变位齿轮的分度圆还相切吗

渐开线标准直齿齿形：轮齿的轮廓线就是渐开线。

一：基本概念介绍渐开线：将一端系有铅笔的线缠在圆筒的外周上，然后在线绷紧的状态下将线渐渐放开。

此时，铅笔所画出的曲线即为渐开曲线。

圆筒的外周被称为基圆。

一个示例：8齿渐开线齿轮示例。

将圆筒8等分后，系上8根铅笔，画出8条渐开曲线。

然后，将线向相反方向缠绕，按同样方法画出8条曲线，这就是以渐开曲线作为齿形，齿数为8的齿轮。

当直线沿一圆周作相切纯滚动时，直线上任一点在与该圆固联的平面上的轨迹k0k，称为该圆的渐开线。

渐开线的性质(1)直线NK = 曲线N K0(2) 渐开线上任意一点的法线必切于基圆，切于基圆的直线必为渐开线上某点的法线。

与基圆的切点Ｎ为渐开线在ｋ点的曲率中心，而线段NK是渐开线在点ｋ处的曲率半径。

(3)渐开线齿廓各点具有不同的压力角，点Ｋ离基圆中心Ｏ愈远，压力角愈大。

(4)渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆越大，渐开线越平直，当基圆半径趋于无穷大时，渐开线成为斜直线。

（故齿条的齿轮廓线为斜线）(5)基圆内无渐开线。

渐开线的方程式rk为渐开线再任意点K的向径。

模数：模数是决定齿大小的因素。

齿轮模数被定义为模数制轮齿的一个基本参数，是人为抽象出来用以度量轮齿规模的数。

目的是标准化齿轮刀具，减少成本。

直齿、斜齿和圆锥齿齿轮的模数皆可参考标准模数系列表。

分度圆上的齿距p对Π的比值称为模数，用m表示，单位为mm，即m=p/Π，已标准化。

模数是齿轮的主要参数之一，齿轮的主要几何尺寸都与模数成正比，m越大，则齿距p越大，轮齿就越大，轮齿的抗弯能力就越强，所以模数m又是轮齿抗弯能力的标志。

不同模数的轮齿大小对比。

分度圆：为了便于设计、制造及互换，我们把齿轮某一圆周上的比值规定为标准值(整数或较完整的有理数)，并使该圆上的压力角也为标准值，这个圆称为分度圆，其直径以d表示。

因轮齿分度圆上的齿槽宽e=齿厚s。

故s=e=Πd/2z，故p=2s=2e=Πd/z。

圆柱齿轮的变位为了改善齿轮的传动质量或满足结构尺寸的特殊要求，有时需要采用变位齿轮。

（一）变位齿轮原理用齿条型道具切制齿轮时，若刀具的中线与被切齿轮分度圆相切，所切出的齿轮为标准齿轮。

如果改变刀具与被切齿轮的相对位置，即将刀具略微移近或离开被切齿轮的中心，则所切得的齿轮叫做变位齿轮。

若刀具离开齿轮的中心，这种变位叫正变位；若刀具移近齿轮的中心，则叫负变位。

刀具所以移动的距离叫变位量，它与模数之比，称为变位系数，以ξ表示。

+ξ表示正变位；-ξ表示负变位。

对正变位齿轮，刀具相对于切标准齿轮的位置离开一段距离X=+ξm；齿顶圆直径和齿根圆直径相应加大；齿根部分变肥，齿顶变尖；公法线增长。

对负变位齿轮，刀具相对于切标准齿轮的位置移近中心一段距离X=-ξm；齿顶圆直径和齿根圆直径相应减小；齿根部变瘦；公法线减短。

变位齿轮的齿顶高和齿根高虽然发生变化，但全齿高基本不变。

（二）齿轮变位的目的1）配凑中心距在两平行轴上有多对齿轮啮合传动或要求中心距为特定数值时，若用标准齿轮不能满足中心距的要求，则可采用变位齿轮。

2）避免齿轮根切当要齿轮齿数少于无根切的最少齿数时，可采用正变位齿轮。

3）提高齿轮的强度根据某些试验和计算指出，采用适当的变位方法，可使齿轮的承载能力提高20～25％，寿命延长200％；抗弯强度可显著提高。

4）修复磨损的大齿轮在相啮合的齿轮偶中，由于小齿轮磨损较大，而大齿轮磨损较小，并且大齿轮制造费用较大，所以可对大齿轮采用负变位将磨损表面切除，并在保持中心距不变的条件下，配制正变位的小齿轮，以减少修配工作量。

