齿轮齿形的加工_.ppt
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第4章齿轮齿形的加工齿形加工的方法按照加工中有无切屑而分为无屑加工齿形加工的方法按照加工中有无切屑而分为无屑加工和切屑加工：
和切屑加工：
无屑加工无屑加工-热轧、冷轧、冷挤、压铸、注塑、粉热轧、冷轧、冷挤、压铸、注塑、粉末末冶金等冶金等切屑加工切屑加工-仿形法（成形法）仿形法（成形法）-成形铣齿、成成形铣齿、成形磨齿、拉齿形磨齿、拉齿展成法（范成法）展成法（范成法）-滚齿、插齿、剃滚齿、插齿、剃齿、珩齿、磨齿齿、珩齿、磨齿4.1渐开线齿轮概述4.1.1渐开线的形成及其特性1.BK=AB1.BK=AB2.2.渐开线上任意点的法线，一定是基圆的切线。
渐开线上任意点的法线，一定是基圆的切线。
3.3.任意两条反向渐开线间公法线长度处处相等。
任意两条反向渐开线间公法线长度处处相等。
4.4.基圆内无渐开线。
基圆内无渐开线。
5.5.渐开线的形状只与基圆的大小有关。
渐开线的形状只与基圆的大小有关。
KAB4.1.2直齿圆柱齿轮各部分名称，基本参数和主要尺寸1.1.直齿圆柱齿轮各部分名称直齿圆柱齿轮各部分名称齿顶圆齿顶圆-通过齿轮轮齿顶部的圆称为齿顶圆。
通过齿轮轮齿顶部的圆称为齿顶圆。
齿根圆齿根圆-通过齿轮轮齿根部的圆称为齿根圆。
通过齿轮轮齿根部的圆称为齿根圆。
分度圆分度圆-在标准齿轮中，理论齿厚与齿间相等的圆称为分度在标准齿轮中，理论齿厚与齿间相等的圆称为分度圆。
圆。
分度圆齿厚分度圆齿厚-在分度圆上一个轮齿所占的弧长称为分度圆齿在分度圆上一个轮齿所占的弧长称为分度圆齿厚。
用厚。
用SS表示。
表示。
分度圆齿间分度圆齿间-在分度圆上一个齿槽所占的弧长称为分度圆齿在分度圆上一个齿槽所占的弧长称为分度圆齿间，用间，用ee来表示。
来表示。
周节周节-从分度圆上相邻两齿对应点之间的弧长称为分度圆周从分度圆上相邻两齿对应点之间的弧长称为分度圆周节。
节。
齿顶高齿顶高-从齿顶圆到分度圆的径向距离称为齿顶高。
从齿顶圆到分度圆的径向距离称为齿顶高。
工作齿高工作齿高-两个齿轮啮合时，两个齿轮的齿顶圆之间的径向两个齿轮啮合时，两个齿轮的齿顶圆之间的径向距离称为工作齿高。
距离称为工作齿高。
径向间隙径向间隙-当两个齿轮啮合时，一个齿轮的齿顶圆与另一个当两个齿轮啮合时，一个齿轮的齿顶圆与另一个齿轮的齿根圆之间的径向距离称为径向间隙。
齿轮的齿根圆之间的径向距离称为径向间隙。
直齿圆柱齿轮各部分名称2.直齿圆柱齿轮的基本参数
（1）
（1）模数模数
（2）
（2）压力角压力角-渐开线齿形上渐开线齿形上任一点任一点KK的法向力的法向力FF与其与其速度速度vvKK之间所夹的锐角。
之间所夹的锐角。
3.直齿圆柱齿轮的主要尺寸4.1.3圆柱齿轮精度简介1.齿轮传动的精度要求
（1）传递运动的准确性
（2）传动的平稳性（3）载荷分布的均匀性（4）传动侧隙圆柱齿轮的加工齿形加工方法刀具机床加工精度及适用范围仿形法成形铣齿模数铣刀铣床加工精度及生产率均较低，一般精度为9级以下拉齿拉刀拉床精度和生产率均较高，但拉刀多为专用，制造困准，价格高，故只在大量生产时用之，宜于拉内齿轮展成法滚齿齿轮滚刀滚齿机通常加工610级精度齿轮，最高能达4级。
生产率较高，通用性大，常用以加工直齿、斜齿的外啮合圆柱齿轮和蜗轮插齿插齿刀插齿机通常能加工79级精度齿轮，最高达6级。
生产率较高，通用性大，适于加工内外啮合齿轮（包括阶梯齿轮）、扇形齿轮、齿条等剃齿剃齿刀剃齿机能加工57级精度齿轮，生产率高，主要用于齿轮滚插预加工后、淬火前的精加工珩齿珩磨轮珩齿机或剃机能加工67级精度齿轮，多用于经过剃齿和高频淬火后，齿形的精加工磨齿砂轮磨齿机能加工3?
