等高齿弧齿锥齿轮的切齿计算是最简单的
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关于弧齿锥齿轮铣齿跨越齿数的选择1范围本规定适用于单分齿加工弧齿锥齿轮铣齿时跨越齿数的选择,对于准双曲面弧齿轮的小轮加工,它应按相关的准双曲面弧齿锥齿轮小轮的跨越齿数进行选择。
2 名词术语2.1 机床展角ϕ弧齿锥齿轮铣齿加工,从弧齿锥齿轮铣刀盘进入被加工齿轮的齿槽到退出被加工齿轮的齿槽的加工过程中,机床摇台可摆动的角度称为机床展角。
2.2 跨越齿数Zi弧齿锥齿轮铣齿加工完一个齿槽后,在摇台返回过程中工件继续转过的齿数称为跨越齿数,又称为跳越齿数或单分齿齿数。
2.3 齿面接触比mF弧齿锥齿轮齿面节线它所对应的外端弧长与弧齿锥齿轮的外端周节之比。
2.4 摇台转角θC弧齿锥齿轮铣齿加工中摇台为分齿时摇台转过的角度。
3 机床展角计算3.1渐开线圆柱齿轮切削过程中齿轮展角的计算。
淅开线圆柱齿轮切削过程中齿轮展角是自齿条刀具和圆柱齿轮的一个齿的齿顶相切时,进入到啮合,直到齿条刀具和齿轮下一个齿的齿廓顶点相切时(相当于退出啮合)为止,在整个啮合过程中圆柱齿轮转过的角度,称为渐开线圆柱齿轮切削过程中齿轮的展角。
其计算公式为:ϕ=2(fgαa- fgα)+r sp+(1)αa - 齿顶压力角P - 周节α - 分度圆压力角S - 齿厚r –分度圆半径3.2弧齿锥齿轮切削过程中齿轮展角应是按弧齿锥齿轮的背锥面上的端面当量展角公式进行计算,其计算公式为:ϕ=2(fg αt a - fg α)+δtg Sm P F Re )1(+ (2)m F =P R e [(K F tg β-31( K F tg β)3)K F =ie R R bRm F -齿面接触比 δ - 分锥角 R e - 外锥距 R - 分锥距 R i - 内锥距 b - 齿宽 αta -齿根处压力角 αt -齿轮端面压力角 tg αt =βαcos tg 4 弧齿锥齿轮铣齿时跨越齿数的选择弧齿锥齿轮铣齿时跨越齿数应满足:1) 跨越齿数Zi 与工件齿数不应有公约数;2) 跨越齿数转过的角度应大于铣齿时摇台转过的角度.4.1 跨越齿数Zi 与工件齿数不应有公约数,可按“弧齿锥齿轮铣齿跨越齿数表”选取其中某一数值,并进行校核计算. 4.2 跨越齿数应大于铣齿时摇台转角θC铣齿时摇台转角θC 计算公式为:θC =δϕcos Z Z (弧度)=δϕπcos 180c Z Z (度) (3)Z - 工件齿数 Z C- 产形轮齿数Z C =2221Z Z +4.3 弧齿锥齿轮铣齿时跨越齿数转过的角度应大于铣齿时摇台转过的角度。
齿轮几何要素的名称、代号齿顶圆:通过圆柱齿轮轮齿顶部的圆称为齿顶圆,其直径用 d a 表示。
齿根圆:通过圆柱齿轮齿根部的圆称为齿根圆,直径用 d f 表示。
齿顶高:齿顶圆 d a 与分度圆d 之间的径向距离称为齿顶高,用 h a 来表示。
齿根高:齿根圆 d f 与分度圆 d 之间的径向距离称为齿根高,用 h f 表示。
齿顶高与齿根高之和称为齿高,以h 表示,即齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。
以上所述的几何要素均与模数 m 、齿数z 有关。
齿形角:两齿轮圆心连线的节点P处,齿廓曲线的公法线(齿廓的受力方向)与两节圆的内公切线(节点P 处的瞬时运动方向)所夹的锐角,称为分度圆齿形角,以α表示,我国采用的齿形角一般为20°。
传动比:符号i ,传动比i 为主动齿轮的转速n 1(r/min )与从动齿轮的转速n 2(r/min )之比,或从动齿轮的齿数与主动齿轮的齿数之比。
即i= n 1/n 2 = z 2/z 1中心距:符号a ,指两圆柱齿轮轴线之间的最短距离,即:a=(d 1+d 2)/2=m(z 1+z 2)/2齿轮几何参数计算压痕法是在被测齿轮的齿顶涂色后,使其在一张纸上滚动,这张纸上就留下了齿顶滚过的痕迹,根据压痕作出齿顶线的延长线及辅助线,然后用量角器测量出齿向角度,该角即为齿轮齿顶处的螺旋角β,然后再根据齿轮其它几何参数,计算出齿轮分度圆处的螺旋角β。
