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索式提取器是從動輪的齒根部分與主動輪的齒頂

發布時間:2016-12-10 09:55:00 點擊:

圖 &’%+ 內嚙合齒輪傳動 圖 &’%, 齒輪與齒條嚙合傳動 !" 齒輪與齒條嚙合傳動 如圖 &’ %, 為齒輪齒條嚙合傳動, 當為標準安裝時,其齒輪分度圓與齒 條分度線相切,節圓與分度索式提取器圓重合,節 線與分度線重合,此時!" !!,也等于 齒形角;當為非標準安裝時,即齒條沿 徑向線 %% & 遠離或靠近時,由于齒條 齒廓為直線,所以不論齒條的位置如 何改變,其齒廓總與原始位置平行,而 其嚙合線總與齒廓垂直,所以不論齒 輪齒條是否標準安裝,其嚙合線的位置仍保持不變。因此其嚙合角!" 恒等于分 度圓壓力角!,而其節點 & 的位置也不變,故節圓大小也不變,而且恒與分度圓 重合。但當非標準安裝時其節線與分度線不重合。 %-# 第!章 齒輪機構及其設計 !"#"$ 漸開線齒輪連續傳動的條件 !" 一對輪齒的嚙合過程 如圖 !"#!$ 所示為一對漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合情況,!# !% 為嚙合 線。當兩輪的一對輪齒進入嚙合時,是主動輪的齒根部分與從動輪齒頂接觸于 "% 點;反之,脫離嚙合時,是從動輪的齒根部分與主動輪的齒頂接觸于


 "# 點,即 嚙合終止。因此 "% 點為嚙合起始點,"# 點為嚙合終止點。由此可看出一對輪 齒只在嚙合線 !# !% 上一段 "# "% 區間參加嚙合,故 "# "% 稱為實際嚙合線。當 齒高增大時則 "# 、"% 點就愈接近 !# 、!% 點,則實際嚙合線就愈長,但基圓內無 漸開線,因此實際嚙合線不能超過 !# 、!% 兩點,其為兩輪齒廓嚙合的極限位置, 故稱 !# !% 為理論嚙合線。 圖 !"#! 漸開線齒輪連續傳動的條件 另外在兩輪齒嚙合過程中,輪齒的齒廓并非全部參加嚙合,只是從齒頂到齒 根的一段參加接觸,該段稱為齒廓的工作段。由圖 !"#!$ 可看出,主動輪和從動 輪的齒廓工作段長度并不相等,這說明兩輪齒廓在嚙合過程中其相對運動為滾 動兼滑動(節點除外),而齒根部分的工作段又較短,所以齒根磨損最嚴重。 #" 漸開線齒輪連續傳動的條件 齒輪傳動是靠兩輪的輪齒依次接觸推動來實現的。當前一對輪齒要脫離時 后一對輪齒應能及時進入嚙合,這樣才能保證傳動的連續。 如圖 !"#!& 所示的一對漸開線齒輪傳動,雖然兩輪的基圓齒距相等,但其基 圓齒距 #& 大于實際嚙合線 "# "% ,即 #& ’ "# "% ,此時當前一對輪齒在 "# 點分離 !"# 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動 #)( 時,后一對輪齒卻還沒有進入互相接觸狀態,故不能保證連續傳動。 如圖 !"#!$ 所示,此時基圓齒距 !% 等于實際嚙合線 "# "& ,即 !% ’ "# "& ,當 前一對輪齒在 "# 點分離時,后一對輪齒則剛好在 "& 進入嚙合,這表明恰好能 保證連續傳動,但在嚙合過程中始終只有一對輪齒嚙合。 如圖 !"#!( 所示,此時基圓齒距 !% 小于實際嚙合線 "# "& ,即 !% ) "# "& ,當 前一對輪齒在 "# 點分離時,后一對輪齒則早已進入嚙合,這表明可以保證連續 傳動。 由此可知,一對齒輪連續傳動的條件是:兩輪的實際嚙合線 "# "& 應大于至 少等于齒輪的基圓齒距 !% ,即 "# "&!!% 。通常將實際嚙合線長度 "# "& 與基圓 齒距 !% 的比值用!" 表示,!" 稱為齒輪傳動的重合度,故連續傳動條件為 !" ’ "# "& !% !# (!"&&) 從理論上講重合度!" 大于等于 # 就能保證齒輪連續傳動,但考慮到制造和 安裝的誤差,實際上應使!" 大于或等于其推薦的許用值,即!"![!" ](表 !"*)。 表 !"# [!" ]的推薦值 使用場合 一般機械制造業 汽車拖拉機 金屬