对某些零件磨损而引起两啮合齿轮中心距改变的情况，可以采用角度变位来改变中心距，而不必更换被磨损的零件。

机械原理期末题库（本科类）一、填空题：1.机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于。

2.同一构件上各点的速度多边形必于对应点位置组成的多边形。

3.在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用相对地表示。

4.机械系统的等效力学模型是具有，其上作用有的等效构件。

5.无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于，行程速比系数等于。

6.平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。

7.一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于36º，则行程速比系数等于。

8.为减小凸轮机构的压力角，应该凸轮的基圆半径。

9.凸轮推杆按等加速等减速规律运动时，在运动阶段的前半程作运动，后半程作运动。

10.增大模数，齿轮传动的重合度；增多齿数，齿轮传动的重合度。

11.平行轴齿轮传动中，外啮合的两齿轮转向相，内啮合的两齿轮转向相。

12.轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变，这种轮系是轮系。

13.三个彼此作平面运动的构件共有个速度瞬心，且位于。

14.铰链四杆机构中传动角γ为，传动效率最大。

15.连杆是不直接和相联的构件；平面连杆机构中的运动副均为。

16.偏心轮机构是通过由铰链四杆机构演化而来的。

17.机械发生自锁时，其机械效率。

18.刚性转子的动平衡的条件是。

19.曲柄摇杆机构中的最小传动角出现在与两次共线的位置时。

20.具有急回特性的曲杆摇杆机构行程速比系数k 1。

21.四杆机构的压力角和传动角互为，压力角越大，其传力性能越。

22.一个齿数为Z，分度圆螺旋角为β的斜齿圆柱齿轮，其当量齿数为。

23.设计蜗杆传动时蜗杆的分度圆直径必须取值，且与其相匹配。

24.差动轮系是机构自由度等于的周转轮系。

25.平面低副具有个约束，个自由度。

26.两构件组成移动副，则它们的瞬心位置在。

27.机械的效率公式为，当机械发生自锁时其效率为。

28.标准直齿轮经过正变位后模数，齿厚。

29.曲柄摇杆机构出现死点，是以作主动件，此时机构的角等于零。

齿轮切削加工与变位齿轮的概念一、齿轮轮齿的加工原理齿轮加工方法很多，如：切制法、铸造法、热轧法、冲压法、电加工法等。

但从加工原理的角度看，可分为两大类，即仿形法和范成法。

1、仿形法仿形法是用与齿槽形状相同的成形刀具或模具将轮坯齿槽的材料去掉。

常用的有铣削法和拉削法。

铣削法是在铣床上用铣刀来加工齿轮的。

左上图为圆盘铣刀切削加工齿轮示意图，刀刃的形状与齿轮的齿槽相同。

在铣床上，先在轮坯上铣出一个齿槽，然后用分度头将轮坯转过的角度，再铣出第二个齿槽，直到铣削出全部齿槽。

右上图为指状铣刀切削加工齿轮示意图，加工方法与圆盘铣刀相似。

指状铣刀常用于加工大模数齿轮和整体的人字齿轮。

制造铣刀考虑的因素由于渐开线齿廓的形状取决于模数、齿数和压力角的大小。

压力角虽只有一个标准值(20度),但模数的标准值却有几十个，尤其是齿数的取值范围更广。

如果为不同模数、不同齿数的齿轮都准备一把刀具，刀具数量就会相当庞大，非常不经济。

