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1、YCF正版可修改PPT（中职）机械设计基础6教学课件第六章第六章 齿轮传动齿轮传动本本 章章 概概 述述教教 学学 目目 标标第一节第一节 齿轮传动的类型齿轮传动的类型第二节第二节 渐开线直齿圆柱齿轮渐开线直齿圆柱齿轮第三节第三节 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动第四节第四节 渐开线齿轮的加工方法及根切现象渐开线齿轮的加工方法及根切现象第五节第五节 变位齿轮传动变位齿轮传动第六节第六节 轮齿的失效和齿轮的材料轮齿的失效和齿轮的材料下一页第六章第六章 齿轮传动齿轮传动第七节第七节 标准直齿圆柱齿轮传动的设计标准直齿圆柱齿轮传动的设计第八节第八节 平行轴斜齿圆柱齿轮
2、传动平行轴斜齿圆柱齿轮传动第九节第九节 圆柱齿轮的结构圆柱齿轮的结构上一页本本 章章 概概 述述齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一类传动，它历史悠久、形式多齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一类传动，它历史悠久、形式多齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一类传动，它历史悠久、形式多齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一类传动，它历史悠久、形式多样，广泛用于传递任意两轴或多轴间的运动和动力。它的主要特点是样，广泛用于传递任意两轴或多轴间的运动和动力。它的主要特点是样，广泛用于传递任意两轴或多轴间的运动和动力。它的主要特点是样，广泛用于传递任意两轴或多轴间的运动和动力。它的主要特点是:瞬时传动比恒定、传动效
3、率高、寿命长、结构紧凑。但由于它的制瞬时传动比恒定、传动效率高、寿命长、结构紧凑。但由于它的制瞬时传动比恒定、传动效率高、寿命长、结构紧凑。但由于它的制瞬时传动比恒定、传动效率高、寿命长、结构紧凑。但由于它的制造和安装精度要求较高，故制造工艺水平复杂，成本较高。造和安装精度要求较高，故制造工艺水平复杂，成本较高。造和安装精度要求较高，故制造工艺水平复杂，成本较高。造和安装精度要求较高，故制造工艺水平复杂，成本较高。本章主要就齿轮传动的类型、条件、尺寸计算及设计方面的相关知识本章主要就齿轮传动的类型、条件、尺寸计算及设计方面的相关知识本章主要就齿轮传动的类型、条件、尺寸计算及设计方面的相关知识本
4、章主要就齿轮传动的类型、条件、尺寸计算及设计方面的相关知识进行介绍和讲解。进行介绍和讲解。进行介绍和讲解。进行介绍和讲解。返回教教 学学 目目 标标1.1.了解齿轮传动的特点、分类和应用。了解齿轮传动的特点、分类和应用。了解齿轮传动的特点、分类和应用。了解齿轮传动的特点、分类和应用。2.2.理解渐开线及其性质、了解渐开线齿廊的传动特点。理解渐开线及其性质、了解渐开线齿廊的传动特点。理解渐开线及其性质、了解渐开线齿廊的传动特点。理解渐开线及其性质、了解渐开线齿廊的传动特点。3.3.熟悉渐开线齿轮各部分的名称、主要参数、掌握标准直齿圆柱齿轮熟悉渐开线齿轮各部分的名称、主要参数、掌握标准直齿圆柱齿轮
5、熟悉渐开线齿轮各部分的名称、主要参数、掌握标准直齿圆柱齿轮熟悉渐开线齿轮各部分的名称、主要参数、掌握标准直齿圆柱齿轮的基本参数和尺寸的计算。的基本参数和尺寸的计算。的基本参数和尺寸的计算。的基本参数和尺寸的计算。4.4.理解一对渐开线齿轮的啮合传动以及正确啮合条件和连续传动条件。理解一对渐开线齿轮的啮合传动以及正确啮合条件和连续传动条件。理解一对渐开线齿轮的啮合传动以及正确啮合条件和连续传动条件。理解一对渐开线齿轮的啮合传动以及正确啮合条件和连续传动条件。5.5.了解渐开线齿轮的加工方法、加工原理、根切现象的产生及标准齿了解渐开线齿轮的加工方法、加工原理、根切现象的产生及标准齿了解渐开线齿轮的
6、加工方法、加工原理、根切现象的产生及标准齿了解渐开线齿轮的加工方法、加工原理、根切现象的产生及标准齿轮不发生根切的最少齿数。轮不发生根切的最少齿数。轮不发生根切的最少齿数。轮不发生根切的最少齿数。6.6.了解变位齿轮和变位齿轮传动的概念。了解变位齿轮和变位齿轮传动的概念。了解变位齿轮和变位齿轮传动的概念。了解变位齿轮和变位齿轮传动的概念。7.7.熟悉齿轮的失效形式、齿轮的材料和结构。熟悉齿轮的失效形式、齿轮的材料和结构。熟悉齿轮的失效形式、齿轮的材料和结构。熟悉齿轮的失效形式、齿轮的材料和结构。8.8.熟悉齿轮传动的维护。熟悉齿轮传动的维护。熟悉齿轮传动的维护。熟悉齿轮传动的维护。下一页返回9
