中原工學(xué)院機(jī)電學(xué)院第8章齒輪傳動§8—1概述§8—2漸開線的形成及其性質(zhì)§8—3漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪各部分名稱及尺寸§8—4漸開線齒輪傳動及齒廓嚙合特性§8—6漸開線齒輪輪齒的切削加工§8—5漸開線齒輪正確嚙合和連續(xù)傳動的條件§8—8直齒圓柱齒輪傳動的強(qiáng)度計(jì)算§8—7輪齒的失效形式和齒輪材料§8—9斜齒圓柱齒輪傳動§8-6漸開線齒輪輪齒的切削加工齒輪加工方法仿形法鑄造法熱軋法沖壓法模鍛法粉末冶金法切制法銑削拉削范成法(展成法共軛法包絡(luò)法)插齒滾齒剃齒磨齒一、輪齒切削加工原理一、仿形法用成形刀具直接切出齒形盤狀銑刀指狀銑刀§8-6漸開線齒輪輪齒的切削加工盤狀銑刀進(jìn)給分度切削指狀銑刀分度進(jìn)給切削§8-6漸開線齒輪輪齒的切削加工§8-6漸開線齒輪輪齒的切削加工用成形刀具直接切出齒形盤狀銑刀指狀銑刀§8-6漸開線齒輪輪齒的切削加工銑刀號數(shù)

所切齒輪12～1314～1617～2021～2526～3435～5455～134≥135齒數(shù)8把一組各號銑刀切制齒輪的齒數(shù)范圍12345678

漸開線的形狀取決于基圓的大小，而不同的m、，則需不同的刀具，在一定的m、下，不同的z，也需不同的刀具，這在實(shí)際中是不可能的。

在工程中，加工同樣m、的齒輪時(shí)，配置一套（8把或15把）刀具，加工所有齒數(shù)的齒輪。

每個(gè)刀號的刀具是按該組最小的齒數(shù)設(shè)計(jì)，如：3號刀，加工17~20個(gè)齒，按z=17設(shè)計(jì)?！?-6漸開線齒輪輪齒的切削加工一、正確嚙合條件二、齒輪傳動的中心距與嚙合角—齒輪的安裝條件（正確安裝）無側(cè)隙jt=0，兩輪頂隙為標(biāo)準(zhǔn)值，即溫故知新三、連續(xù)傳動條件§8-6漸開線齒輪輪齒的切削加工特點(diǎn)：刀刃軸截形=齒槽形狀優(yōu)點(diǎn)：不需專用齒輪加工設(shè)備，生產(chǎn)成本低。缺點(diǎn)：精度低；生產(chǎn)效率低。適用場合：單件、小批量，精度要求不高的齒輪加工；修配。一、仿形法盤狀銑刀指狀銑刀§8-6漸開線齒輪輪齒的切削加工二、范成法1、原理：利用一對齒廓互相嚙合時(shí)，其共軛齒廓互為包絡(luò)線的原理。2、特點(diǎn)：刀刃包絡(luò)線=齒槽形狀范成法演示§8-6漸開線齒輪輪齒的切削加工齒輪插刀加工3、加工方法切削運(yùn)動范成運(yùn)動讓刀運(yùn)動插齒齒輪插刀齒條插刀（梳齒刀）§8-6漸開線齒輪輪齒的切削加工進(jìn)給切削讓刀范成插齒加工的切削是不連續(xù)的，生產(chǎn)率較低?！?-6漸開線齒輪輪齒的切削加工滾齒滾刀范成運(yùn)動進(jìn)給進(jìn)給輪坯§8-6漸開線齒輪輪齒的切削加工滾齒輪坯滾刀軸剖面齒形-----齒條滾齒加工相當(dāng)于齒輪齒條的嚙合傳動?！?-6漸開線齒輪輪齒的切削加工特點(diǎn)：本質(zhì)上與用齒條插刀加工齒輪相同。優(yōu)點(diǎn)：加工精度高，滾刀連續(xù)切削，沒有空回程，效率高。缺點(diǎn)：不能切削雙聯(lián)與三聯(lián)齒輪、內(nèi)齒輪。適用場合：多件、大批量，精度要求高的齒輪加工?！?-6漸開線齒輪輪齒的切削加工4、范成法加工齒輪的優(yōu)點(diǎn)相同模數(shù)、壓力角，但齒數(shù)不同的齒輪可用同一把刀具加工，其齒形均為精確的漸開線齒廓，加工精度高；加工連續(xù)，生產(chǎn)率高，可用于大批量生產(chǎn)。一、范成法切制漸開線齒廓的根切現(xiàn)象分度圓基圓根切：范成法加工時(shí)，齒根的漸開線被切去一部分的現(xiàn)象。危害：sf，抗彎曲強(qiáng)度；i根C，影響傳動質(zhì)量；重合度ε原因：§8-6漸開線齒輪輪齒的切削加工切齒過程節(jié)線設(shè)刀具齒頂線在I位置；刀刃將從E點(diǎn)開始切齒，直到A點(diǎn)結(jié)束；被切齒輪的齒廓從A點(diǎn)至齒頂為漸開線若將刀具齒頂增至J位置，A與N1重合，漸開線從基圓開始§8-6漸開線齒輪輪齒的切削加工節(jié)線若將刀具齒頂增至K位置，使其超過N1點(diǎn)，則當(dāng)?shù)毒叩竭_(dá)位置3時(shí)，齒廓漸開線部分已全部切好，但刀具與齒廓未脫離“嚙合”，繼續(xù)右移，到達(dá)A點(diǎn)才能脫離嚙合線，刀具齒頂切入被切齒輪的根部，形成根切。根切動畫演示原因：刀具的齒頂線超過了極限嚙合點(diǎn)N?！?-6漸開線齒輪輪齒的切削加工二、漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)zmin中線節(jié)線

