頂部多出c*m段。 頂部c*m段的作用：加工出齒輪齒根部分的頂隙。頂部c*m

21、段(齒頂線以上)的刀刃不是直線而是一段圓弧，它切削出被加工齒輪靠近齒根圓的一段非漸開線曲線，這段曲線稱為過渡曲線，它把漸開線齒廓與齒根圓光滑地連接起來。當(dāng)一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，這段曲線不參與嚙合。 三、漸開線齒廓的根切 1、根切現(xiàn)象用范成法加工齒輪時(shí),有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)刀具的齒頂部分把被加工齒輪齒根部分已經(jīng)范成出來的漸開線齒廓切去一部分,這種現(xiàn)象稱為根切。 產(chǎn)生嚴(yán)重根切的齒輪，一方面削弱了輪齒的抗彎強(qiáng)度，另一方面使實(shí)際嚙合線縮短，從而使重合度降低，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性。因而應(yīng)力求避免發(fā)生根切現(xiàn)象。 2、根切的原因？用范成法加工齒輪，當(dāng)齒數(shù)較少時(shí)使刀具與輪胚的相對(duì)尺寸發(fā)生改變，刀具的齒頂線高度超過了嚙合極限點(diǎn)

22、N1，就會(huì)發(fā)生根切。 根切的原因的證明：若刀具過高，在N1點(diǎn)未能退出嚙合，設(shè)再轉(zhuǎn)角時(shí)：1）輪胚在基圓上轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)為：rb =r cosa 2) 刀具在PN1方向（基圓切線）的直線位移量：r cosa（刀具節(jié)線與輪胚分度圓作純滾動(dòng)，刀具的水平位移量為：r）輪胚落后于刀具根切。3、不發(fā)生根切的最少齒數(shù)不根切條件： 刀具高h(yuǎn)a = ha*mN1N1N1N1=P N1 Sina =rSina Sina =mz Sin2a /2帶入后得：Z2 ha*/ Sin2a （即：Z min=2 ha*/ Sin2a ;當(dāng)a=20, ha*=1, Z min =17）.4 避免根切的方法 減小刀具的齒頂高系數(shù)ha

23、*增大刀具的壓力角 （ 采用非標(biāo)準(zhǔn)刀具）變位修正 （徑向變位法）改變了刀具與輪胚的相對(duì)位置刀具分度線與輪胚分度圓不在相切切出變位齒輪（區(qū)別于標(biāo)準(zhǔn)齒輪）不根切變位齒輪，使用變位齒輪不僅僅是為不根切。（人御寒穿衣）四、變位齒輪的概述標(biāo)準(zhǔn)齒輪的不足： 受Zmin限制，外廓尺寸、重量難以進(jìn)一步減小；受中心距a=m(z1+z2)/2限制，如：外嚙合：aa側(cè)隙過大，配湊中心距不易；小齒輪嚙合次數(shù)多，磨損嚴(yán)重，曲率半徑小，齒根薄強(qiáng)度低加工齒輪時(shí)刀具的變位 x0 正變位刀具位移量：xm x0 負(fù)變位x=0 零變位（不一定是標(biāo)準(zhǔn)齒輪） 2z zmin,時(shí)，為避免根切刀具的最小變位系數(shù)xmin不發(fā)生根切的條件：h

24、a*m- xm N1N1xmha*m - N1N1 ； N1N1=mz Sin2a/2xha*- z Sin2a/2zmin = 2ha*/ Sin2a 將zmin帶入后得：x 2 ha*（zmin - z）/ zmin 即最小變位系數(shù)：x min =2 ha*（zmin - z）/ zmin 常用關(guān)系式：xmin=（17-z）/17討論：1）Z0 采用正變位，刀具外移，避免根切；2）Z=zmin（17） x min =0 剛好不根切（實(shí)際微量根切）；3）Zzmin（17） x min 0 還可以采用負(fù)變位，只要刀具內(nèi)移量0 正傳動(dòng) x1+x2 0 不等變位齒輪傳動(dòng)（又稱為角度變位齒輪傳動(dòng)）。

25、 x1+x2 0 、x2 0）x1 ha*（zmin - Z1）/ zmin ； x2 ha*（zmin - Z2）/ zmin取ha*= 1 x1+x2 2zmin -（Z1+Z2）/ zmin 由于x1+x2 =0；（Z1+Z2）2zmin欲采用等變位齒輪傳動(dòng)，兩輪的齒數(shù)之和必須大于等于最少齒數(shù)的兩倍（34）特點(diǎn)：/=，a/=a，y=0，y=0應(yīng)用：A）可以減小機(jī)構(gòu)的外廓尺寸，采用 z10 / ，a/ a應(yīng)用：A）可以減小機(jī)構(gòu)的外廓尺寸，采用 Z 1+Z2的中心距）；C）提高齒輪的承載能力（曲率半徑、齒厚可以增大）；D）改善齒輪的磨損情況（遠(yuǎn)離N1N2點(diǎn)，但B1B2變短） 不足：重合度下降

