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索式提取器是从动轮的齿根部分与主动轮的齿顶

发布时间:2016-12-10 09:55:00 点击:

图 &’%+ 内啮合齿轮传动 图 &’%, 齿轮与齿条啮合传动 !" 齿轮与齿条啮合传动 如图 &’ %, 为齿轮齿条啮合传动, 当为标准安装时,其齿轮分度圆与齿 条分度线相切,节圆与分度索式提取器圆重合,节 线与分度线重合,此时!" !!,也等于 齿形角;当为非标准安装时,即齿条沿 径向线 %% & 远离或靠近时,由于齿条 齿廓为直线,所以不论齿条的位置如 何改变,其齿廓总与原始位置平行,而 其啮合线总与齿廓垂直,所以不论齿 轮齿条是否标准安装,其啮合线的位置仍保持不变。因此其啮合角!" 恒等于分 度圆压力角!,而其节点 & 的位置也不变,故节圆大小也不变,而且恒与分度圆 重合。但当非标准安装时其节线与分度线不重合。 %-# 第!章 齿轮机构及其设计 !"#"$ 渐开线齿轮连续传动的条件 !" 一对轮齿的啮合过程 如图 !"#!$ 所示为一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合情况,!# !% 为啮合 线。当两轮的一对轮齿进入啮合时,是主动轮的齿根部分与从动轮齿顶接触于 "% 点;反之,脱离啮合时,是从动轮的齿根部分与主动轮的齿顶接触于


 "# 点,即 啮合终止。因此 "% 点为啮合起始点,"# 点为啮合终止点。由此可看出一对轮 齿只在啮合线 !# !% 上一段 "# "% 区间参加啮合,故 "# "% 称为实际啮合线。当 齿高增大时则 "# •●、"% 点就愈接近 !# •●、!% 点,则实际啮合线就愈长,但基圆内无 渐开线,因此实际啮合线不能超过 !# •●、!% 两点,其为两轮齿廓啮合的极限位置, 故称 !# !% 为理论啮合线。 图 !"#! 渐开线齿轮连续传动的条件 另外在两轮齿啮合过程中,轮齿的齿廓并非全部参加啮合,只是从齿顶到齿 根的一段参加接触,该段称为齿廓的工作段。由图 !"#!$ 可看出,主动轮和从动 轮的齿廓工作段长度并不相等,这说明两轮齿廓在啮合过程中其相对运动为滚 动兼滑动(节点除外),而齿根部分的工作段又较短,所以齿根磨损最严重。 #" 渐开线齿轮连续传动的条件 齿轮传动是靠两轮的轮齿依次接触推动来实现的。当前一对轮齿要脱离时 后一对轮齿应能及时进入啮合,这样才能保证传动的连续。 如图 !"#!& 所示的一对渐开线齿轮传动,虽然两轮的基圆齿距相等,但其基 圆齿距 #& 大于实际啮合线 "# "% ,即 #& ’ "# "% ,此时当前一对轮齿在 "# 点分离 !"# 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 #)( 时,后一对轮齿却还没有进入互相接触状态,故不能保证连续传动。 如图 !"#!$ 所示,此时基圆齿距 !% 等于实际啮合线 "# "& ,即 !% ’ "# "& ,当 前一对轮齿在 "# 点分离时,后一对轮齿则刚好在 "& 进入啮合,这表明恰好能 保证连续传动,但在啮合过程中始终只有一对轮齿啮合。 如图 !"#!( 所示,此时基圆齿距 !% 小于实际啮合线 "# "& ,即 !% ) "# "& ,当 前一对轮齿在 "# 点分离时,后一对轮齿则早已进入啮合,这表明可以保证连续 传动。 由此可知,一对齿轮连续传动的条件是:两轮的实际啮合线 "# "& 应大于至 少等于齿轮的基圆齿距 !% ,即 "# "&!!% 。通常将实际啮合线长度 "# "& 与基圆 齿距 !% 的比值用!" 表示,!" 称为齿轮传动的重合度,故连续传动条件为 !" ’ "# "& !% !# (!"&&) 从理论上讲重合度!" 大于等于 # 就能保证齿轮连续传动,但考虑到制造和 安装的误差,实际上应使!" 大于或等于其推荐的许用值,即!"![!" ](表 !"*)。 表 !"# [!" ]的推荐值 使用场合 一般机械制造业 汽车拖拉机 金属