在m、一定的情況下，N1點(diǎn)的位置由z確定。N1點(diǎn)離C點(diǎn)越遠(yuǎn)不根切的條件：不發(fā)生根切的最少齒數(shù)§8-6漸開線齒輪輪齒的切削加工不發(fā)生根切的最少齒數(shù)：20°15°ha*10.810.8zmin17143024§8-6漸開線齒輪輪齒的切削加工三、變位齒輪

標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動有許多優(yōu)點(diǎn)，但隨著生產(chǎn)的發(fā)展，也暴露了許多不足，例如：z<zmin時(shí)，產(chǎn)生根切；不適用于aa的場合：若a<a，則無法安裝；若a>a，則有側(cè)隙，造成沖擊、振動等大小齒輪強(qiáng)度不等：小齒輪彎曲強(qiáng)度較低；小齒輪磨損較嚴(yán)重。小齒輪易壞。1、問題的提出§8-6漸開線齒輪輪齒的切削加工2、齒輪的變位修正中線節(jié)線變位修正法-----改變刀具與輪坯的相對徑向位置來切制齒輪的方法。規(guī)定：中線節(jié)線節(jié)線中線節(jié)線中線L=r+xmLLL§8-6漸開線齒輪輪齒的切削加工3、變位齒輪和標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒形比較用同一把刀具加工同一齒數(shù)的“變位”齒輪、“標(biāo)準(zhǔn)”齒輪比較刀具不變刀具徑向位置改變§8-6漸開線齒輪輪齒的切削加工分度圓⑴漸開線形狀不變

