滚切渐开线直齿锥齿轮

第六节渐开线直齿圆柱齿轮的切削加工方法一成形法点击图片播放动画这种方法简单，无需专用机床.生产率低，精度差.齿轮主要参数(模数、齿数、变位系数等)的任何一个发生改变都要更换刀具，仅适用于单件生产及精度要求不高的齿轮加工。

二、范成法（展成法）范成法是利用一对齿轮(或齿轮与齿条)啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来切齿的。

如果把其中一个齿轮(或齿条)做成刀具，就可以切出与它共轭的渐开线齿廓。

用范成法切齿的常用刀具如下。

1、齿轮插刀2、齿条插刀3、齿轮滚刀点击图片播放动画点击图片播放动画点击图片播放动画范成法的特点优点：同一模数的齿轮使用同一把刀具，生产效率高，加工精度高缺点：需要专用机床三根切现象、最少齿数根切使齿根削弱，根切严重时还会使重合度减小，所以应当避免。

根切现象：若刀具齿顶线超过N1点，则由基圆以内无渐开线的性质可知，超过N1的刀刃不仅不能范成渐开线齿廓，而且会将根部已加工出的渐开线切去一部分，这种现象称为根切现象根切使齿根削弱，根切严重时还会使重合度减小，所以应当避免。

如图所示，线段co1表示某被切齿轮的分度圆半径，其点N1在齿条齿顶线下方，故该轮必发生根切。

当齿数增多时，分度圆半径增大，轮坯中心上移至O1’处，极限点也随之沿啮合线上移至齿顶线上方的N1’处，从而避免根切；反之，齿数越少，分度圆半径越小，轮坯中心越低，极限点越往下移，根切越严重。

标准齿轮是否发生根切取决于其齿数的多少。

标准齿轮欲避免根切，其齿数z必须大于或等于不根切的最少齿数zmin。

对于 =20°和ha*=1的正常齿制标准渐开线齿轮，当用齿条刀具加工时，其最少齿数zmin =17。

二变位齿轮z图中表示出了用齿条插刀或滚刀切制齿数小于最少齿数的标准齿轮而发生根切的情形。

如果将刀具自轮坯中心向外移出一段距离xm，使其齿顶线正好通过极限点N1，则切出的齿轮不会根切。

这时与齿轮分度圆相切并作纯滚动的已经不是刀具的中线，而是与之平行的另一条直线。

渐开线变位直齿圆柱齿轮一、变位齿轮及基本特点由齿轮加工原理可知，当齿条插刀的中线与被切齿轮的分度圆相切时，加工出标准齿轮。

若齿条刀具的中线与被切齿轮的分度圆不相切时，则加工出变位齿轮。

刀具中线相对于加工标准齿轮时移动的距离称为变位置，用Xm表示。

其中m 为齿轮的模数，Ｘ称为变位系数。

当刀具离移被切齿轮中心时，Ｘ取正值，称正图11变位，当刀具移近被切齿轮中心时，Ｘ为负值，称为负变位。

两个特点：1．不论是正变位还是负变位，刀具变位后的节线与齿轮的分度圆相切作纯滚动。

因为刀具上任一条节线的齿距P ，模数m 以及齿形角都相等，故被加工出的变位齿轮的齿距、模数、压力角并不改变，与标准直齿轮相同。

２．正变位齿轮的齿顶圆、齿根圆、齿顶高和齿根厚度均增大，而齿根高、齿顶厚度则减小，齿轮强度提高，还可以避免根切。

负变位齿轮的齿顶圆、齿根圆、齿顶高和齿根厚度均减小，而齿根高和齿顶厚度则增加，齿轮抗弯强度降低。

二、变位加工后应用在一对大小齿轮传动中，通常小齿轮采用正变位，齿顶高增大，齿根高减小，齿根变厚，强度和寿命提高，还可避免根切；大齿轮采用负变位，齿顶高减小，齿根高增大，齿根强度有所减弱。