7、.9.掌握直齿圆柱齿轮传动的强度计算掌握直齿圆柱齿轮传动的强度计算掌握直齿圆柱齿轮传动的强度计算掌握直齿圆柱齿轮传动的强度计算:受力分析、齿面接触疲劳强度计受力分析、齿面接触疲劳强度计受力分析、齿面接触疲劳强度计受力分析、齿面接触疲劳强度计算、齿根弯曲疲劳强度计算和参数选择。算、齿根弯曲疲劳强度计算和参数选择。算、齿根弯曲疲劳强度计算和参数选择。算、齿根弯曲疲劳强度计算和参数选择。10.10.了解针齿圆柱齿轮传动的特点、啮合条件，熟悉针齿圆柱齿轮传动了解针齿圆柱齿轮传动的特点、啮合条件，熟悉针齿圆柱齿轮传动了解针齿圆柱齿轮传动的特点、啮合条件，熟悉针齿圆柱齿轮传动了解针齿圆柱齿轮传动的特点、啮
8、合条件，熟悉针齿圆柱齿轮传动的尺寸和参数计算，理解针齿圆柱齿轮的受力分析和强度计算。的尺寸和参数计算，理解针齿圆柱齿轮的受力分析和强度计算。的尺寸和参数计算，理解针齿圆柱齿轮的受力分析和强度计算。的尺寸和参数计算，理解针齿圆柱齿轮的受力分析和强度计算。上一页返回第一节第一节 齿轮传动的类型齿轮传动的类型一、齿轮传动的类型一、齿轮传动的类型按照一对齿轮轴线的相互位置及轮齿齿线相对于齿轮母线的方向，齿按照一对齿轮轴线的相互位置及轮齿齿线相对于齿轮母线的方向，齿按照一对齿轮轴线的相互位置及轮齿齿线相对于齿轮母线的方向，齿按照一对齿轮轴线的相互位置及轮齿齿线相对于齿轮母线的方向，齿轮传动可分为如下几种
9、类型。轮传动可分为如下几种类型。轮传动可分为如下几种类型。轮传动可分为如下几种类型。1.1.平面齿轮传动平面齿轮传动平面齿轮传动平面齿轮传动(两轴平行的齿轮传动两轴平行的齿轮传动两轴平行的齿轮传动两轴平行的齿轮传动)因两齿轮的轴线相互平行，所以两轮的相对运动为平面运动。平面齿因两齿轮的轴线相互平行，所以两轮的相对运动为平面运动。平面齿因两齿轮的轴线相互平行，所以两轮的相对运动为平面运动。平面齿因两齿轮的轴线相互平行，所以两轮的相对运动为平面运动。平面齿轮传动又可分为轮传动又可分为轮传动又可分为轮传动又可分为:(1)(1)直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动 直齿圆柱
10、齿轮的轮齿方向与其轴平行。它又直齿圆柱齿轮的轮齿方向与其轴平行。它又直齿圆柱齿轮的轮齿方向与其轴平行。它又直齿圆柱齿轮的轮齿方向与其轴平行。它又可分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿轮齿条传动。可分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿轮齿条传动。可分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿轮齿条传动。可分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿轮齿条传动。(2)(2)平行轴斜齿圆柱齿轮传动平行轴斜齿圆柱齿轮传动平行轴斜齿圆柱齿轮传动平行轴斜齿圆柱齿轮传动 平行轴斜齿圆柱齿轮的轮齿方向相对平行轴斜齿圆柱齿轮的轮齿方向相对平行轴斜齿圆柱齿轮的轮齿方向相对平行轴斜齿圆柱齿轮的轮齿方向相对其轴线倾斜了一个角
11、度。它也有外啮合、内啮合和齿轮齿条啮合其轴线倾斜了一个角度。它也有外啮合、内啮合和齿轮齿条啮合其轴线倾斜了一个角度。它也有外啮合、内啮合和齿轮齿条啮合其轴线倾斜了一个角度。它也有外啮合、内啮合和齿轮齿条啮合3 3种种种种传动方式。传动方式。传动方式。传动方式。下一页返回第一节第一节 齿轮传动的类型齿轮传动的类型(3)(3)人字齿轮传动人字齿轮传动人字齿轮传动人字齿轮传动 人字齿轮可看作是由两个螺旋角大小相等、旋向人字齿轮可看作是由两个螺旋角大小相等、旋向人字齿轮可看作是由两个螺旋角大小相等、旋向人字齿轮可看作是由两个螺旋角大小相等、旋向相反的斜齿轮组成的。相反的斜齿轮组成的。相反的斜齿轮组成的
12、。相反的斜齿轮组成的。2.2.空间齿轮传动空间齿轮传动空间齿轮传动空间齿轮传动(两轴不平行的齿轮传动两轴不平行的齿轮传动两轴不平行的齿轮传动两轴不平行的齿轮传动)因两齿轮的轴线不平行，故两轮的相对运动为空间运动。空间齿轮传因两齿轮的轴线不平行，故两轮的相对运动为空间运动。空间齿轮传因两齿轮的轴线不平行，故两轮的相对运动为空间运动。空间齿轮传因两齿轮的轴线不平行，故两轮的相对运动为空间运动。空间齿轮传动又可分为动又可分为动又可分为动又可分为:(1)(1)圆锥齿轮传动圆锥齿轮传动圆锥齿轮传动圆锥齿轮传动 两圆锥齿轮的轴线是相交的。圆锥齿轮的轮齿分两圆锥齿轮的轴线是相交的。圆锥齿轮的轮齿分两圆锥齿轮