级精度齿轮，生产率较低，加工成本较高，多用于齿形淬硬后的精密加工4.2圆柱齿轮齿形的成形法加工成形法加工是指用刀刃形状与被加工齿槽形状相同的刀具，切出齿形的加工方法。
成形法加工齿轮主要是指用铣床加工齿轮。
4.1.1成形法铣削直齿圆柱齿轮用铣床加工齿轮：
指状铣刀+分度头盘状铣刀按道理，每一个模数，每一个齿数，都应该用相应的刀具。
按道理，每一个模数，每一个齿数，都应该用相应的刀具。
实际中，是一个模数只做实际中，是一个模数只做88把或把或1515把铣刀，每把铣刀适应一把铣刀，每把铣刀适应一定的齿数范围。
因此，加工出来的齿形是近似的，加工精度定的齿数范围。
因此，加工出来的齿形是近似的，加工精度较低。
较低。
铣刀号数12345678齿数范围12-1314-1617-2021-2526-3435-5455-134135以上4.2.2铣齿加工的特点及应用1.特点刀具简单，生产成本低。
刀具简单，生产成本低。
加工精度低。
加工精度低。
生产效率低。
生产效率低。
2.应用单件小批生产。
单件小批生产。
低于八级精度的齿轮表面粗糙度，低于八级精度的齿轮表面粗糙度，RaRa值为值为3.2-6.33.2-6.3。
加工直齿、人字齿、齿条和锥齿轮。
加工直齿、人字齿、齿条和锥齿轮。
4.3圆柱齿轮齿形的展成法加工根据一对齿轮的啮合原理，将啮合副中的一个转化为刀具，另一个转化为毛坯，机床强制刀具和毛坯按啮合时的严格速比关系作相对运动从而展成渐开线齿形。
4.3.1插齿原理及运动插齿机主要用于加工直齿圆柱齿轮，尤其适用于加插齿机主要用于加工直齿圆柱齿轮，尤其适用于加工在滚齿机上不能加工的内齿轮和多联齿轮。
插工在滚齿机上不能加工的内齿轮和多联齿轮。
插齿机不能加工蜗轮。
齿机不能加工蜗轮。
插齿机加工原理为一对圆柱齿轮的啮合。
其中一个插齿机加工原理为一对圆柱齿轮的啮合。
其中一个是齿轮形刀具是齿轮形刀具插齿刀。
插齿刀实质上是一个插齿刀。
插齿刀实质上是一个端面磨有前角、齿顶及齿侧磨有后角的齿轮。
插端面磨有前角、齿顶及齿侧磨有后角的齿轮。
插齿机同样是按展成法加工圆柱齿轮。
齿机同样是按展成法加工圆柱齿轮。
1.主运动插齿刀沿工件轴线所作的直线往复运动。
这是一个简单运动，用以切制成轮齿齿面。
插斜齿时，用斜齿插刀，插刀主轴是在一个专用的螺旋导轨上移动。
这样，上下往复移动时，插刀获得一个附加运动。
2.分齿运动（展成运动）插齿刀和工件应保持一对圆柱齿轮的啮合运动关系，这是一个复合运动展成运动可被分解成两部分：
插齿刀的旋转运动和工件的旋转运动。
有下列关系：
3.径向进给运动插齿刚开始时，插齿刀相对于工件作径向切入运动，插齿刚开始时，插齿刀相对于工件作径向切入运动，直到全齿深为止，然后工件转过一圈，全部轮齿直到全齿深为止，然后工件转过一圈，全部轮齿加工完毕。
加工完后插齿刀与工件分离。
有时，加工完毕。
加工完后插齿刀与工件分离。
有时，为了提高加工精度，径向切入可分为几次进行。
为了提高加工精度，径向切入可分为几次进行。
每次进给后，工件需转过一圈。
每次进给后，工件需转过一圈。
4.让刀运动插齿刀向下的直线运动为工作行程，向上为空行程。
插齿刀向下的直线运动为工作行程，向上为空行程。
空行程时不切削，为了减少刀刃的磨损，机床上空行程时不切削，为了减少刀刃的磨损，机床上还需有让刀运动，使空行程时刀具在径向退离工还需有让刀运动，使空行程时刀具在径向退离工件。
件。
插齿机的传动原理图（11）由于切入运动及让刀）由于切入运动及让刀运动并不影响加工表面的形运动并不影响加工表面的形成，所以在传动原理图中没成，所以在传动原理图中没有表示出来。
有表示出来。
（22）点）点88到点到点1111之间的传动之间的传动链是展成传动链链是展成传动链（内联系内联系），确定渐开线成形运动的轨迹。
确定渐开线成形运动的轨迹。
（33）点）点44到点到点88之间的传动之间的传动链为圆周进给传动链链为圆周进给传动链（外联外联系系）。
确定渐开线成形运动。
确定渐开线成形运动的速度。
的速度。
由电动机点由电动机点11至曲柄偏心盘至曲柄偏心盘点点44之间的传动链是机床的之间的传动链是机床的主运动传动链，用以确定插主运动传动链，用以确定插齿刀每分钟往复次数齿刀每分钟往复次数（速度速度）插齿运动4.3.2滚齿原理及运动滚齿机用展成法加工直齿和斜齿圆柱齿轮。
