機械設(shè)計基礎(chǔ) 課件 4.10變位直齒圓柱齒輪傳動

變位直齒圓柱齒輪傳動變位齒輪的尺寸特點變位齒輪的概念變位齒輪傳動的類型、特點任務(wù)引入思考：可采用把齒條刀具沿徑向遠離被加工齒輪輪心一段距離，使嚙合脫離點落在極限嚙合點的下方，加工時就不會根切。那么這種加工方法得到的齒輪還是標準齒輪嗎？刀具相對標準加工位置而遠離被加工齒輪的距離分度圓刀具中線xm任務(wù)引入標準齒輪的優(yōu)點：計算簡單、互換性好。標準齒輪的缺點：1）當z<zmin時，會產(chǎn)生根切。但實際生產(chǎn)中經(jīng)常要用到z<zmin的齒輪。2）不適合a'≠a的場合。a'<a時，不能安裝。當a'>a時，產(chǎn)生過大側(cè)隙，且ε↓。3）小齒輪容易損壞。原因：一對相互嚙合的標準齒輪中，小齒輪齒根抗彎能力較低，容易損壞。希望兩者壽命接近。標準齒輪的特點變位齒輪概念變位齒輪：改變刀具與齒坯相對位置后切制出來的齒輪稱為變位齒輪。N1ααB2xmxmB2刀具中線加工齒輪時刀具的移位可徑向移動刀具xm

x

——變位系數(shù)——移距靠近輪坯中心時，x

<0，負變位齒輪。規(guī)定:遠離輪坯中心時，x>0，正變位齒輪。變位齒輪概念正變位齒輪x>0hahf標準齒輪x＝0分度圓負變位齒輪x<0

因為齒數(shù)、模數(shù)、壓力角相同，所以分度圓直徑、基圓直徑、齒距均與標準齒輪的相同。其齒廓曲線和標準齒輪的齒廓曲線是同一基圓上形成的漸開線，只是部位不同。

同時刀具與齒坯嚙合運動不變，所以加工出的齒輪的齒數(shù)也相同。變位齒輪尺寸特點分度圓PN1基圓O1αrb(1)齒厚與齒槽寬的確定齒厚：s=πm/2xmtanαabc正變位：齒厚變寬，齒槽寬減薄。xmxm刀具節(jié)線齒槽寬：e=πm/2+2xmtanα－2xmtanα負變位：正好相反，齒厚變窄，齒槽寬變寬。αB2刀具分度線acbS=πm/2s′

采用正變位法加工齒輪，可以提高齒輪根部的抗彎強度，延長齒輪使用壽命。變位齒輪尺寸特點(2)齒頂圓與齒根圓的變化：x>0，刀具的齒頂線外移，因此，正變位齒輪的齒根圓直徑df增大，要保持相應(yīng)的齒高，齒頂圓直徑da也增大。x<0，刀具的齒頂線內(nèi)移，因此，負變位齒輪的齒根圓直徑df變小，要保持相應(yīng)的齒高，齒頂圓直徑da也變小。正變位齒輪x>0hahf標準齒輪x＝0分度圓負變位齒輪x<0變位齒輪尺寸特點(3)齒根高與齒頂高的變化：x>0，齒根高hf減小，齒頂高ha增大。x<0，齒根高hf增大，齒頂高ha減小。hahf變位齒輪尺寸特點

(5)由于變位齒輪的齒槽寬與齒厚都發(fā)生變化，中心距也會變化，利用這一特點，可調(diào)整齒輪傳動的中心距。分度圓刀具中線xm變位齒輪傳動類型變位齒輪傳動類型零傳動x1＋x2＝0正傳動x1＋x2>0負傳動x1＋x2<0不等變位齒輪傳動或角度變位標準齒輪傳動x1＝x2＝0高變位齒輪傳動x1＝-x2≠0變位齒輪傳動類型

變位系數(shù)的確定：

小齒輪采用正變位，x1>0，大齒輪采用負變位，x2<0。優(yōu)缺點：①可采用z1≤zmin的小齒輪，仍不根切,使結(jié)構(gòu)更緊湊。②改善小齒輪的磨損情況。③相對提高承載能力，因大小齒輪強度趨于接近。④缺點是:沒有互換性，必須成對使用，ε略有減小。任務(wù)實施任務(wù)：

某牛頭刨床一對外嚙合的齒輪中，小齒輪已嚴重磨損，大齒輪磨損較輕，擬將小齒輪報廢，將大齒輪修復(fù)使用。已知z1=17，z2=118，m=5mm，α=20°，ha*=1.0

，實際中心距337.5mm，大齒輪齒厚磨損的減薄量約為1.5mm，問應(yīng)如何設(shè)計這對齒輪。分析：修復(fù)舊齒輪的辦法是對磨損嚴重的大齒輪采用負變位加工，切去因磨損所造成的不正常齒廓，并選配小齒輪。1）確定大齒輪變位系數(shù)由已知條件中齒厚減薄量可得?s=2x2mtanα=1.5

任務(wù)實施2）確定傳動類型要求實際中心距計算標準中心距故采用高變位齒輪傳動，且a′=337.5mma′=ax1=－x2=0.41

知識總結(jié)變位齒輪概念變位齒輪的尺寸特點：由于刀具相同，故變位齒輪的基本參數(shù)m、z、α相同。項目標準齒輪正變位齒輪負變位齒輪齒廓曲線