13、的轴线是相交的。圆锥齿轮的轮齿分两圆锥齿轮的轴线是相交的。圆锥齿轮的轮齿分布在截圆锥体的表面上，按轮齿方向的不同可分为直齿圆锥齿轮和曲布在截圆锥体的表面上，按轮齿方向的不同可分为直齿圆锥齿轮和曲布在截圆锥体的表面上，按轮齿方向的不同可分为直齿圆锥齿轮和曲布在截圆锥体的表面上，按轮齿方向的不同可分为直齿圆锥齿轮和曲齿圆锥齿轮。齿圆锥齿轮。齿圆锥齿轮。齿圆锥齿轮。(2)(2)交错轴斜齿轮传动交错轴斜齿轮传动交错轴斜齿轮传动交错轴斜齿轮传动 这种齿轮传动的两轴线是相互交错的这种齿轮传动的两轴线是相互交错的这种齿轮传动的两轴线是相互交错的这种齿轮传动的两轴线是相互交错的(如如如如图图图图6-6-1 1
14、所示所示所示所示)。单个齿轮为一斜齿轮。单个齿轮为一斜齿轮。单个齿轮为一斜齿轮。单个齿轮为一斜齿轮。上一页 下一页返回第一节第一节 齿轮传动的类型齿轮传动的类型(3)(3)蜗杆传动蜗杆传动蜗杆传动蜗杆传动 这种传动中的蜗杆轴线与蜗轮轴线是互相垂直交错的这种传动中的蜗杆轴线与蜗轮轴线是互相垂直交错的这种传动中的蜗杆轴线与蜗轮轴线是互相垂直交错的这种传动中的蜗杆轴线与蜗轮轴线是互相垂直交错的(如如如如图图图图6-26-2所示所示所示所示)。(4)(4)准双曲面齿轮传动准双曲面齿轮传动准双曲面齿轮传动准双曲面齿轮传动 这种齿轮传动的两轮轴线互相垂直交错。这种齿轮传动的两轮轴线互相垂直交错。这种齿轮传
15、动的两轮轴线互相垂直交错。这种齿轮传动的两轮轴线互相垂直交错。二、对齿轮传动的基本要求二、对齿轮传动的基本要求齿轮常用于传递运动和动力，故对其提出两个基本要求齿轮常用于传递运动和动力，故对其提出两个基本要求齿轮常用于传递运动和动力，故对其提出两个基本要求齿轮常用于传递运动和动力，故对其提出两个基本要求:传动准确、平稳。要求齿轮在传动过程中的瞬时角速度比传动准确、平稳。要求齿轮在传动过程中的瞬时角速度比传动准确、平稳。要求齿轮在传动过程中的瞬时角速度比传动准确、平稳。要求齿轮在传动过程中的瞬时角速度比 恒恒恒恒定不变，否则主动轮匀速转动而从动轮转速时快时慢，会引起冲击、定不变，否则主动轮匀速转动
16、而从动轮转速时快时慢，会引起冲击、定不变，否则主动轮匀速转动而从动轮转速时快时慢，会引起冲击、定不变，否则主动轮匀速转动而从动轮转速时快时慢，会引起冲击、振动和噪声，影响传动的质量。振动和噪声，影响传动的质量。振动和噪声，影响传动的质量。振动和噪声，影响传动的质量。具有足够的承载能力和使用寿命。要求齿轮在传动过程中有足够的强具有足够的承载能力和使用寿命。要求齿轮在传动过程中有足够的强具有足够的承载能力和使用寿命。要求齿轮在传动过程中有足够的强具有足够的承载能力和使用寿命。要求齿轮在传动过程中有足够的强度、刚度，以传递较大的动力度、刚度，以传递较大的动力度、刚度，以传递较大的动力度、刚度，以传递
17、较大的动力;还要有较长的使用寿命和较小的结构还要有较长的使用寿命和较小的结构还要有较长的使用寿命和较小的结构还要有较长的使用寿命和较小的结构尺寸。尺寸。尺寸。尺寸。上一页 返回第二节第二节 渐开线直齿圆柱齿轮渐开线直齿圆柱齿轮一、渐开线的形成及其特性一、渐开线的形成及其特性1.1.渐开线的形成渐开线的形成渐开线的形成渐开线的形成当一直线在一圆周上作纯滚动时，该直线上任一点的轨迹称为这个圆当一直线在一圆周上作纯滚动时，该直线上任一点的轨迹称为这个圆当一直线在一圆周上作纯滚动时，该直线上任一点的轨迹称为这个圆当一直线在一圆周上作纯滚动时，该直线上任一点的轨迹称为这个圆的渐开线，这个圆称为渐开线的基
18、圆，半径用的渐开线，这个圆称为渐开线的基圆，半径用的渐开线，这个圆称为渐开线的基圆，半径用的渐开线，这个圆称为渐开线的基圆，半径用 表示，该直线称为渐表示，该直线称为渐表示，该直线称为渐表示，该直线称为渐开线的发生线开线的发生线开线的发生线开线的发生线(如如如如图图图图6-3(a)6-3(a)所示所示所示所示)。渐开线齿轮轮齿的齿廓就是由同一。渐开线齿轮轮齿的齿廓就是由同一。渐开线齿轮轮齿的齿廓就是由同一。渐开线齿轮轮齿的齿廓就是由同一基圆上产生的两条反向且对称的渐开线组成的。基圆上产生的两条反向且对称的渐开线组成的。基圆上产生的两条反向且对称的渐开线组成的。基圆上产生的两条反向且对称的渐开线
19、组成的。由渐开线形成的过程可知，渐开线具有以下性质由渐开线形成的过程可知，渐开线具有以下性质由渐开线形成的过程可知，渐开线具有以下性质由渐开线形成的过程可知，渐开线具有以下性质:2.2.渐开线的特性渐开线的特性渐开线的特性渐开线的特性发生线沿基圆滚过的长度发生线沿基圆滚过的长度发生线沿基圆滚过的长度发生线沿基圆滚过的长度 等于基圆上被滚过的弧长等于基圆上被滚过的弧长等于基圆上被滚过的弧长等于基圆上被滚过的弧长 ，即，即，即，即 (如如如如图图图图6-3(a)6-3(a)所示所示所示所示)。下一页返回第二节第二节 渐开线直齿圆柱齿轮渐开线直齿圆柱齿轮发生线发生线发生线发生线NKNK是渐开线在任意