它基于滚齿机用展成法加工直齿和斜齿圆柱齿轮。
它基于螺旋齿轮啮合原理。
将其中一个作为滚刀，它的螺旋齿轮啮合原理。
将其中一个作为滚刀，它的特点是螺旋角特点是螺旋角很大，齿数很大，齿数ZZ很少，类似于蜗杆，很少，类似于蜗杆，开槽和铲削齿背后就形成了滚刀。
机床传动链使开槽和铲削齿背后就形成了滚刀。
机床传动链使被加工齿轮和滚刀保持一对螺旋齿轮的啮合关系，被加工齿轮和滚刀保持一对螺旋齿轮的啮合关系，再加上滚刀的进给运动，就可完成对工件全部齿再加上滚刀的进给运动，就可完成对工件全部齿形的加工。
形的加工。
齿轮滚刀滚切直齿圆柱齿轮用滚刀加工直齿圆柱齿轮必须具备以下两个运动：
用滚刀加工直齿圆柱齿轮必须具备以下两个运动：
一个是形成渐开线齿廓所需的展成运动；另一个一个是形成渐开线齿廓所需的展成运动；另一个是切出整个齿宽所需的，滚刀沿工件轴线的垂直是切出整个齿宽所需的，滚刀沿工件轴线的垂直进给运动，进给运动，为滚刀的螺旋升角，为滚刀的螺旋升角，为滚刀安装角。
为滚刀安装角。
A完成滚切直齿圆柱齿轮，需以下传动链：
1.主运动滚刀的旋转为主运动，构成展成运动的外联系传动链：
电动机12uvv34-滚刀。
滚刀的转速可以根据切削速度来确定。
2.分齿运动（展成运动）展成运动是形成渐开线齿廓的滚刀与工件之间的啮合运动。
它可以分解成两部分：
滚刀的旋转运动B1111和工件的旋转运动B1212。
展成运动是个复合运动，因此B1111与B1212之间构成一条内联系传动链。
内联系传动链该链为：
滚刀该链为：
滚刀4545uuxx67-67-工件，以保证工件，以保证滚刀与工件间的运动关系为：
滚刀转滚刀与工件间的运动关系为：
滚刀转ll转，工件转，工件转转K/ZK/Z转转（Z（Z为工件的齿数，为工件的齿数，KK为滚刀的头数为滚刀的头数）。
BB1111和和BB1212保持严格的速比关系保持严格的速比关系:
Z-Z-工件齿数；工件齿数；K-K-滚刀头数。
滚刀头数。
BB1111和和BB1212不可分割，不可分割，速度不能调整。
速度不能调整。
3.垂直进给运动滚刀沿工件轴线作垂直进给，以便切出整个齿宽。
A为进给运动，进给量fmm/r，以工件每转滚刀垂直进给的距离来表示。
A是个简单运动，传动链为：
工件78uff910-刀架升降丝杠。
这是一条外联系传动链，称为进给传动链。
滚切直齿圆柱齿轮时，共有三条传动链。
用展成法形成渐开线，滚切直齿圆柱齿轮时，共有三条传动链。
用展成法形成渐开线，需要一个复合的成形运动，这个运动需要一条内联系传动链需要一个复合的成形运动，这个运动需要一条内联系传动链（展展成运动传动链成运动传动链）和一条外联系传动链和一条外联系传动链（主运动传动链主运动传动链）。
另外需要。
另外需要一条外联系的进给传动链，以实现垂直进给。
一条外联系的进给传动链，以实现垂直进给。
1）1）运动运动齿形的形成齿形的形成:
B:
B1111BB1212齿长的形成齿长的形成:
A:
A2）2）传动传动滚切链滚切链:
B:
B1111BB1212速度链速度链:
B:
B1111电动机电动机1212uuvv34-34-滚刀滚刀进给链进给链:
AA工件工件7878uuff910-910-刀架升降丝杠刀架升降丝杠滚切斜齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮相比，端面齿廓也是渐开线，但齿长方向不是直线，而是螺旋线。
加工斜齿圆柱齿轮时，除也需要一个形成渐开线的展成运动外，还需一个形成螺旋线的运动。
形成渐开线的展成运动与加工直齿轮相同，但后一个运动则不同。
加工直齿轮时的进给运动为直线运动，是简单运动。
加工斜齿轮时的进给运动是螺旋运动，是一个复合运动。
即进给运动应该是滚刀向下走一个导程，工件应该补转一转（附加运动）。
滚斜齿轮滚切斜齿轮时，展成运动传动链与加工直齿轮时相同（形成滚切斜齿轮时，展成运动传动链与加工直齿轮时相同（形成渐开线齿形），进给运动传动链渐开线齿形），进给运动传动链（产生螺旋运动的外联系产生螺旋运动的外联系传动链，进给运动为复合运动传动链，进给运动为复合运
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