是同一基圓上生成的漸開線，但各自截取了分度圓附近不同的段。⑵具有相同的基本參數(shù)⑶與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比sehahfrarfhx>0x<0不變不變§8-6漸開線齒輪輪齒的切削加工1、齒輪切削原理范成法2、范成法切制漸開線齒廓的根切現(xiàn)象根切原因：刀具的齒頂線超過了極限嚙合點(diǎn)N。3、漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)zmin溫故知新仿形法正變位齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪負(fù)變位齒輪§8-6漸開線齒輪輪齒的切削加工齒輪的工作情況分為:開式傳動;半開式傳動;閉式傳動.按齒面硬度,齒輪可分為:軟齒面(HBS<350)和硬齒面(HBS＞350).一、失效形式輪齒折斷齒面點(diǎn)蝕齒面膠合齒輪傳動的失效主要是輪齒的失效，常見的失效形式有：分為：疲勞折斷過載折斷：屬于靜強(qiáng)度破壞。多發(fā)生在輪齒的節(jié)線附近靠近齒根的一側(cè)。是在重載條件下產(chǎn)生的粘著磨損現(xiàn)象。齒面磨粒磨損使輪齒變薄，最后導(dǎo)致輪齒折斷。塑性變形是重載軟齒面，摩擦力作用引起的塑性流動?！?-7輪齒的失效形式和齒輪材料動畫動畫動畫動畫§8-7輪齒的失效形式和齒輪材料注：由于磨損的比點(diǎn)蝕的形成快，故開式傳動中見不到點(diǎn)蝕現(xiàn)象。普通閉式傳動的主要失效形式為：輪齒的疲勞折斷和點(diǎn)蝕普通開式傳動的主要失效形式為：輪齒的疲勞折斷和磨粒磨損注：對高速重載傳動，還應(yīng)按齒面抗膠合能力進(jìn)行計(jì)算。1）閉式傳動硬齒面：按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算（確定齒輪的參數(shù)和尺寸），然后校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度軟齒面：按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算（確定齒輪的參數(shù)和尺寸），然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。2）開式傳動：只計(jì)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，適當(dāng)加大模數(shù)（預(yù)留磨損量）。§8-7輪齒的失效形式和齒輪材料

對齒輪材料性能的要求：齒面硬、芯部韌。一、常用的齒輪材料鋼：鑄鐵：用于低速、輕載、不太重要的場合；非金屬材料：如尼龍、塑料等。適用于高速、輕載、且要求降低噪音的場合。最常用；碳鋼合金鋼二、常用的熱處理方法齒輪的毛坯：鍛造鑄造：適用于形狀復(fù)雜、尺寸大的齒輪。：適用于中、小尺寸的齒輪。調(diào)質(zhì)、正火：－－得軟齒面，強(qiáng)度低，工藝簡單?！?-7輪齒的失效形式和齒輪材料軟齒面齒輪(HB350)：用于對強(qiáng)度、速度、精度、結(jié)構(gòu)尺寸要求不高的齒輪鍛造毛坯正火齒坯加工調(diào)質(zhì)精切齒形成品特點(diǎn)：制造容易，成本低，易跑合硬齒面齒輪(HB>350)：用于對強(qiáng)度、速度、精度、結(jié)構(gòu)尺寸要求嚴(yán)格的齒輪，例如：汽車變速箱齒輪鍛造毛坯正火齒坯加工調(diào)質(zhì)切齒齒面硬化處理精加工成品主要材料：調(diào)質(zhì)鋼、中碳鋼、中碳合金鋼，40、45、

40MnB、40Cr、42SiMn加工工藝：加工工藝：注意：保持齒面硬度差，HB1-HB2=30~50常用的齒輪材料優(yōu)質(zhì)碳素鋼類別牌號熱處理硬度（HBS或HRC）合金結(jié)構(gòu)鋼鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵35正火150~180HBS調(diào)質(zhì)表面淬火180~210HBS40~45HRC正火170~210HBS45調(diào)質(zhì)表面淬火210~230HBS43~48HRC5040Cr調(diào)質(zhì)表面淬火240~285HBS52~56HRC35SiMn調(diào)質(zhì)200~260HBS表面淬火40~