在实际生产中，对同一种模数，一般只备有1至8号八种铣刀。

每一号铣刀的刀刃形状都是按对应的该组齿轮中齿数最少的那个齿轮的齿形制成的。

优点：在普通铣床上即可加工齿轮，加工费用低。

缺点：由于受到铣刀号数的限制，加工的大多数齿数的齿轮的渐开线齿廓形状不准确，且采用分度头转位引入分度误差，因而加工出的齿轮的精度低。

另外，由于只能逐个加工齿槽，生产效率低。

这种加工方法适用于修配或小量生产。

拉削法是利用齿轮拉刀来加工齿轮的。

优点：加工精度和加工效率都非常高。

缺点：拉刀价格昂贵，需要专用的机床。

这种加工方法适用于大批量的专业化生产。

2、范成法范成法: 是利用一对齿轮作无侧隙啮合传动时，两轮齿廓互为包络线的原理来加工齿轮的方法。

它又称为包络法、展成法，是目前齿轮加工中最常用的一种切削加工方法。

齿轮刀具加工齿轮时，是已知两个运动因素（利用机床传动系统人为地使刀具与轮坯按的关系运动）和一个几何因素（刀具的齿廓），通过包络，得到第四个因素---轮坯上的齿廓。

齿轮的分度圆和基圆肯定不是同一个圆，即使变位加工也无法实现为同一圆。

从数学公式上来理解的话，分度圆直径等于模数乘以齿数，而基圆直径等于分度圆直径乘以分度圆上压力角的余弦。

从几何物理意义上来理解的话，基圆是用来确定齿轮渐开线的理论起始处的一个圆，而分度圆则是将渐开线分为齿根部分为两段（齿根部分、齿顶部分）一个圆，所以两者不会重合。

变速器换档轴钻孔通用可调夹具设计与应用2008-7-10 14:06:00 【文章字体：大中小】推荐收藏打印立帜机床网汽车变速器中的换档轴类产品品种多，精度要求高，在变速器换档轴加工过程中，通过对夹具部分元件的简便安装、调整，可以以较强的通用性达到专用夹具的高效率、高精度并具有组合夹具的灵活多变性。

换档轴孔加工一般采用普通钻床、组合机床、加工中心等设备。

其中，组合机床生产效率高，适合大批量生产，但设备一次性投资大、加工调整时间长，不适宜多品种、中小批量的生产方式，并具有很大的设备投资风险，目前应用较少；加工中心机床调整方便、工序相对集中，但夹具设计及制造要求高，且设备投资大，大批量生产相对成本高，小批量生产夹具调整繁琐，目前应用不太广泛；普通钻床设备投资小，生产效率高，对操作者的操作技能要求低，结合不同的夹具使用，适合不同类型企业的大批量、中小批量的生产，因此在行业中应用较广。

我厂自20世纪60年代一直沿用普通钻床钻孔方式。

目前，适于批量法的变速器杂件类专用夹具经过几十年的探索效果显著，在日趋激烈的新产品竞争中，中小批量轮番生产和新产品试制，依然沿用传统方法已经不太适宜。

其中换档轴钻夹具存在的主要问题如下：1.专用钻夹具（1）夹具等待时间长（设计、制造周期一般需3～4个月）；（2）夹具需求数量多，使用成本高（每工序均设计、制造一套夹具）；（3）夹具制造成本高（每套3000元以上）；（4）随着产品寿命周期愈来愈短，夹具淘汰率高，浪费大；（5）夹具占用大量库存，不便管理。

2.组合钻夹具（1）夹具租赁频繁、租用周期长，费用高（我厂轴类钻夹具年租赁费最高约3～5万元）；（2）夹具刚性不足，加工精度不稳定，产品废品率高；（3）夹具元件多，组装精度低，生产中常需专业人员反复调整，浪费大量时间；（4）成套夹具采购成本高。

齿轮传动补充习题1 有一半径为r b =30mm 的基圆，求渐开线上半径为r K =40mm 处的压力角αK 和ρK 、展θK 各为多少 答αK =41.4096°；ρK =26.4575mm ；θK =9.12°。