切削机床 [!" ] #"* #"# + #"& #", 许用的[!" ]值是随齿轮机构的使用要求和制造精度而定的,常用的推荐值 见表 !"*。 $" 重合度计算 (#)外啮合标准直齿轮传动的重合度计算 由图 !"#- 可 知,实 际 啮 合 线 长 "# "& ’ #"# . #"& ,而 在"$# %# # 和 "$# %# "# 中 #"# ’ %# "# / %# # #"# ’ &%# 0$1"$# / &%# 0$1"2 ’ ’(# (34" & (0$1"$# / 0$1"2 ) 同理在"$& %& # 和"$& %& "& 中 #"& ’ &%& 0$1"$& / &%& 0$1"2 ’ ’(& (34" & (0$1"$& / 0$1"2 ) 所以 !" ’ "# "& !% ’ "# # . "& # !’(34" ’ # &! [ (# ( 0$1"$# / 0$1"2 ). (& ( 0$1"$& / 0$1"2 )] (!"&,) 而 "$ ’ $5((34 &% &$ ’ $5((34 ((34" ( . &)# #-* 第!章 齿轮机构及其设计 图 !"#$ 外啮合齿轮传动的重合度 (%)内啮合重合度的计算 用同样方法由图 !"#& 可知,进行类似推导可得出 !" ’ # %! [ !# ( ()*")# + ()*", )+ !% ( ()*")% + ()*", )] (!"%-) 图 !"#& 内啮合重合度 !"# 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 #$. (!)齿轮齿条啮合重合度的计算 由图 "#$% 可知,将一个齿轮的齿数增至无穷多时则变为齿条,此时可导出 图 "#$% 齿轮齿条啮合重合度 !"& ’ #!( $ )*+! "! ’ $ &! %$ ( ,(+!($ - ,(+!. )/ &#!( 01)!)*+ [ ] ! ("#&2) 当两个齿轮的齿数都增至无穷多而变成齿条时(极限情况),则推出 "!3(4 ’ $ &! &#!( 01)!)*+!/ &#!( 01)!)*+ [ ] ! ’ 5#!( !)*+(&!) ("#&") 图 "#&6 轮齿传动的重合度 当! ’ &67,#!( ’ $ 时,则"!3(4 ’ $#%8$,因此直齿轮传动的重合度不可能 超过"!3(4 。 一对齿轮传动时其重合度的大小实 际上表明了同时参与啮合轮齿对数的多 少,其值愈大则传动愈平稳,每一对齿所 受的力就愈小,因此它是衡量齿轮传动 的重要指标之一。当"! ’ $ 则表示在传 动过程中始终只有一对轮齿啮合;若假 设"! ’ & 则表示在传动过程中始终有两 对轮齿啮合;若"! 不为整数,如"! ’ $#5 则表 示 在 转 过 一 个 齿 距 的 时 间 内,有 569的时间为两对轮齿啮合,而 "69的 时间为一对轮齿啮合。如图 "#&6 在实际啮合线上 "& &•●、"$ ’ 为双齿啮合区 (6#5(: 的长度上),而 &’ 内(6#"(: 的长度上)为单齿啮合区。 $;" 第!章 齿轮机构及其设计 !!"! 渐开线齿轮的加工 !!"!"# 齿廓切制的基本原理 齿轮的加工方法有很多,有铸造•●、模锻•●、冲压•●、金属切削法等,前几种为一次 图 !"#$ 圆盘铣刀 成形,而后一种是利用刀具将齿轮齿 槽的金属去掉而成形,其详细研究属 于机械制造工艺学课程,这里仅结合 渐开线齿廓啮合原理来讨论其切削加 工方法。加工过程关键的问题是:保 证齿形准确和分齿均匀。切削加工方 法又可分为仿形法和范成法(展成法) 两种。 #" 仿形法 仿形法就是利用与被加工齿轮的 齿槽形状相同的刀具来加工齿轮,在 刀具的轴向剖面内,刀刃的形状与齿 槽的形状相同,且在加工过程中,刀具 是一个齿槽一个齿槽地切削。仿形法加工所用的刀具有:圆盘铣刀(图 !"#$)•●、指 状铣刀(图 !"##)。 图 !"## 指状铣刀 由渐开线特性可知:渐开线齿廓的形状取决于基圆的大小,而 !% & "# # ’()! 所以当 "•●、!一定时,其形状将随齿数 # 而变化,齿数不同•●、齿形不同,那么需切 出精确的齿形,则在加工同一模数和压力角的齿轮时,应采用与齿数相同的铣 !!"! 渐开线齿轮的加工 $** 刀,这样一来就需要很多的刀具,在实际中