切削機床 [!" ] #"* #"# + #"& #", 許用的[!" ]值是隨齒輪機構的使用要求和制造精度而定的,常用的推薦值 見表 !"*。 $" 重合度計算 (#)外嚙合標準直齒輪傳動的重合度計算 由圖 !"#- 可 知,實 際 嚙 合 線 長 "# "& ’ #"# . #"& ,而 在"$# %# # 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$1"2 )] (!"&,) 而 "$ ’ $5((34 &% &$ ’ $5((34 ((34" ( . &)# #-* 第!章 齒輪機構及其設計 圖 !"#$ 外嚙合齒輪傳動的重合度 (%)內嚙合重合度的計算 用同樣方法由圖 !"#& 可知,進行類似推導可得出 !" ’ # %! [ !# ( ()*")# + ()*", )+ !% ( ()*")% + ()*", )] (!"%-) 圖 !"#& 內嚙合重合度 !"# 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動 #$. (!)齒輪齒條嚙合重合度的計算 由圖 "#$% 可知,將一個齒輪的齒數增至無窮多時則變為齒條,此時可導出 圖 "#$% 齒輪齒條嚙合重合度 !"& ’ #!( $ )*+! "! ’ $ &! %$ ( ,(+!($ - ,(+!. )/ &#!( 01)!)*+ [ ] ! ("#&2) 當兩個齒輪的齒數都增至無窮多而變成齒條時(極限情況),則推出 "!3(4 ’ $ &! &#!( 01)!)*+!/ &#!( 01)!)*+ [ ] ! ’ 5#!( !)*+(&!) ("#&") 圖 "#&6 輪齒傳動的重合度 當! ’ &67,#!( ’ $ 時,則"!3(4 ’ $#%8$,因此直齒輪傳動的重合度不可能 超過"!3(4 。 一對齒輪傳動時其重合度的大小實 際上表明了同時參與嚙合輪齒對數的多 少,其值愈大則傳動愈平穩,每一對齒所 受的力就愈小,因此它是衡量齒輪傳動 的重要指標之一。當"! ’ $ 則表示在傳 動過程中始終只有一對輪齒嚙合;若假 設"! ’ & 則表示在傳動過程中始終有兩 對輪齒嚙合;若"! 不為整數,如"! ’ $#5 則表 示 在 轉 過 一 個 齒 距 的 時 間 內,有 569的時間為兩對輪齒嚙合,而 "69的 時間為一對輪齒嚙合。如圖 "#&6 在實際嚙合線上 "& &、"$ ’ 為雙齒嚙合區 (6#5(: 的長度上),而 &’ 內(6#"(: 的長度上)為單齒嚙合區。 $;" 第!章 齒輪機構及其設計 !!"! 漸開線齒輪的加工 !!"!"# 齒廓切制的基本原理 齒輪的加工方法有很多,有鑄造、模鍛、沖壓、金屬切削法等,前幾種為一次 圖 !"#$ 圓盤銑刀 成形,而后一種是利用刀具將齒輪齒 槽的金屬去掉而成形,其詳細研究屬 于機械制造工藝學課程,這里僅結合 漸開線齒廓嚙合原理來討論其切削加 工方法。加工過程關鍵的問題是:保 證齒形準確和分齒均勻。切削加工方 法又可分為仿形法和范成法(展成法) 兩種。 #" 仿形法 仿形法就是利用與被加工齒輪的 齒槽形狀相同的刀具來加工齒輪,在 刀具的軸向剖面內,刀刃的形狀與齒 槽的形狀相同,且在加工過程中,刀具 是一個齒槽一個齒槽地切削。仿形法加工所用的刀具有:圓盤銑刀(圖 !"#$)、指 狀銑刀(圖 !"##)。 圖 !"## 指狀銑刀 由漸開線特性可知:漸開線齒廓的形狀取決于基圓的大小,而 !% & "# # ’()! 所以當 "、!一定時,其形狀將隨齒數 # 而變化,齒數不同、齒形不同,那么需切 出精確的齒形,則在加工同一模數和壓力角的齒輪時,應采用與齒數相同的銑 !!"! 漸開線齒輪的加工 $** 刀,這樣一來就需要很多的刀具,在實際中