20、点是渐开线在任意点是渐开线在任意点是渐开线在任意点KK的法线。由的法线。由的法线。由的法线。由图图图图6-3(a)6-3(a)可知，形成渐开线可知，形成渐开线可知，形成渐开线可知，形成渐开线时，时，时，时，KK点附近的渐开线可以看成以点附近的渐开线可以看成以点附近的渐开线可以看成以点附近的渐开线可以看成以N N为圆心，以为圆心，以为圆心，以为圆心，以NKNK为半径的一段圆弧。为半径的一段圆弧。为半径的一段圆弧。为半径的一段圆弧。因此，因此，因此，因此，N N点是渐开线在点是渐开线在点是渐开线在点是渐开线在KK点的曲率中心，线段点的曲率中心，线段点的曲率中心，线段点的曲率中心，线段NKNK是渐开
21、线上是渐开线上是渐开线上是渐开线上KK点的曲点的曲点的曲点的曲率半径，也是渐开线上率半径，也是渐开线上率半径，也是渐开线上率半径，也是渐开线上KK点的法线。又由于发生线在各个位置与基圆点的法线。又由于发生线在各个位置与基圆点的法线。又由于发生线在各个位置与基圆点的法线。又由于发生线在各个位置与基圆相切，因此，渐开线上任一点的法线必与其基圆相切，切于基圆的直相切，因此，渐开线上任一点的法线必与其基圆相切，切于基圆的直相切，因此，渐开线上任一点的法线必与其基圆相切，切于基圆的直相切，因此，渐开线上任一点的法线必与其基圆相切，切于基圆的直线必为渐开线上一点的法线。线必为渐开线上一点的法线。线必为渐开
22、线上一点的法线。线必为渐开线上一点的法线。如如如如图图图图6-3(b)6-3(b)所示中的所示中的所示中的所示中的 是渐开线上是渐开线上是渐开线上是渐开线上KK点的法线与该点的速度方向线所点的法线与该点的速度方向线所点的法线与该点的速度方向线所点的法线与该点的速度方向线所夹的锐角，称为该点的压力角。由夹的锐角，称为该点的压力角。由夹的锐角，称为该点的压力角。由夹的锐角，称为该点的压力角。由图图图图6-3(b)6-3(b)可见，可见，可见，可见，渐开，渐开，渐开，渐开线上各点的压力角不等，线上各点的压力角不等，线上各点的压力角不等，线上各点的压力角不等，越大越大越大越大(即即即即KK点离圆心点离
23、圆心点离圆心点离圆心OO越远越远越远越远)，其压力角越，其压力角越，其压力角越，其压力角越大大大大;反之越小。基圆上的压力角等于零度。反之越小。基圆上的压力角等于零度。反之越小。基圆上的压力角等于零度。反之越小。基圆上的压力角等于零度。上一页 下一页返回第二节第二节 渐开线直齿圆柱齿轮渐开线直齿圆柱齿轮渐开线的形状取决于基圆的大小。如渐开线的形状取决于基圆的大小。如渐开线的形状取决于基圆的大小。如渐开线的形状取决于基圆的大小。如图图图图6-46-4所示，基圆越小，渐开线越所示，基圆越小，渐开线越所示，基圆越小，渐开线越所示，基圆越小，渐开线越弯曲弯曲弯曲弯曲;基圆越大，渐开线越平直。当基圆半径
24、为无穷大时，其渐开线基圆越大，渐开线越平直。当基圆半径为无穷大时，其渐开线基圆越大，渐开线越平直。当基圆半径为无穷大时，其渐开线基圆越大，渐开线越平直。当基圆半径为无穷大时，其渐开线将成为一条直线。齿条的渐开线齿廊就是这种直线齿廓。将成为一条直线。齿条的渐开线齿廊就是这种直线齿廓。将成为一条直线。齿条的渐开线齿廊就是这种直线齿廓。将成为一条直线。齿条的渐开线齿廊就是这种直线齿廓。因渐开线是从基圆开始向外展开的，所以基圆内无渐开线。因渐开线是从基圆开始向外展开的，所以基圆内无渐开线。因渐开线是从基圆开始向外展开的，所以基圆内无渐开线。因渐开线是从基圆开始向外展开的，所以基圆内无渐开线。二、渐开线
25、齿轮的基本参数二、渐开线齿轮的基本参数1.1.直齿圆柱齿轮各部分的名称及主要参数直齿圆柱齿轮各部分的名称及主要参数直齿圆柱齿轮各部分的名称及主要参数直齿圆柱齿轮各部分的名称及主要参数如如如如图图图图6-56-5所示为直齿圆柱齿轮的一部分，其中所示为直齿圆柱齿轮的一部分，其中所示为直齿圆柱齿轮的一部分，其中所示为直齿圆柱齿轮的一部分，其中图图图图6-5(a)6-5(a)为外齿轮，为外齿轮，为外齿轮，为外齿轮，图图图图6-6-5(b)5(b)为内齿轮。为内齿轮。为内齿轮。为内齿轮。(1)(1)齿数齿数齿数齿数z z 在齿轮整个圆周上均匀分布的轮齿总数称为齿数，用在齿轮整个圆周上均匀分布的轮齿总数称