26、較大，輪頂變尖必須成對(duì)使用，互換性差， = 3 * GB3 負(fù)傳動(dòng)特點(diǎn)：x1+x2 0 ； / ，a/ a應(yīng)用：A）；配湊中心距B）重合度略有增加；不足：強(qiáng)度及齒輪的承載能力下降磨損情況加劇必須成對(duì)使用，互換性差，結(jié)論：正傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)較多，變位系數(shù)的選擇余地較大，綜合傳動(dòng)質(zhì)量較好；在標(biāo)準(zhǔn)中心距的條件下，采用等變位傳動(dòng)可以代替標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，達(dá)到改善傳動(dòng)質(zhì)量的目的；負(fù)傳動(dòng)的缺點(diǎn)太多，一般除了在配湊中心距之外很少采用；對(duì)單個(gè)齒輪而言，采用正變位，均可以使耐磨性及齒面、齒根的強(qiáng)度有所提高。負(fù)變位反之，小輪多采用正變位；E）變位齒輪的共同特點(diǎn)是：仍采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，不會(huì)增大成本；必須成對(duì)使用，互換性差。4）變位

27、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟 （1）已知中心距的設(shè)計(jì) 已知條件：z1、z2、m、a，其設(shè)計(jì)步驟如下：由式acos=acos 確定嚙合角；由式x1+x2=(inv-inv)(z1+z2)/(2tan) 確定變位系數(shù)和； 由式y(tǒng)=(a-a)/m確定中心距變動(dòng)系數(shù)； 由式y(tǒng)=(x1+x2)-y確定齒頂高降低系數(shù) 分配變位系數(shù)x1、x2 (可參考有關(guān)手冊(cè)、資料：計(jì)算法、表格法、線圖法、封閉圖法)計(jì)算齒輪的幾何尺寸。（2）已知變位系數(shù)的設(shè)計(jì) 已知條件：z1、z2、m、 x1、x2 ，其設(shè)計(jì)步驟如下： 由式inv=2tan(x1+x2)/(z1+z2)+inv 確定嚙合角； 由式a=acos/cos確定中心距； 由

28、式y(tǒng)=(a-a)/m確定中心距變動(dòng)系數(shù)； 由式y(tǒng)=(x1+x2)-y確定齒頂高降低系數(shù)；計(jì)算變位齒輪的幾何尺寸?！舅伎碱}】1）負(fù)傳動(dòng)時(shí)齒輪的變位系數(shù)一定是小于零的嗎？。2）零變位齒輪就是標(biāo)準(zhǔn)齒輪嗎？例題：例1：用=20，ha*，m=5的滾刀切制=11的標(biāo)準(zhǔn)齒輪，會(huì)不會(huì)根切？怎樣變位？分度圓齒厚怎樣變化？解：當(dāng)=20，ha*=1 時(shí)Z min=17；所以會(huì)根切。 采用正變位 x ha*（zmin - z）/ zmin=0.353分度圓齒厚增大了：2x m tg=1.2848 mm例2：z1=30、z2=40、m=20、=20，中心距a=725mm; 應(yīng)采用什么類型的齒輪傳動(dòng)？解：標(biāo)準(zhǔn)中心距a=

29、m（z1+z2）/2=700 0由無側(cè)隙嚙合方程式：inv= 2tg(x1+x2)/(z1+z2)+inv 和恒等關(guān)系式：acos=a cos 解得：x1+x2=1.45例3：圖示為用齒條型刀具范成切制齒輪時(shí)，刀具與輪坯的相對(duì)位置，輪坯中心與刀具分度線之間的距離 L=29 mm.，齒條模數(shù)m=4;試求被切齒輪的齒數(shù)、分度圓、齒頂圓、齒根圓。 解：如果是標(biāo)準(zhǔn)齒輪：r=mz/2=H z=2*29/4=14.5齒數(shù)應(yīng)是整數(shù)，可以判定不是標(biāo)準(zhǔn)齒輪。H= r + xm = mz/2+xm=29設(shè)：Z=15 求得：x= - 0.25 不根切的最小變位系數(shù):xmin =（17-Z）/17=（17-15）/1