是不可能。实际生产中是对于同一模 数和压力角的刀具,按被加工齿数分成 ! 组,也就是只准备 ! 把铣刀,每把铣刀 加工一定范围内的齿数,具体规定见表 "#$,在这范围内轮齿的形状完全相同。 因此仿形法加工缺点是:齿形不准确•●、分齿不均匀•●、切削不连续•●、生产率低•●、成本 高。优点是可在普通铣床上加工,故只适应小批量或修配齿轮加工。 表 !"# 刀号及其加工齿数的范围 刀号 % & ’ ( $ " ) ! 加工齿数的范围 %& * %’ %( * %" %) * &+ &% * &$ &" * ’( ’$ * $( $$ * %’( %’$ 以上 $" 范成法(展成法) 范成法是根据一对齿轮啮合传动时,两轮的齿廓互为共轭曲线的原理来加 工的一种方法。用范成法加工齿轮的齿廓时,常用的刀具有齿轮型刀具(如齿轮 插刀)和齿条型刀具(如齿条插刀和齿轮滚刀等)两大类: (%)齿轮插刀 图 "#&’, 所示为用齿轮插刀加工齿轮的情形。齿轮插刀其端面形状完全与 齿轮相同,为了便于切削将其磨成一定的角度。用齿轮插刀加工齿轮,要求插刀 与齿轮之间的相对转动与一对齿轮啮合传动时一样。在加工时两者相对运动 有: 图 "#&’ 用齿轮插刀加工齿轮 %)范成运动 刀具与齿坯以恒定的传动比 ! - "刀 "坯 - #坯 #刀 作回转运动,此传 动比由机床传动链保证,不存在主动•●、从动之分。 &)切削运动 插刀沿齿坯宽度方向作往复


切削运动。 %)! 第!章 齿轮机构及其设计 !)进给运动 为切出轮齿高度,在切削过程中插刀还应向齿坯中心径向移 动,直至切出规定齿高。这样刀具的渐开线齿廓就在轮坯上包络出与刀具渐开 线齿廓相共轭的渐开线齿廓来(图 "#$!%)。 ($)齿条插刀 图 "#$& 所示为用齿条插刀加工齿轮的情形。齿条插刀与齿坯之间的范成 运动即为齿条与齿轮啮合传动一样,其刀具移动速度 !刀 ’ "坯!坯 ’ #$坯!坯 $ ,其 切齿原理与齿轮插刀加工原理一样。用插刀加工出来的齿轮齿廓是插刀刃在各 个位置的包络线。 图 "#$& 用齿条插刀加工齿轮 不论用齿轮插刀还是齿条插刀加工齿轮,其切削都是不连续的,故生产率较 低。但插齿加工齿轮时可加工内齿轮。为了提高生产率,在生产中更广泛地采 用齿轮滚刀来加工齿轮。 (!)齿轮滚刀 图 "#$( 所示为用齿轮滚刀加工齿轮的情形。齿轮滚刀加工齿轮的特点是 刀具是一把滚刀,好像一个螺旋杆,但在其轴向剖面的齿形与齿条齿形一样,滚 刀转动时就相当于这个齿条作连续轴向移动,因此用齿轮滚刀加工齿轮的原理 与用齿条插刀加工齿轮的原理基本相同,不过这时齿条插刀的切削运动和范成

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