所生成的两条渐开线如图所示。

设 2．已知半径的基圆 ，求：1）点K '的半径K r '；2）以O 为圆心，K r '为半径画圆交渐开线点 求弧长3．有一对标准齿轮，Z 1=21，Z 2=64，m=2.5mm ，α=20°.问：1）这两齿轮的分度圆齿距P 1、P 2 各为多少？2）两个齿轮的基圆齿距P b1、P b2 各为多少？3）两个齿轮的基圆半径r b1、r b2各为多少？4）两齿轮的分度圆上齿形的曲率半径ρ1、ρ2各为多少？答P 1=P 2=7.85mm ；P b1=P b2=7.38mm ；r b1=24.67mm ，r b2=71.65mm ；ρ1=8.98mm ， ρ2=26.08mm4.设一对外啮合齿轮的齿数Z 1=30，Z 2=40，m=20mm ，α=20°h a *=1，C *=0.25，当中心距 a ’=725mm ，求啮合角α’；当啮合角α’ =20°30’，求中心距a ’。

答：α’ =24°52’；a ’=711.97mm5.已知一正常齿渐开线标准外齿轮的齿数Z=18,模数m=10mm,分度圆压力角α=20°，求齿顶圆和基圆上的齿厚S a 、S b 和齿间e a 、e b ，以及齿顶圆上齿廓的曲率半径ρa 。

答：S a =6.83mm ，S b =17.39mm ；e a =28.07mm ，e b =12.13mm ；ρa =53.36mm6．已知一对无侧隙安装的正常齿渐开线标准齿轮传动，其中Z 1=19,Z 2=42,m=2.5mm,α=20°，求实际啮合线B 1B 2的长度，基圆齿距P b1、P b2，重叠系数ε，并求一对轮齿从开始啮合到终止啮合齿轮1所转过的角度φ1。

什么是变位齿轮，变位齿轮的特点以及为什么要对齿轮进⾏变位处理什么是变位齿轮⽤齿条型⼑具加⼯齿轮时，若不采⽤标准安装，⽽是将⼑具远离或靠近轮坯回转中⼼，则⼑具的分度线不再与被加⼯齿轮的分度圆相切。

这种变位修正法。

采⽤这种⽅法加⼯的齿轮称为变位齿轮变位齿轮。

采⽤改变⼑具与被加⼯齿轮相对位置来加⼯齿轮的⽅法称为变位修正法⾮标准渐开线齿形的齿轮。

切制轮齿时，改变标准⼑具对齿通过改变标准⼑具对齿轮⽑坯的径向位置或改变标准⼑具的齿槽宽切制出的齿形为⾮标准渐开线齿形切向变位。

最常⽤的是径向变位，切向变位⼀般⽤于圆锥齿轮的变位。

轮⽑坯的径向位置称为径向变位径向变位。

改变标准⼑具的齿槽宽称为切向变位变位齿轮的特点变位齿轮与标准齿轮相⽐，其模数、齿数、压⼒⾓均⽆变化；但是正变位时，齿廓曲线段离基圆较远，齿顶圆和齿根圆也相应增⼤，齿根⾼减⼩，齿顶⾼增⼤，分度圆齿厚与齿根圆齿厚都增⼤，但齿顶容易变尖；负变位时，齿廓曲线段离基圆较近，齿顶圆和齿根圆也相应减⼩，齿根⾼增⼤，齿顶⾼减⼩，分度圆齿厚和齿根圆齿厚都减⼩。

，为什么要对标准齿轮进⾏变位变位齿轮的主要功能与作⽤，为什么要对标准齿轮进⾏变位变位齿轮的主要功能与作⽤1、减⼩齿轮传动的结构尺⼨，减轻重量在传动⽐⼀定的条件下，可使⼩齿轮齿数zl＜zmin，从⽽使传动的结构尺⼨减⼩，减轻机构重量。

2、避免根切，提⾼齿根的弯曲强度当⼩齿轮齿数z1＜zmin时，可以利⽤正变位避免根切，提⾼齿根的弯曲强度。

x≥xmin=(Z-Zmin)/Zmin，对α=20°时，Zmin=17。

3、提⾼齿⾯的接触强度3、提⾼齿⾯的接触强度采⽤啮合⾓α’＞α的正传动时，由于齿廓曲率半径增⼤，故可以提⾼齿⾯的接触强度。

4、提⾼齿⾯的抗胶合耐磨损能⼒采⽤啮合⾓α’＞α的正传动，并适当分配变位系数xl、x2，使两齿轮的最⼤滑动率相等时，既可降低齿⾯接触应⼒，⼜可降低齿⾯间的滑动率以提⾼齿轮的抗胶合和耐磨损能⼒。