30、7=0.118顯然x xmin Z=14假設(shè)正確。該齒輪為m=4； Z=14；x= 0.25的變位齒輪；分度圓直徑：d=mz=56 mm齒頂圓直徑：da=mz+2(ha*m+xm)=66 mm齒根圓直徑：df= mz-2(ha*m+c*m -xm)=48mm【思考題】：上面求出的齒頂圓直徑是否就是變位齒輪傳動(dòng)的齒頂圓？107 平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)一、斜齒輪齒廓曲面的形成和嚙合特點(diǎn)斜齒輪的產(chǎn)生：直齒輪的不足：重合度小 + 齒廓嚙合接觸線為直線：突然進(jìn)入退出嚙合沖擊、振動(dòng)、噪音 平穩(wěn)性差、承載能力低改進(jìn)辦法：切片 相錯(cuò) 嚙合逐片進(jìn)入、退出無限薄斜齒輪斜齒輪的齒廓曲面漸開線螺旋面齒廓的特點(diǎn)：與端面

31、平行的所有切面內(nèi)，齒廓均為漸開線（展開先后不同）；發(fā)生面與基圓柱面的交線為一螺旋線。齒廓在不同高度上螺旋角不同。斜齒輪的嚙合特點(diǎn)：齒廓嚙合漸入漸出，平穩(wěn)性好齒廓接觸為斜直線，且總接觸線長(zhǎng)。重合度大于直齒輪傳動(dòng)。對(duì)齒廓誤差的敏感性??；不根切的最少齒數(shù)ZMIN可以更少；很容易配湊中心距；會(huì)產(chǎn)生軸向力?？傊饼X輪較直齒輪更適宜高速、重載的傳動(dòng)。制造成本與直齒輪相同。二、斜齒輪的基本參數(shù)及尺寸參數(shù)計(jì)算端面參數(shù)：便于計(jì)算、測(cè)量法面參數(shù)：沿齒向進(jìn)刀按法向齒形選刀法面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值（mn,n,h*an,c*n）斜齒輪尺寸參數(shù)的計(jì)算特點(diǎn)：法面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值（mn,n），將法面參數(shù)mn,n換算到端面m,t（因?yàn)槎?/p>

32、面上也是漸開線）尺寸參數(shù)計(jì)算可仿直齒輪進(jìn)行。 齒高直接在法面進(jìn)行，不必?fù)Q算h*an,c*n。斜齒輪的螺旋角tg=d/ltgb=db/ltgb/tg=db/d=costtgb=tgcost輪齒螺旋角有左旋、右旋之分；旋向判定：從軸線方向看，螺旋升高的方向即為旋向。 2)法面模數(shù)mn與端面模數(shù)mtPn=Ptcos mn=mtcosmn=mtcosmt=mn/cos3)法面壓力角n與壓力角模數(shù)t齒條與齒輪可以正確嚙合，即滿足齒輪的正確嚙合條件，齒條上的壓力角必與齒輪上的壓力角一致，為推導(dǎo)方便，以下針對(duì)齒條研究其法面壓力角n與壓力角模數(shù)t之間的關(guān)系，而推出的結(jié)果則同樣適用與齒輪與齒輪之間；另外注意：對(duì)

33、齒條而言齒形角即為壓力角。端面上 AB=BD/tgt法面上 AB=B1D/tgn同時(shí)： B1D= BDcos所以：BD/tgt= BDcos/tgntgn= tgtcos （nt）4)平行軸斜齒輪幾何參數(shù)計(jì)算基本參數(shù)： mn、Z、n、h*an、c*n、換算出端面模數(shù)和端面壓力角：mt=mn/cos；tgt = tgn/cos將直齒輪尺寸參數(shù)計(jì)算公式中的mt ，用mt，t替換后 計(jì)算： 分度圓直徑： d=mt Z基圓直徑： db= mt Z cost端面齒距： pt=mt 端面齒厚、齒槽寬： st=et= pt /2=mt/2齒高計(jì)算直接在法面進(jìn)行： ha= h*an mn (對(duì)正常齒：h*an

34、 =1)hf= c*n mn (對(duì)正常齒：c*n =0.25) 齒頂圓直徑： da=d+2ha齒根圓直徑： da=d-2hf中心距: a=mt(z1+z2)/2= mn (z1+z2)/(2 cos)對(duì)于斜齒輪同樣可以采用變位齒輪傳動(dòng)，變位傳動(dòng)特點(diǎn)與直齒輪基本相同；注意：刀具的法向變位量與切向變位量相同：xt mt= xn mn xt = xn cos三、平行軸斜齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件和重合度 1、正確嚙合條件（斜齒輪在端面內(nèi)的嚙合相當(dāng)于直齒輪的嚙合） mt1= mt2= mt 即： mn1= mn2= mn t1= t2= t n1= n2= n 1=2 （- 號(hào)用于外嚙合；+ 號(hào)用于內(nèi)嚙合