26、为齿数，用在齿轮整个圆周上均匀分布的轮齿总数称为齿数，用在齿轮整个圆周上均匀分布的轮齿总数称为齿数，用z z表表表表示。轮齿两侧具有互相对称的齿廓。示。轮齿两侧具有互相对称的齿廓。示。轮齿两侧具有互相对称的齿廓。示。轮齿两侧具有互相对称的齿廓。上一页 下一页返回第二节第二节 渐开线直齿圆柱齿轮渐开线直齿圆柱齿轮(2)(2)齿顶圆齿顶圆齿顶圆齿顶圆 在圆柱齿轮上，齿顶圆柱面与端平面的交线称为齿顶圆，在圆柱齿轮上，齿顶圆柱面与端平面的交线称为齿顶圆，在圆柱齿轮上，齿顶圆柱面与端平面的交线称为齿顶圆，在圆柱齿轮上，齿顶圆柱面与端平面的交线称为齿顶圆，其直径和半径分别用其直径和半径分别用其直径和半径分
27、别用其直径和半径分别用 和和和和 表示。表示。表示。表示。(3)(3)齿根圆齿根圆齿根圆齿根圆 在圆柱齿轮上，齿根圆柱面与端平面的交线称为齿根圆，在圆柱齿轮上，齿根圆柱面与端平面的交线称为齿根圆，在圆柱齿轮上，齿根圆柱面与端平面的交线称为齿根圆，在圆柱齿轮上，齿根圆柱面与端平面的交线称为齿根圆，其直径和半径分别用其直径和半径分别用其直径和半径分别用其直径和半径分别用 和和和和 表示。表示。表示。表示。(4)(4)齿距、齿槽、齿厚齿距、齿槽、齿厚齿距、齿槽、齿厚齿距、齿槽、齿厚 齿轮上相邻两齿之间的空间称为齿槽。在任齿轮上相邻两齿之间的空间称为齿槽。在任齿轮上相邻两齿之间的空间称为齿槽。在任齿轮
28、上相邻两齿之间的空间称为齿槽。在任意半径意半径意半径意半径 的圆周上，一个齿两侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿厚，的圆周上，一个齿两侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿厚，的圆周上，一个齿两侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿厚，的圆周上，一个齿两侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿厚，用用用用 表示表示表示表示;齿槽两侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿槽宽，用齿槽两侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿槽宽，用齿槽两侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿槽宽，用齿槽两侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿槽宽，用 表示表示表示表示;相邻两齿同侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿距，用相邻两齿同侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿距，用相邻两齿同侧齿廓间的弧长称为该圆上的
29、齿距，用相邻两齿同侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿距，用 表示。所以，表示。所以，表示。所以，表示。所以，在同一圆周上在同一圆周上在同一圆周上在同一圆周上上一页 下一页返回第二节第二节 渐开线直齿圆柱齿轮渐开线直齿圆柱齿轮(5)(5)分度圆分度圆分度圆分度圆 为了设计、制造的方便，将齿轮上某个圆作为度量齿轮为了设计、制造的方便，将齿轮上某个圆作为度量齿轮为了设计、制造的方便，将齿轮上某个圆作为度量齿轮为了设计、制造的方便，将齿轮上某个圆作为度量齿轮尺寸的基准，称这个圆为分度圆。约定分度圆上有关尺寸一律不加脚尺寸的基准，称这个圆为分度圆。约定分度圆上有关尺寸一律不加脚尺寸的基准，称这个圆为分度圆。约
30、定分度圆上有关尺寸一律不加脚尺寸的基准，称这个圆为分度圆。约定分度圆上有关尺寸一律不加脚注，分度圆直径和半径分别用注，分度圆直径和半径分别用注，分度圆直径和半径分别用注，分度圆直径和半径分别用d d和和和和r r表示。表示。表示。表示。(6)(6)模数模数模数模数m m 分度圆上相邻两齿同侧齿廓间的弧长称为分度圆齿距分度圆上相邻两齿同侧齿廓间的弧长称为分度圆齿距分度圆上相邻两齿同侧齿廓间的弧长称为分度圆齿距分度圆上相邻两齿同侧齿廓间的弧长称为分度圆齿距(简简简简称齿距称齿距称齿距称齿距)，用，用，用，用P P表示。根据齿距的定义可得表示。根据齿距的定义可得表示。根据齿距的定义可得表示。根据齿距