由于大齿轮强度较高，选择适当的变位系数后，可以使一对大小齿轮的强度和使用寿命相近。

齿轮结构和工作图章节名齿轮结构和工作图授课形讲授课时1班级 中专0101一、齿轮结构根据强度条件和传动比要求可以确定齿轮的模数、齿数等基本参数，并计算出齿轮传动的主要尺寸。

在确定齿轮尺寸的基础上，考虑材料制造工艺等因素，确定齿轮的结构形状。

齿轮结构可分为齿轮轴、实心式、腹板式、轮辐式等。

１．齿轮轴直径较小的钢质齿轮，当齿根圆直径与轴径接近时，可将齿轮和轴做成整体的，称为齿轮轴。

齿轮轴刚度较好，但齿轴磨损后，轴也同时报废，对直径较大的齿轮应分开制造。

２．实心式齿轮齿顶圆直径da≤160mm时，可采用锻造毛坯的实心式结构，•当齿顶圆直径da＜100mm时，单件或小批量生产的齿轮，•可直接用轧制圆钢作齿轮毛坯。

第七部分:齿轮---直齿锥齿轮直齿锥齿轮的建模（模数(大端端面模数)m=2.5,齿数z=24,齿宽b=20,压力角(法向)α=20）建模的关键：①大小两端的各自4个圆的画法，②大小两端的齿廓的画法。

仍然是先用NX和SW各自自带的齿轮建模工具来做，再用参数的方法用各个软件来做。

NX:SolidWorks：A.NX建模方法。

锥齿轮的参数非常多，但建模的时候并不一定都用上。

（输入参数时要按顺序，不要乱。

）（1）输入参数：（2）绘制草图并约束。

注意使用xy为草图平面（3）创建两个草图平面。

两个平面分别过各自的线，且垂直与YZ基准平面（4）作出两个草图。

这两组圆的直径分别为直线与直线的交点画这两条直线是为了下一步移动坐标系做准备（5）第一次移动坐标系，并画出第一条渐开线。

偏置坐标系时，X轴为Y轴为再绕Z轴顺时针旋转a度，即+z的-a度结果如右图：（6）采用以前的方法做出第一个齿廓。

即大段齿廓。

注意，因为坐标是旋转以后的，（7）参照第一个齿廓的做法，做出第二个齿廓。

偏置坐标系时的对话框画第二条渐开线时记得修改X、Y的参数（8）结果如下：（9）画引导线。

①首先要使坐标系恢复WCS原点。

选择参考为：绝对坐标系即可。

如图：②以YZ为草图平面，画出引导线时，最好选择第二条直线的投影。

即这条直线为引导线此时坐标系是已经是恢复至最初状态了（10）再以YZ为草图平面画出齿坯剖面，并旋转成实体。

（11）扫掠出第一个齿体。

（12）阵列并求和。

(NX 8.0阵列命令用的是“对特征形成图样”)B.SolidWorks的建模。

采用NX表达式中算出的结果，在建模时直接使用。

通过NX的建模，我们发现，直齿锥齿轮的建模并不复杂。

（1）绘制草图并添加尺寸约束。

（2）创建两个平面为草图平面。

（3）在“基准面1”上做出大端的第一条渐开线。

由方程所画出的渐开线默认的草图坐标系(红色)四个圆的直径分别为草图1四条直线的端点注意：①这里并没有移动旋转坐标系，SolidWorks中“方程式驱动的曲线”是在草图的环境中创建的，而草图的坐标系移动是件很麻烦的事，所以采用先在默认的草图坐标系中画出剪开线，在进行旋转的做法。

2008年9月第7卷第3期三门峡职业技术学院学报J our nal of San m enx i a Pol yt e chni cSep．，2008V01．7，N03技术与应用球面渐开线直齿圆锥齿轮画法探析尚群智1解金榜2(1．三门峡市技工学校；2．三门峡职业技术学院，河南三门峡472000)摘要：锥齿轮是机械制造工程中的常用件之一。

