机械设计基础第五章中.ppt

* 2.重合度的计算 两对齿同时啮合时的法向距离等于基圆齿距pb,而任一对齿轮的啮合点必在线段AB之间，必须AB≧ pb, 用重合度表示：??=AB/ pb ≧1 这是齿轮的连续传动条件。 设计时一般取?? ≧1.1~1.5 重合度的计算公式为（不推导）： 对直圆柱齿轮?=00， 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 要求： 顶隙: 三、齿轮传动的无侧隙啮合及标准中心距 对标准齿轮传动有 : s1 = e2 = s2 = e1= ? m/2 即当分度圆与节圆重合时， 齿侧间隙为零， 这时中心距称标准中心距 齿侧间隙—— 一齿轮节圆上的齿槽宽与另一齿轮节圆上的齿厚之差 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 §5-6 渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮简介 一、切齿原理 按切齿原理 仿形法 范成法 1、仿形法 这种方法是用盘状铣刀或指状铣刀在普通铣床上将轮坯齿 槽部分材料逐一铣掉，其铣刀轴向剖面形状和齿轮齿槽的 齿廓形状完全相同。 加工特点：生产率低、加工精度低，但设备简单、刀具价廉，多用于单件修配和小批量生产。 为什么加工精度低？ 齿廓形状决定于基圆rb = mzcos ? ，故m一定，但z不同，齿形 有差异，所以要制造精确，对每一模数于每一种齿数就要准备一 把铣刀，就是不可能的。实际情况是一把标准铣刀对应于一定模 数和几种齿数的齿轮。 2、范成法 这种方法是利用一对齿轮互相啮合时其轭齿廓互为包络线原理来切齿的。 1）插齿 a、范成运动：插刀和轮坯以 i=n刀/ n坯= z坯/ z刀恒定传动 比回转，它如同齿轮啮合传动一样。 b、切削运动：插刀沿轮坯轴线作往复切削运动。 c、进给运动：插刀向轮坯中心逐步移动，直至达到规定中心距。 d、让刀运动：为防止损伤切好的齿面，退刀时有一个让刀运动。 同样原理也可用于齿条插刀加工 渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮简介 二、变位齿轮简介 1、根切现象 用范成法加工齿轮时，当刀具的齿顶超过了N1点时，因基圆内无渐开线，则超过N点的刀刃会在轮齿根部切去已加工好的渐开线齿廓，这种现象称根切现象。 危害：抗弯↓ 降低齿轮传动的重合度 2. 不发生根切现象的最小齿数 N1相对节点C越高，根切的可能性越小 N1高， rb = mzcos ? 大，Z大不根切 Zmin= 17 2) 滚齿 渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮简介 2、变位齿轮 产生根切原因是刀具的齿顶超过了N点，为此将刀具沿径向 移至图实线位置，就不会发生根切现象。（这时刀具基准线 不与轮坯分度圆相切）。移动的距离称为变位量，以xm表示， x——变位系数，m——模数。 规定： 刀具移远 … 正变位，正变位齿轮 刀具移近 … 负变位，负变位齿轮。 标准齿轮与变位齿轮比较： 模数、齿数、分度圆和基圆一样，但齿厚、齿根圆、齿顶圆与标准齿轮不同。 作用 避免根切、提高强度 渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮简介 §5-7 齿轮传动的损伤形式及计算准则 一、主要失效形式（五种） 1、轮齿折断 ①疲劳折断（断口情况） 有弯曲变应力作用→裂纹→折断 齿根又有应力集中 单齿面工作——脉动 双齿面工作——对称 ②过载折断（断口情况） 冲击或短时严重意外过载， 静应力超过极限应力所造成的。 减轻措施： a、热处理，使齿芯韧性好 b、正变位 c、减小齿根应力集中 2、齿面点蚀 点蚀是一种齿面呈麻点状的疲劳损伤 轮齿表面有脉动应力→疲劳裂纹→麻点凹 ①收敛性点蚀 载荷不大，工作初期发生，跑合后不再扩展甚至消失。 ②破坏性点蚀 载荷足够大，早期点蚀不断扩张和发展 危害：强烈的振动和噪声。 齿轮传动的损伤形式及计算准则 3、齿面磨损 齿面间有较硬的杂质→齿面上沿滑动方向有较均匀的条痕。是开式齿轮主要失效。磨损后必须换油。 减轻措施：提高硬度及质量、 注意清洁。 点蚀一般首先出现在节线附近靠近齿根处原因？ a、节线处相对滑动速度低难于形成油膜； b、节线处是单对齿啮合； 软齿面（HB≤350）易发生点蚀； 硬齿面（HB350）不易发生点蚀； 开式齿轮，由于磨损快，不会发生点蚀。 减轻措施：提高硬度和润滑油粘度。 齿轮传动的损伤形式及计算准则 4、齿面胶合 胶合是相互啮合的轮齿表面在一定的压力下直接接触粘连到一起，同时伴随齿面的相对运动，使金属从齿面上撕落现象。 热胶合 重载高速→摩擦热大，油膜破坏→金属熔焊 工作面沿滑动方向有撕裂状沟痕，胶合部有颜色变化（回火）。 冷胶合 重载低速（未经跑合）→局部压力很大→金属粘着 跑合后会消失。 齿轮传动的损伤形式及计算准则 5、齿面的塑性变形 在过大应力作用下，齿面材料因屈服而产生塑变