31、的定义可得 ，或，或，或，或 ，式中包含无理数式中包含无理数式中包含无理数式中包含无理数 。为了便于设计、制造和检验，人为地规定。为了便于设计、制造和检验，人为地规定。为了便于设计、制造和检验，人为地规定。为了便于设计、制造和检验，人为地规定 的值为标准值，称为模数，用的值为标准值，称为模数，用的值为标准值，称为模数，用的值为标准值，称为模数，用mm表示，即表示，即表示，即表示，即 ,。表表表表6-16-1为国标为国标为国标为国标GB 1357-1987GB 1357-1987规定的标准模数系列，模数的单位为规定的标准模数系列，模数的单位为规定的标准模数系列，模数的单位为规定的标准模数系列，模
32、数的单位为mmmm。模数是齿轮几何计算的重要参数。齿数相同的齿轮，模数越大，其尺模数是齿轮几何计算的重要参数。齿数相同的齿轮，模数越大，其尺模数是齿轮几何计算的重要参数。齿数相同的齿轮，模数越大，其尺模数是齿轮几何计算的重要参数。齿数相同的齿轮，模数越大，其尺寸越大，如寸越大，如寸越大，如寸越大，如图图图图6-66-6所示。轮齿的承载能力强，抗弯强度高所示。轮齿的承载能力强，抗弯强度高所示。轮齿的承载能力强，抗弯强度高所示。轮齿的承载能力强，抗弯强度高;若模数小，若模数小，若模数小，若模数小，则相反。则相反。则相反。则相反。上一页 下一页返回第二节第二节 渐开线直齿圆柱齿轮渐开线直齿圆柱齿轮于
33、是，分度圆直径和半径为于是，分度圆直径和半径为于是，分度圆直径和半径为于是，分度圆直径和半径为d=mz;r=mz/2d=mz;r=mz/2。(7)(7)压力角压力角压力角压力角 渐开线上各点的压力角不同，通常将渐开线在分度圆渐开线上各点的压力角不同，通常将渐开线在分度圆渐开线上各点的压力角不同，通常将渐开线在分度圆渐开线上各点的压力角不同，通常将渐开线在分度圆上的压力角简称为压力角，用上的压力角简称为压力角，用上的压力角简称为压力角，用上的压力角简称为压力角，用 表示。表示。表示。表示。由式由式由式由式 和和和和d=mzd=mz可得基圆直径为可得基圆直径为可得基圆直径为可得基圆直径为 。可见，
34、只有。可见，只有。可见，只有。可见，只有mm、z z和和和和 都确定了，齿轮的基圆直径都确定了，齿轮的基圆直径都确定了，齿轮的基圆直径都确定了，齿轮的基圆直径 才确定，渐开线形状才确定。才确定，渐开线形状才确定。才确定，渐开线形状才确定。才确定，渐开线形状才确定。所以，所以，所以，所以，m,zm,z和和和和 是确定渐开线形状的是确定渐开线形状的是确定渐开线形状的是确定渐开线形状的3 3个基本参数。为了制造、检验和个基本参数。为了制造、检验和个基本参数。为了制造、检验和个基本参数。为了制造、检验和互换使用的方便，分度圆的压力角互换使用的方便，分度圆的压力角互换使用的方便，分度圆的压力角互换使用的
35、方便，分度圆的压力角 也规定了标准值。我国规定标准也规定了标准值。我国规定标准也规定了标准值。我国规定标准也规定了标准值。我国规定标准压力角压力角压力角压力角 。显然，分度圆可定义为显然，分度圆可定义为显然，分度圆可定义为显然，分度圆可定义为:在齿轮上具有标准模数和压力角的圆。在齿轮上具有标准模数和压力角的圆。在齿轮上具有标准模数和压力角的圆。在齿轮上具有标准模数和压力角的圆。(8)(8)齿顶高系数齿顶高系数齿顶高系数齿顶高系数 和顶隙系数和顶隙系数和顶隙系数和顶隙系数 以分度圆为界，轮齿介于分度圆与以分度圆为界，轮齿介于分度圆与以分度圆为界，轮齿介于分度圆与以分度圆为界，轮齿介于分度圆与齿顶
36、圆间的部分称为齿顶。齿顶圆间的部分称为齿顶。齿顶圆间的部分称为齿顶。齿顶圆间的部分称为齿顶。上一页 下一页返回第二节第二节 渐开线直齿圆柱齿轮渐开线直齿圆柱齿轮其径向高度称为齿顶高，用其径向高度称为齿顶高，用其径向高度称为齿顶高，用其径向高度称为齿顶高，用 表示，标准齿轮的齿顶高表示，标准齿轮的齿顶高表示，标准齿轮的齿顶高表示，标准齿轮的齿顶高 。式中式中式中式中 称为齿顶高系数称为齿顶高系数称为齿顶高系数称为齿顶高系数:轮齿介于分度圆与齿根圆间的部分称为齿根，轮齿介于分度圆与齿根圆间的部分称为齿根，轮齿介于分度圆与齿根圆间的部分称为齿根，轮齿介于分度圆与齿根圆间的部分称为齿根，其径向高度称为
37、齿根高，用其径向高度称为齿根高，用其径向高度称为齿根高，用其径向高度称为齿根高，用 表示表示表示表示;标准齿轮的齿根高标准齿轮的齿根高标准齿轮的齿根高标准齿轮的齿根高 ，式中，式中，式中，式中 称为顶隙系数。齿轮啮合时，一齿轮的齿顶与另一齿轮的称为顶隙系数。齿轮啮合时，一齿轮的齿顶与另一齿轮的称为顶隙系数。齿轮啮合时，一齿轮的齿顶与另一齿轮的称为顶隙系数。齿轮啮合时，一齿轮的齿顶与另一齿轮的齿根间的径向距离称为顶隙，用齿根间的径向距离称为顶隙，用齿根间的径向距离称为顶隙，用齿根间的径向距离称为顶隙，用c c表示，表示，表示，表示，。它不仅可避免传动。它不仅可避免传动。它不仅可避免传动。它不仅可