1) 什么是「模数」?模数表示轮齿的大小。
R模数是分度圆齿距与圆周率(π)之比,单位为毫米(mm)。
除模数外,表示轮齿大小的还有CP(周节:Circular pitch)与DP(径节:Diametral pitch)。
【参考】齿距是相邻两齿上相当点间的分度圆弧长。
2) 什么是「分度圆直径」?分度圆直径是齿轮的基准直径。
决定齿轮大小的两大要素是模数和齿数、分度圆直径等于齿数与模数(端面)的乘积。
过去,分度圆直径被称为基准节径。
最近,按ISO标准,统一称为分度圆直径。
圆弧齿锥齿轮计算公式(总3页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--圆弧齿锥齿轮计算公式圆弧齿锥齿轮计算公式:1大端分度圆dd1=Z1m,d2=Z2m2分锥角δδ1=arctan(Z1/Z2),δ2=90-δ13锥距RR=d1/2sinδ1=d2/2sinδ24齿距pp=πm5齿高hh=(2ha*+c*)m6齿顶高haha=(ha*+x)m7齿根高hfhf=(ha*+c*-x)m8顶隙cc=c*m9齿根角θfθf1=arctg(hf1/R),θf2=ar ctg(hf2/R)10齿顶角θaθa1=θf2,θa2=θf1(等顶隙收缩齿)11顶锥角δaδa1=δ1+θf2,δa2=δ2+θf112根锥角δfδf1=δ1-θf1,δf2=δ2-θf213顶圆直径dada1=d1+2ha1cosδ1,da2=d2+2ha2cosδ2,14分锥顶点至轮冠距离AkAk1=d2/2-ha1sinδ1,=d1/2-ha2sinδ215齿宽中点分度圆直径dmdm1=d1-bsinδ1,dm2=d2-bsinδ216齿宽中点模数mmmm=dm1/z1=dm2/z217中点分度圆法向齿厚smnsmn=πcosβm+2xtanα+xt)mm18中点法向齿厚半角ψmnψmn=smnsinδcos2βm/dm19中点分圆法向弦齿厚smnsmn=smn(1-ψmn2/6)20中点分圆法向弦齿高hamham=ha-btanθa/2+smnψmn/421当量齿数ZvZv=Z/cosδcos3βm22端面重合度εαεα=[Z1(tanαvat1-tanαt)/cosδ1 +Z2(tanαvat2-tanαt)/cosδ2]/2π其中:tanαt=(tanα/cosβm)cosαvat=[Zcosαt/(Z+2(ha*+x)cosδ)]εα=23齿线重合度εβεβ=btanβmπ/mm24总重合度ε=(εα2+εβ2)1/2关于弧半径:求扇形弧半径扇形弧即指整个圆圈中的一部分。
圆弧齿锥齿轮计算公式(总3页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--圆弧齿锥齿轮计算公式圆弧齿锥齿轮计算公式:1大端分度圆dd1=Z1m,d2=Z2m2分锥角δδ1=arctan(Z1/Z2),δ2=90-δ13锥距RR=d1/2sinδ1=d2/2sinδ24齿距pp=πm5齿高hh=(2ha*+c*)m6齿顶高haha=(ha*+x)m7齿根高hfhf=(ha*+c*-x)m8顶隙cc=c*m9齿根角θfθf1=arctg(hf1/R),θf2=ar ctg(hf2/R)10齿顶角θaθa1=θf2,θa2=θf1(等顶隙收缩齿)11顶锥角δaδa1=δ1+θf2,δa2=δ2+θf112根锥角δfδf1=δ1-θf1,δf2=δ2-θf213顶圆直径dada1=d1+2ha1cosδ1,da2=d2+2ha2cosδ2,14分锥顶点至轮冠距离AkAk1=d2/2-ha1sinδ1,=d1/2-ha2sinδ215齿宽中点分度圆直径dmdm1=d1-bsinδ1,dm2=d2-bsinδ216齿宽中点模数mmmm=dm1/z1=dm2/z217中点分度圆法向齿厚smnsmn=πcosβm+2xtanα+xt)mm18中点法向齿厚半角ψmnψmn=smnsinδcos2βm/dm19中点分圆法向弦齿厚smnsmn=smn(1-ψmn2/6)20中点分圆法向弦齿高hamham=ha-btanθa/2+smnψmn/421当量齿数ZvZv=Z/cosδcos3βm22端面重合度εαεα=[Z1(tanαvat1-tanαt)/cosδ1 +Z2(tanαvat2-tanαt)/cosδ2]/2π其中:tanαt=(tanα/cosβm)cosαvat=[Zcosαt/(Z+2(ha*+x)cosδ)]εα=23齿线重合度εβεβ=btanβmπ/mm24总重合度ε=(εα2+εβ2)1/2关于弧半径:求扇形弧半径扇形弧即指整个圆圈中的一部分。
两轴平行的齿轮传动直齿圆柱齿轮传动1、两轮轴线互相平行。
2、齿轮的齿长方向与齿轮轴线互相平行。
3、两轮传动方向相反。
4、此种传动形式英勇最广泛。
直齿圆柱齿轮传动1、两轮轴线互相平行。
2、齿轮的齿长方向与齿轮轴线互相平行。
3、两轮传动方向相反;斜齿圆柱齿轮传动1、轮齿齿长方向线与齿轮轴线倾斜一个角度。
2、与直齿圆柱齿轮传动相比,同时啮合的齿数增多,传动平稳,传动的扭矩也比较大。
3、运转时存在轴向力。
4、加工制造比直齿圆柱齿轮传动麻烦。
斜齿圆柱齿轮传动非圆齿轮传动1、目前常见的非圆齿轮有椭圆形、扇形。
2、当主动轮等速转动时从动轮可以实现有规则的不等速转动。
3、此种传动多见于自动化机构。
人字齿轮传动1、具有斜齿圆柱齿轮的优点,同时运转时不产生轴向力。
2、适用于传递功率大,需作正反向运转的机构中。
3、加工制造比斜齿圆柱齿轮麻烦。
两轴相交的齿轮传动交叉轴斜齿轮传动1、两轮轴线不再同一平面上,或者任意交错,或者垂直交错。
2、两轮的螺旋角可以相等,也可以不相等。
3、两轮的螺旋方向可以相同,也可以不相同。
蜗杆传动1、蜗杆轴线与蜗轮轴线成垂直交错。
2、可以实现大的传动比,传动平稳,噪声小,有自锁。
3、传动效率较低,蜗杆线速度受一定限制。
直齿锥齿轮传动1、两轮轴线相交于锥顶点,轴交角α有三种,α〉90°,α=90°(正交),α〈90°。
2、轮齿齿线的延长线通过锥点。
斜齿锥齿轮传动1、轮齿齿线呈斜向,或者说,齿线的延长线不通过锥点,而是与某一圆相切。
2、两轮螺旋角相等,螺旋方向相反。
弧齿锥齿轮传动1、轮齿齿线呈弧形。
2、两轮螺旋角相等,螺旋方向相反。
3、与直齿锥齿轮传动相比,同时参加啮合的齿数增多,传动平稳,传动的扭矩较大。
齿轮几何要素的名称、代号齿顶圆:通过圆柱齿轮轮齿顶部的圆称为齿顶圆,其直径用d a表示。
齿根圆:通过圆柱齿轮齿根部的圆称为齿根圆,直径用d f 表示。
齿顶高:齿顶圆d a与分度圆d之间的径向距离称为齿顶高,用h a来表示。
第二章弧齿锥齿轮的加工调整计算第一节弧齿锥齿轮切齿原理、方法概述弧齿锥齿轮的切齿就是按照“假想齿轮”的原理进行的,而采用的切齿方法要根据具体情况而定。
一、弧齿锥齿轮的切齿原理YS2250(Y225)和Y2280等机床是按所谓“假想平顶齿轮”原理考虑的。
就是在切齿的过程中,假想有一个平顶齿轮与机床摇台同心,它通过机床摇台的转动而与被切齿轮做无隙的啮合。
这个假想平顶齿轮的轮齿表面,是由安装在机床摇台上的铣刀盘刀片切削刃的相对于摇台运动的轨迹表面所代替,如图2-1中所示。
在这个运动过程中,代表假想平顶齿轮轮齿的刀片切削刃就在被切齿轮的轮坯上逐渐地切出齿形。
图2-1图2-2在调整切齿机床的时候,必须使被切齿轮的节锥面与假想平顶齿轮的节锥面相切并做纯滚动,而刀顶旋转平面则需和被切齿轮的根锥相切,如图2-2所示。
所以铣刀盘轴线与被切齿轮的节锥面倾斜一个大小等于被切齿轮齿根角的角度,这样就产生了刀号修正问题,从而导致被切齿轮的加工调整较为复杂,刀片的规格比较多。
在加工渐缩齿圆弧齿锥齿轮时,都是采用这种切齿原理的。