是不可能。實際生產中是對于同一模 數和壓力角的刀具,按被加工齒數分成 ! 組,也就是只準備 ! 把銑刀,每把銑刀 加工一定范圍內的齒數,具體規定見表 "#$,在這范圍內輪齒的形狀完全相同。 因此仿形法加工缺點是:齒形不準確、分齒不均勻、切削不連續、生產率低、成本 高。優點是可在普通銑床上加工,故只適應小批量或修配齒輪加工。 表 !"# 刀號及其加工齒數的范圍 刀號 % & ’ ( $ " ) ! 加工齒數的范圍 %& * %’ %( * %" %) * &+ &% * &$ &" * ’( ’$ * $( $$ * %’( %’$ 以上 $" 范成法(展成法) 范成法是根據一對齒輪嚙合傳動時,兩輪的齒廓互為共軛曲線的原理來加 工的一種方法。用范成法加工齒輪的齒廓時,常用的刀具有齒輪型刀具(如齒輪 插刀)和齒條型刀具(如齒條插刀和齒輪滾刀等)兩大類: (%)齒輪插刀 圖 "#&’, 所示為用齒輪插刀加工齒輪的情形。齒輪插刀其端面形狀完全與 齒輪相同,為了便于切削將其磨成一定的角度。用齒輪插刀加工齒輪,要求插刀 與齒輪之間的相對轉動與一對齒輪嚙合傳動時一樣。在加工時兩者相對運動 有: 圖 "#&’ 用齒輪插刀加工齒輪 %)范成運動 刀具與齒坯以恒定的傳動比 ! - "刀 "坯 - #坯 #刀 作回轉運動,此傳 動比由機床傳動鏈保證,不存在主動、從動之分。 &)切削運動 插刀沿齒坯寬度方向作往復


切削運動。 %)! 第!章 齒輪機構及其設計 !)進給運動 為切出輪齒高度,在切削過程中插刀還應向齒坯中心徑向移 動,直至切出規定齒高。這樣刀具的漸開線齒廓就在輪坯上包絡出與刀具漸開 線齒廓相共軛的漸開線齒廓來(圖 "#$!%)。 ($)齒條插刀 圖 "#$& 所示為用齒條插刀加工齒輪的情形。齒條插刀與齒坯之間的范成 運動即為齒條與齒輪嚙合傳動一樣,其刀具移動速度 !刀 ’ "坯!坯 ’ #$坯!坯 $ ,其 切齒原理與齒輪插刀加工原理一樣。用插刀加工出來的齒輪齒廓是插刀刃在各 個位置的包絡線。 圖 "#$& 用齒條插刀加工齒輪 不論用齒輪插刀還是齒條插刀加工齒輪,其切削都是不連續的,故生產率較 低。但插齒加工齒輪時可加工內齒輪。為了提高生產率,在生產中更廣泛地采 用齒輪滾刀來加工齒輪。 (!)齒輪滾刀 圖 "#$( 所示為用齒輪滾刀加工齒輪的情形。齒輪滾刀加工齒輪的特點是 刀具是一把滾刀,好像一個螺旋桿,但在其軸向剖面的齒形與齒條齒形一樣,滾 刀轉動時就相當于這個齒條作連續軸向移動,因此用齒輪滾刀加工齒輪的原理 與用齒條插刀加工齒輪的原理基本相同,不過這時齒條插刀的切削運動和范成

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