斜齿轮的端面和法向你分清了吗?(下篇)

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斜齿轮的端面和法向你分清了吗?(下篇)

2024-01-01 10:27| 来源: 网络整理| 查看: 265

接着上篇的内容,咱们继续讨论齿轮的端面和法向,如果是新关注的朋友可以先看看“上篇”,再继续阅读本篇内容,这样更容易理解一些。《斜齿轮的端面和它的法向你分清了吗?(上篇)》

2.齿条型刀具加工齿轮时的法向

对于一给定的圆柱齿轮,齿条型刀具的齿形角选定后,加工的法向也就确定了。若齿条刀具齿形角为αn,则圆柱齿轮上法向压力角为αn的所在半径的圆柱面,就是加工节圆柱面,此面上螺旋齿线的切线方向,就是法向。

αn确定,则加工法向确定。

如果熟悉齿条型刀具的变压力角加工,以上概念就很容易理解。齿条齿形角从15°~25°变化时,加工同一齿轮的法向变化动态图示:

注:齿面没变,齿根过渡面随刀具角度不同而变化。

3.“公共齿条”的法向

两圆柱齿轮若能啮合,一定存在一虚拟的公共齿条。此时的齿条齿线方向,便是啮合的法向。

二. 法向齿形

无论上述的哪一种法向概念,圆柱齿轮的螺旋渐开面在法向上的投影都是直线。这个不用讨论了,没有想通的朋友自己再好好想想吧。

圆柱齿轮与齿条的啮合线,随螺旋角变化,螺旋角越大,啮合线越短。当螺旋角趋于零时,圆柱斜齿轮就变为直齿轮,啮合线无限长,故在有限的一段齿宽内趋于直线,此直线在法面投影,当然就是一点。请着重留意极限和有限的概念。下面几个图,说明

啮合线的变化趋势:

车刀加工渐开线蜗杆:

原理是,相切基圆柱的展开面,与齿面的交线是一直线。把直刃刀准确放置在此,就能切出螺旋渐开面。

显然,螺旋角愈大,上下刀刃愈靠近中心,切削角愈合理。其实,只有螺旋角大于80°左右,采用此车削方法才是合适的。此红色线,不仅仅是车刀刃线,也是螺旋渐开面的展开母线,公法线也是两条对应此平行直线间的距离。此红色线,与基圆柱上螺旋齿线相切,与法向投影无关。除非你使用0°齿形角齿条刀具。

三.法面与法面齿形

法面,指的某一半径所在圆柱面上螺旋齿线上某点的法平面。即此点的法向压力角与端面压力角等公式:

tanα=tan(αn)/cosβ

因齿条的端面与法面的角度关系,与圆柱齿轮形式上相同,所以很多人把齿条的法截面概念,顺延用到齿轮上。若遵从原始法面的概念,即法面是一平面,那么圆柱齿轮的法截面齿形是变化的:

为了使得法面截形不变化,有人提出了螺旋法面的概念,并以“可以与齿条啮合”为依据,认为螺旋法面与齿面的截形,是渐开线。

到目前为止,力主螺旋法面上截形为渐开线的朋友,还没有足够的理由使其说法成立。a. 任何一种不与齿条平行的平面或曲面,与圆柱齿轮的截形,都能与齿条做良好啮合;b. 以直线为母线的螺旋法面,没有与齿面上的每条螺旋齿线垂直;若想每条都垂直,做出名副其实的“螺旋法面”,得解复杂的微分方程,且可以肯定,母线也绝不会是直线;c. 螺旋面无法展开;d. 渐开线的要素:基面(柱面或锥面)、展开面,在螺旋面上的形态如何,到目前还未闻描述,更遑论写出螺旋法面上的渐开线方程了。

四. 讨论法面的含义

持“法面是渐开线”观点的朋友,言辞中暗含思考成型铣刀沿螺旋线加工齿槽,则刀具齿廓应为渐开线的概念。齿条刀、齿轮盘铣刀、指型齿轮铣刀,与齿轮的啮合线:

对比看,齿条刀啮合线最散开且是直线(红色);盘成型刀直径越大,啮合线(蓝色)越接近齿条的;指型刀的啮合线(绿色)最集中。

三种刀具的齿形,都是接触点的投影,齿条是直线投影,后两者是圆弧投影——轴线不同而已。除齿条为特殊渐开线外,后两者的轴剖面齿形,都不是渐开线。

所以:直齿轮通过扭转就可以变成斜齿轮!斜齿轮是直齿轮扭转后的结果!

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刀具应用方面,刀具的切削参数、涂层和使用寿命,加工中遇到的问题和解决办法等问题。

今天就分享到这,感谢您抽出宝贵的时间阅读!

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