二、弧齿锥齿轮的切齿方法弧齿锥齿轮的切齿方法分为成形法和展成法两大类。
1.成形法用成形法加工的大齿轮齿形与刀具切削刃的形状一样。
渐开线齿形的曲率和它的基圆大小有关,基圆越大、齿形曲率就越小,渐开线就直些;当基圆足够大时,渐开线就接近于直线。
而齿轮的基圆大小是由模数m、齿数z和压力角的余弦大小来决定的。
模数和压力角一定时,齿数愈多,基圆直径就越大,相应的齿形曲率越小,也就是齿形越接近于直线。
对于螺旋锥齿轮,传动比也是影响因素之一,当传动比大一些时,大轮的齿形就更直一些。
)一定时,传动比越大,大轮齿数也就越多,这时大轮的当量圆柱小轮齿数(z1齿轮的基圆直径也越大,其齿形接近于直线形,采用成形加工比较方便.当锥齿轮传动比大于2.5,时,大轮就可采用成形加工。
同时,为了保证其正确啮合,相配小轮的齿形应加以相应的修正,用展成法加工,这种切齿方法叫半滚切法或成形法。
圆弧等高齿锥齿轮的切齿计算是最简单的,可以用作图法进行:
一、计算大轮刀位、极角、大端小端螺旋角,垂直轮位的变化范围
1.O为摇台中心,M为齿面中点,OM长度为中点锥距;
2.在M点作直线,与X轴的夹角为螺旋角ps的直线;
3.作与上述直线垂直的直线MO C,截MO C=r C;
4.连接OO C,OO C的长就是刀位S,OO C与X轴的夹角q就是滚动中心的极角;
5.以O C为中心,以r C为半径作圆弧,它就是齿线,与内端和外端分别交于M i和M o;
6.连OM O、O C M O,与O C M O垂直的直线与OM O的夹角pso就是大端螺旋角。
同样可以作
出小端螺旋角psi;
7.如图可以量出展成M O和M i点时的极角qo和qi,加工时摇台角在qi-Δ~qo+Δ之间变化,
Δ可取3~5°;
8.垂直轮位展成时在r C cos(psi)~r C cos(pso)之间变化。
二、大轮加工时的轮位、床位
大轮加工时的垂直轮位为0,水平轮位为0,床位由
图可知
X BG = -b G
B G为大轮齿根高。
大轮的安装角为大轮节锥角gama。
大轮加工时的滚比
R a = N C / N
N C是冠轮齿数,N C = N/sinГ。
N是大轮齿数,Г是大轮
节锥角。
三、大轮凸面、凹面中点的螺旋角和齿长曲率半径
,刀顶距为W G,那么
设刀盘名义半径为r
大轮内刀、即大轮凸面的成形半径为
r i = r C - 0.5W G - b G tan(a)
a为刀盘压力角,通常为20°。
同样可知大
轮外刀,即大轮凹面的成形半径为
r O = r C + 0.5W G + b G tan(a)
它们当然可以用作图法求出。
大轮凸面中点的实际螺旋角可以用作图法
求得:
以S、A M、r i为边做三角形,由刀盘中心向
X轴作垂线,夹角psi就是大轮凸面计算点
的实际螺旋角。
同样可以求出大轮凹面计算点的实际螺旋
角pso。
四、小轮切齿计算
与大轮凸面相配的小轮凹面(用精外切刀加工)中点的压力角应该等于a,螺旋角应该等于psi,其成形半径应该比大轮凸面的成形半径大Δr,以形成曲率差,其大小与设计所要求的接触区长度有关。
设齿宽为F,接触区长度比为B,那么
Δr = 0.0508(r C cosβ/BF)2
r po = r i+Δr
小轮凹面的刀位和极角可用图法求得:建坐标系,在X轴上取OM=A M。
在M点作直线与X 轴的交角为psi,作与上述直线垂直的直线MO C,取MO C = r po。
连接OO C,S po = OO C即为加工小轮凹面的刀位,OO C与X轴的夹角q po就是加工小轮的极角。
同样的办法可以求出加工小轮凸面的刀位和极角。
和大轮加工一样,垂直轮位和水
平轮位均为0,床位
X BP = -b P
轮坯安装角为小轮节锥角γ。
滚
比
R ap = N C /n
要注意的是小轮外刀的刀尖半
径为
r tpo = r po-b p tan(a)
内刀的刀尖半径
r tpi = r pi+b p tan(a)。