38、避免传动时轮齿互相顶撞，而且有利于储存润滑油。时轮齿互相顶撞，而且有利于储存润滑油。时轮齿互相顶撞，而且有利于储存润滑油。时轮齿互相顶撞，而且有利于储存润滑油。我国国家标准规定我国国家标准规定我国国家标准规定我国国家标准规定:时，时，时，时，;当当当当0.1 m10.1 m 20mm)m 20mm)的齿轮，并可以切制人字的齿轮，并可以切制人字的齿轮，并可以切制人字的齿轮，并可以切制人字齿轮。齿轮。齿轮。齿轮。(2)(2)仿形法的优缺点仿形法的优缺点仿形法的优缺点仿形法的优缺点 仿形法的优点是仿形法的优点是仿形法的优点是仿形法的优点是:加工方法简单，可使用普通加工方法简单，可使用普通加工方法简单
39、，可使用普通加工方法简单，可使用普通铣床加工。缺点是加工过程不连续，生产率低铣床加工。缺点是加工过程不连续，生产率低铣床加工。缺点是加工过程不连续，生产率低铣床加工。缺点是加工过程不连续，生产率低;用仿形法加工齿轮时，用仿形法加工齿轮时，用仿形法加工齿轮时，用仿形法加工齿轮时，对每一种模数、齿数的齿轮配一把铣刀显然无法实现。所以在实际生对每一种模数、齿数的齿轮配一把铣刀显然无法实现。所以在实际生对每一种模数、齿数的齿轮配一把铣刀显然无法实现。所以在实际生对每一种模数、齿数的齿轮配一把铣刀显然无法实现。所以在实际生产中，为减少刀具，对于同一模数和标准压力角的铣刀，一般采用产中，为减少刀具，对于同
40、一模数和标准压力角的铣刀，一般采用产中，为减少刀具，对于同一模数和标准压力角的铣刀，一般采用产中，为减少刀具，对于同一模数和标准压力角的铣刀，一般采用8 8把把把把(或或或或1515把把把把)为一套。每把铣刀铣制一定范围齿数的齿轮，以适应加工为一套。每把铣刀铣制一定范围齿数的齿轮，以适应加工为一套。每把铣刀铣制一定范围齿数的齿轮，以适应加工为一套。每把铣刀铣制一定范围齿数的齿轮，以适应加工不同齿数齿轮的需要不同齿数齿轮的需要不同齿数齿轮的需要不同齿数齿轮的需要(见见见见表表表表6-3 6-3)。表中每号铣刀是按该组齿数中最少。表中每号铣刀是按该组齿数中最少。表中每号铣刀是按该组齿数中最少。表中
41、每号铣刀是按该组齿数中最少齿数的齿形制成的，因而对其余的齿数来说，其齿廓是近似的。因此，齿数的齿形制成的，因而对其余的齿数来说，其齿廓是近似的。因此，齿数的齿形制成的，因而对其余的齿数来说，其齿廓是近似的。因此，齿数的齿形制成的，因而对其余的齿数来说，其齿廓是近似的。因此，仿形法铣削的齿廓精度较差，故只适用于修配及单件小批量生产的齿仿形法铣削的齿廓精度较差，故只适用于修配及单件小批量生产的齿仿形法铣削的齿廓精度较差，故只适用于修配及单件小批量生产的齿仿形法铣削的齿廓精度较差，故只适用于修配及单件小批量生产的齿轮加工。轮加工。轮加工。轮加工。上一页 下一页返回第四节第四节 渐开线齿轮的加工方法及
42、渐开线齿轮的加工方法及根切现象根切现象2.2.范成法范成法范成法范成法当大批量生产需提高生产效率、要求齿轮的精度较高时，常采用范成当大批量生产需提高生产效率、要求齿轮的精度较高时，常采用范成当大批量生产需提高生产效率、要求齿轮的精度较高时，常采用范成当大批量生产需提高生产效率、要求齿轮的精度较高时，常采用范成法法法法(又称展成法又称展成法又称展成法又称展成法)加工齿轮。这种方法常用的刀具有加工齿轮。这种方法常用的刀具有加工齿轮。这种方法常用的刀具有加工齿轮。这种方法常用的刀具有3 3种种种种:(1)(1)齿轮插刀齿轮插刀齿轮插刀齿轮插刀 这种刀具是一个具有切削刃的渐开线外齿轮这种刀具是一个具有
43、切削刃的渐开线外齿轮这种刀具是一个具有切削刃的渐开线外齿轮这种刀具是一个具有切削刃的渐开线外齿轮(如如如如图图图图6-12 6-12(a)(a)所示所示所示所示)。其刀具齿顶部比齿高出。其刀具齿顶部比齿高出。其刀具齿顶部比齿高出。其刀具齿顶部比齿高出 ，以便切制顶隙部分。插齿时，以便切制顶隙部分。插齿时，以便切制顶隙部分。插齿时，以便切制顶隙部分。插齿时，插刀与齿轮坯以恒定的传动比作范成运动插刀与齿轮坯以恒定的传动比作范成运动插刀与齿轮坯以恒定的传动比作范成运动插刀与齿轮坯以恒定的传动比作范成运动(即啮合传动，如即啮合传动，如即啮合传动，如即啮合传动，如图图图图6-12(b)6-12(b)所示