锥齿轮画法是图形绘制的关键。

常规画法速度慢且步骤复杂。

采用圆周定位法．把球面渐开线啮合原理运用于直齿圆锥齿轮画法中，不但符合G B／T4459．2—2003之锥齿轮画法规定，同时使绘制图形简明、准确、实用、快捷。

关键词：球面渐开线；直齿圆锥齿轮；啮合原理；画法中圈分类号：TH l26．2文献标识码：A文章编号：1671—9123(2008)03-0122-03收稿日期：2008-05-12作者简介：尚群智(1951一)，男，河南汝州人，河南三门峡市技工学校教师，三门峡职业技术学院兼职教师，中国工程图形学会委员。

齿轮是机械传动中应用最广泛的一种传动件。

齿轮传动是近代机器中传递运动和动力的最主要形式之一。

锥齿轮作为齿轮传动中的重要组成部分，在相交两轴线之间的回转运动中发挥着重要作用。

G B／T4459．2—2003中介绍了锥齿轮的画法，但随着科学技术的实践进程。

对锥齿轮画法设计提出了一些新的要求，一些科技书上也有不同的画法，本文针对锥齿轮啮合画法进行了探讨分析。

1锥齿轮的传动特点及应用1．1圆锥齿轮传动特点锥齿轮结构特点：圆锥齿轮用于传递两相交轴之间的传动，轮齿分布在锥体上，如图l所示，齿面做在圆锥面上，一端大一端小，齿厚是逐渐变化的，直径和模数也都随着齿厚的变化而变化。

为了计算和测量方便。

圆锥齿轮通常取大端的参数为标准值，压力角一般取or=20。

锥齿轮啮合传动具有以下特点：传动平稳：即要求在传动过程中，每个瞬时的传动比恒定不变，以减少冲击、振动和噪音。

承载能力强：即要求齿轮尺寸小、重量轻而承担能力大、寿命长。

直齿锥齿轮传动设计锥齿轮是圆锥齿轮的简称，它用来实现两相交轴之间的传动,两轴交角S称为轴角，其值可根据传动需要确定，一般多采用90°。

锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体上，轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小，如下图所示。

由于这一特点，对应于圆柱齿轮中的各有关"圆柱"在锥齿轮中就变成了"圆锥"，如分度锥、节锥、基锥、齿顶锥等。

锥齿轮的轮齿有直齿、斜齿和曲线齿等形式。

直齿和斜齿锥齿轮设计、制造及安装均较简单，但噪声较大，用于低速传动（＜5m/s）；曲线齿锥齿轮具有传动平稳、噪声小及承载能力大等特点，用于高速重载的场合。

本节只讨论S=90°的标准直齿锥齿轮传动。

1. 齿廓曲面的形成直齿锥齿轮齿廓曲面的形成与圆柱齿轮类似。

如下图所示，发生平面1与基锥2相切并作纯滚动，该平面上过锥顶点O的任一直线OK的轨迹即为渐开锥面。

渐开锥面与以O为球心，以锥长R 为半径的球面的交线AK为球面渐开线，它应是锥齿轮的大端齿廓曲线。

但球面无法展开成平面，这就给锥齿轮的设计制造带来很多困难。

为此产生一种代替球面渐开线的近似方法。

2. 锥齿轮大端背锥、当量齿轮及当量齿数(1) 背锥和当量齿轮下图为一锥齿轮的轴向半剖面，其中DOAA为分度锥的轴剖面，锥长OA称锥距，用R表示；以锥顶O为圆心，以R为半径的圆应为球面的投影。

若以球面渐开线作锥齿轮的齿廓，则园弧bAc为轮齿球面大端与轴剖面的交线，该球面齿形是不能展开成平面的。

为此，再过A作O1A ⊥OA，交齿轮的轴线于点O1。

设想以OO1为轴线，以O1A为母线作圆锥面O1AA，该圆锥称为锥齿轮的大端背锥。

显然，该背锥与球面切于锥齿轮大端的分度圆。

由于大端背锥母线1A与锥齿轮的分度锥母线相互垂直，将球面齿形的圆弧bAc投影到背锥上得到线段b'Ac'，圆弧bAc 与线段b'Ac'非常接近，且锥距R与锥齿轮大端模数m之比值愈大（一般R/m>30），两者就更接近。