35、）2、斜齒輪傳動(dòng)的重合度 端面重合度（與直齒輪計(jì)算相同）重合度 軸面重合度（斜齒產(chǎn)生的增量）=L/pbt = B tgb/pbt = B tg cost /（pt cost）= B tg/pt= B tg/（pb/ cos）=B sin/(mn)四、斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù) 選擇刀具和強(qiáng)度計(jì)算需要知道法面齒形 當(dāng)量齒數(shù)的引出： 端面齒形法面齒形 ： 在模數(shù)和壓力角確定后，齒形與Z有關(guān)當(dāng)量齒數(shù)ZV的含義：齒數(shù)為Z的斜齒輪，其法面齒形與齒數(shù)為ZV的直齒輪的端面齒形相近。橢圓的長(zhǎng)半軸 a=d/(2cos)，短半軸 b=d/2，而C點(diǎn)曲率半徑 =a2/b=d/(2cos2)2= pnZV=mn ZV=mt Z

36、Vcos將a,b代入得：ZV= Z/ cos3不發(fā)生根切的最少齒數(shù)：zmin=zvmincos3108 蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)的形成-看成由螺旋傳動(dòng)演化而來（為便于理解蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)）螺旋傳動(dòng)固定螺母轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿放開螺母（不允許轉(zhuǎn)動(dòng)）螺母作軸向移動(dòng)切去上半部 作一系列半螺母將圓周排滿蝸桿蝸輪傳動(dòng)（旋向相同）蝸桿蝸輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)向判定（左右手定則）：四指握住蝸桿（左旋用左手，右旋用右手），四指指向蝸桿的轉(zhuǎn)向，拇指的反向即為嚙合點(diǎn)處蝸輪的速度方向。蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)蝸桿類似于螺桿（連續(xù)齒，左右旋，單、多頭）蝸輪與齒輪相近（但包在蝸桿上）決定了蝸桿傳動(dòng)兼有螺旋傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)（也反映在尺寸參數(shù)計(jì)

37、算上）用于空間交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)（通常蝸桿為主動(dòng)、軸角為90）；類似于螺旋的連續(xù)傳動(dòng)，平穩(wěn)無噪音，沖擊、振動(dòng)??；可以獲得很大的單級(jí)傳動(dòng)比（常用：10-100；分度機(jī)構(gòu)達(dá)500）、結(jié)構(gòu)緊湊；具有反行程自鎖性；嚙合時(shí)齒面間的相對(duì)滑動(dòng)較大，磨損嚴(yán)重，發(fā)熱量大，機(jī)械效率較低（0.70.8, 具有自鎖性0.5）需要較好的耐磨和減磨材料，傳動(dòng)成本偏高；2、蝸桿傳動(dòng)類型蝸桿車削（類似于螺旋加工、軸平面內(nèi)的齒形為直線齒廓的齒條）加工蝸輪采用對(duì)偶法加工（刀具與蝸桿相似）蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的分類 阿基米德圓柱蝸桿（其端面齒形為阿基米德螺線,最簡(jiǎn)單、常用）按蝸桿齒廓曲線的形狀 漸開線圓柱蝸桿（其端面齒形為漸開線）圓弧齒圓柱

38、蝸桿（在軸剖面的齒廓為凹圓?。?。 環(huán)面蝸桿及錐蝸桿等新型蝸桿提出的是：圓弧齒圓柱蝸桿的承載能力較阿基米德蝸桿提高約50%100%，故在批量生產(chǎn)的蝸桿減速器中已逐步取代了阿基米德蝸桿。但由于阿基米德蝸桿最為簡(jiǎn)單，且有關(guān)阿基米德蝸桿傳動(dòng)的一些基本知識(shí)，也適合與其他形式的蝸桿傳動(dòng)，故下面著重介紹這類蝸桿傳動(dòng)。3、蝸桿蝸輪傳動(dòng)的正確嚙合條件1、中間平面（主平面）：通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面對(duì)于阿基米德蝸桿，在主平面內(nèi)類似于齒輪齒條傳動(dòng)2、正確嚙合條件：（旋向相同）4、蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及尺寸計(jì)算1、模數(shù)m2、壓力角 20 標(biāo)準(zhǔn)值 25 動(dòng)力傳動(dòng)中 12、15分度傳動(dòng) 3、頭數(shù)Z1Z1=1，2，4，6