44、所示所示所示)。同时，插刀沿轴线方向作往复运动，即切削运动，使刀刃切。同时，插刀沿轴线方向作往复运动，即切削运动，使刀刃切。同时，插刀沿轴线方向作往复运动，即切削运动，使刀刃切。同时，插刀沿轴线方向作往复运动，即切削运动，使刀刃切削齿轮坯。为了防止插刀退刀时擦伤已加工的齿廓表面，在退刀时，削齿轮坯。为了防止插刀退刀时擦伤已加工的齿廓表面，在退刀时，削齿轮坯。为了防止插刀退刀时擦伤已加工的齿廓表面，在退刀时，削齿轮坯。为了防止插刀退刀时擦伤已加工的齿廓表面，在退刀时，轮坯还需作小距离的让刀运动。另外，为了切出轮齿的整个高度，插轮坯还需作小距离的让刀运动。另外，为了切出轮齿的整个高度，插轮坯还需作
45、小距离的让刀运动。另外，为了切出轮齿的整个高度，插轮坯还需作小距离的让刀运动。另外，为了切出轮齿的整个高度，插刀还需要向轮坯中心移动，作径向进给运动。因为这种加工方法是以刀还需要向轮坯中心移动，作径向进给运动。因为这种加工方法是以刀还需要向轮坯中心移动，作径向进给运动。因为这种加工方法是以刀还需要向轮坯中心移动，作径向进给运动。因为这种加工方法是以齿轮啮合原理为依据的，所以同一把齿轮插刀便可以加工与刀具有相齿轮啮合原理为依据的，所以同一把齿轮插刀便可以加工与刀具有相齿轮啮合原理为依据的，所以同一把齿轮插刀便可以加工与刀具有相齿轮啮合原理为依据的，所以同一把齿轮插刀便可以加工与刀具有相同模数及压
46、力角，但不同齿数的齿轮。同模数及压力角，但不同齿数的齿轮。同模数及压力角，但不同齿数的齿轮。同模数及压力角，但不同齿数的齿轮。上一页 下一页返回第四节第四节 渐开线齿轮的加工方法及渐开线齿轮的加工方法及根切现象根切现象(2)(2)齿条插刀齿条插刀齿条插刀齿条插刀 当齿轮插刀的齿数增加到无穷多时，其基圆半径也增当齿轮插刀的齿数增加到无穷多时，其基圆半径也增当齿轮插刀的齿数增加到无穷多时，其基圆半径也增当齿轮插刀的齿数增加到无穷多时，其基圆半径也增至无穷大，渐开线齿廓变成直线齿廓，齿轮插刀就变为齿条插刀。如至无穷大，渐开线齿廓变成直线齿廓，齿轮插刀就变为齿条插刀。如至无穷大，渐开线齿廓变成直线齿廓
47、，齿轮插刀就变为齿条插刀。如至无穷大，渐开线齿廓变成直线齿廓，齿轮插刀就变为齿条插刀。如图图图图6-13(a)6-13(a)所示为齿条插刀切削齿轮坯的情形，其加工原理与齿轮插刀所示为齿条插刀切削齿轮坯的情形，其加工原理与齿轮插刀所示为齿条插刀切削齿轮坯的情形，其加工原理与齿轮插刀所示为齿条插刀切削齿轮坯的情形，其加工原理与齿轮插刀切削齿轮坯相同。加工时，应使齿条插刀切线与齿轮坯分度圆的相对切削齿轮坯相同。加工时，应使齿条插刀切线与齿轮坯分度圆的相对切削齿轮坯相同。加工时，应使齿条插刀切线与齿轮坯分度圆的相对切削齿轮坯相同。加工时，应使齿条插刀切线与齿轮坯分度圆的相对运动为纯滚动，则插刀刀刃在齿
48、坯上的一系列依序位置所形成的包络运动为纯滚动，则插刀刀刃在齿坯上的一系列依序位置所形成的包络运动为纯滚动，则插刀刀刃在齿坯上的一系列依序位置所形成的包络运动为纯滚动，则插刀刀刃在齿坯上的一系列依序位置所形成的包络线线线线(如如如如图图图图6-13(b)6-13(b)所示所示所示所示)，就是被加工齿轮的渐开线齿廓。，就是被加工齿轮的渐开线齿廓。，就是被加工齿轮的渐开线齿廓。，就是被加工齿轮的渐开线齿廓。(3)(3)齿轮滚刀齿轮滚刀齿轮滚刀齿轮滚刀 用上述两种刀具进行插齿加工都是不连续的，不仅影用上述两种刀具进行插齿加工都是不连续的，不仅影用上述两种刀具进行插齿加工都是不连续的，不仅影用上述两种刀
49、具进行插齿加工都是不连续的，不仅影响生产率的提高，还限制了加工精度。因此，在生产中更广泛地采用响生产率的提高，还限制了加工精度。因此，在生产中更广泛地采用响生产率的提高，还限制了加工精度。因此，在生产中更广泛地采用响生产率的提高，还限制了加工精度。因此，在生产中更广泛地采用齿轮滚刀切制齿轮。如齿轮滚刀切制齿轮。如齿轮滚刀切制齿轮。如齿轮滚刀切制齿轮。如图图图图6-146-14所示为齿轮滚刀切削齿轮坯的情形。滚所示为齿轮滚刀切削齿轮坯的情形。滚所示为齿轮滚刀切削齿轮坯的情形。滚所示为齿轮滚刀切削齿轮坯的情形。滚刀形状像螺旋，其轴向剖面为一标准齿条齿廓。刀形状像螺旋，其轴向剖面为一标准齿条齿廓。刀
50、形状像螺旋，其轴向剖面为一标准齿条齿廓。刀形状像螺旋，其轴向剖面为一标准齿条齿廓。上一页 下一页返回第四节第四节 渐开线齿轮的加工方法及渐开线齿轮的加工方法及根切现象根切现象当滚刀绕其轴线回转时，就相当于齿条在连续不断地移动。滚刀转一当滚刀绕其轴线回转时，就相当于齿条在连续不断地移动。滚刀转一当滚刀绕其轴线回转时，就相当于齿条在连续不断地移动。滚刀转一当滚刀绕其轴线回转时，就相当于齿条在连续不断地移动。滚刀转一圈，齿条移动一个导程的距离。所以用滚刀切制齿轮的原理和齿条插圈，齿条移动一个导程的距离。所以用滚刀切制齿轮的原理和齿条插圈，齿条移动一个导程的距离。所以用滚刀切制齿轮的原理和齿条插圈，齿