齿轮齿形加工讲述.ppt

齿轮齿形加工 一、齿轮加工方法与加工机床 （一）齿轮加工方法 按轮齿成形原理分两大类： 1.成形法 加工精度和生产率较低， 适于单件小批生产 2.展成法 加工精度和生产率较高， 一把刀可加工相同模数、相同压力角的任何齿数的齿轮 （二）齿轮加工机床 圆柱齿轮：滚齿机、插齿机等；直齿锥齿轮刨齿机、铣齿 机、拉齿机 ；弧齿锥齿轮铣齿机剃齿机、珩齿机、磨齿机 成形法加工齿轮及滚齿 二、滚齿机 （一）滚齿原理—模拟一对螺旋齿轮啮合过程 （二）滚齿机运动分析 主运动—滚刀旋转运动； 展成(啮合)运动—齿坯与滚刀按一定速比转动； 进给运动—滚刀沿齿坯轴向运动 1.加工直齿圆柱齿轮时的运动分析 内传动链为： 滚刀—4—5—ux—6—7—齿坯 ux为啮合运动传动比 （3）进给运动A2 齿坯—7—8—uf—9—10—刀架 升降，uf为进给运动传动比 （2）展成运动 滚刀旋转运动B11 1/K转(1齿) 齿坯旋转运动B12 1/ z 转(1齿) （1）主运动B11 电机—1—2—uv—3—4—滚刀 uv为主运动传动比。

（4）滚刀的安装 滚刀螺旋升角为λ0， 加工直齿时，滚刀轴线 与齿坯端面倾斜δ角， 称为安装角 δ =λ0 右旋滚刀如图左旋相反 2.加工斜齿圆柱齿轮时的运动分析 （1）主运动B11 电机—1—2—uv—3—4—滚刀 （2）展成运动 滚刀旋转运动B11 1/K转(1齿) 齿坯旋转运动B12 1/ z 转(1齿) 内传动链为： 滚刀—4—5—ux—6—7—齿坯 （3）进给运动A21与B22 (螺旋线) 齿坯B12—7—8—uf—9—10—A21 A21—11—uy—12—7—齿坯附加 转动B22(产生螺旋线的内传动链) uy按被切齿轮的螺旋角调整 实际上必须用合成机构 把展成运动要求工件转 动B12和差动链要求工件 附加转动B22迭加起来， 然后再传给工作台 滚齿机是根据滚切斜齿轮 的传动原理设计的当滚 切直齿轮时，将差动链断 开，并把合成机构固定成 一个整体 （4）滚刀的安装 安装角δ取决于滚刀螺 旋升角λ0 、旋向及齿轮 螺旋角β、旋向 二者同向时δ= β －λ0 ； 二者反向时δ= β＋λ0 右旋滚刀如图左旋相反 （5）齿坯附加转动的方向 图a)为右旋滚刀切右旋齿 轮，附加转动B22与B12同 向，即比切直齿时多转些。

图b)为右旋滚刀切左旋齿 轮，附加转动B22与B12反向，即比切直齿时少转些 （三）Y3150E滚齿机 1.机床的特点及用途 能加工工件最大直径为 500mm，最大模数为8. 2.机床的运动分析 抓两端—连中间 （1）主运动传动链 电动机→主轴（滚刀） （2）展成运动传动链 滚刀转1r→工件转K/z r （3）进给传动链 工件转1 r→刀架移动mm （4）滚斜齿轮时的差动链 刀架移动L →工件转1r （5）滚切蜗轮 径向法滚切 （1）主运动传动链 电动机→主轴（滚刀） 1430Φ115/Φ16521/42 iⅡ—Ⅲ A / B 28/28 28/28 28/2820/80=n刀 iⅡ—Ⅲ —三种传动比； A / B —三种传动比 （2）展成运动传动链 滚刀转1r→工件转K/z r 180/2028/2828/28 28/28 42/56i合成e/f a/bc/d 1/72=K/z 滚直齿轮时，u合成＝1 （3）进给传动链 工件转1 r→刀架移动mm 172/12/2539/39 a1/b1 23/69 iⅩⅡ—ⅩⅢ 2/253π=f （4）滚斜齿轮时的差动链 刀架移动L →工件转1r L 1/(3π)25/22/25 a2/b2c2/d2 36/72 i合成 e/fa/bc/d 1/72=1 滚斜齿轮时， i合成＝2 三、其它齿轮加工机床 （一）插齿机 应用：加工内齿轮、多联齿轮、扇形齿轮、齿条等。

1. 插齿原理 主运动：插齿刀上下往复运动，插斜齿轮时插刀主轴在螺旋导轨上运动； 展成运动：插齿刀与齿坯按一定速比转动； 让刀运动； 径向进给运动； 2. 插齿机传动原理 1～4 主传动链 4～8 圆周进给传动链 8～11展成传动链 （二）磨齿机 多用于淬硬齿轮的齿面精加工，6～3级精度 磨齿机分两大类：成形法磨齿和展成法磨齿 展成法磨齿分： 连续磨齿 (砂轮为蜗杆形) 分度磨齿 (砂轮有碟型、 大平面型、锥 形，利用齿条 和齿轮啮合原 理) 四、齿轮刀具 按齿形的形成原理分成形法齿轮刀具和展成法齿轮刀具 （一）滚刀 1.滚刀基本蜗杆 根据滚切原理知，滚刀基 本蜗杆的端面齿形应是渐开 线，法向模数和压力角应分 别等于被切齿轮的模数和压 力角 （1）渐开线基本蜗杆 齿面是渐开螺旋面， 造形误差为零； 端面齿形：渐开线 轴向齿形：曲线 制造较为困难 （2）阿基米德基本蜗杆 齿面是阿基米德螺旋面， 会产生一定的造形误差， 端面齿形：阿基米德螺线 轴向齿形：直线 制造比较容易。

轴向截形应与渐开线蜗杆 齿形在分度圆处相切，即齿 形角应是渐开线蜗杆分度圆 处的齿形角 2. 齿轮滚刀的结构和类型 （1）整体齿轮滚刀 高速钢材料 套装式结构 轴肩与内孔同心 装刀检测径跳 多为零前角 顶刃后角10～12 侧刃后角大约3 齿轮滚刀大多为单头，螺旋升角较小，加工精度较高； 粗加工用滚刀有时做成双头，以提高生产率 （2）镶齿齿轮滚刀 齿轮模数较大时，做成 镶齿结构，既节约高速钢， 又使刀片易锻造，提高性能 和使用寿命 （3）硬质合金滚刀 用于小模数齿轮或精加工 硬齿面齿轮，代替磨齿 常采用大的负前角，可达 －30～－45 3. 齿轮滚刀的合理使用 （1）齿轮滚刀结构参数分析 1）容屑槽形式 直槽 制造方便，但 左右侧刃前角不等， 零度前角直槽滚刀 左侧刃前角小于零， λ0≤4时采用 螺旋槽 λ0＞4时采用 为使左右侧刃前角相等， 让螺旋槽垂直于滚刀螺 纹，即βk =－ λ0 2）滚刀直径和螺旋升角 滚刀直径↑→螺旋升角λ0↓→造形误差↓；圆周齿数↑ 但滚刀直径过大，相同速度下转速降低，生产率降低，刀 坯锻造难度增大，成本增加。

精加工滚刀适当增大直径 3）齿轮滚刀的头数 滚刀头数主要影响生产率和齿形精度 单头滚刀， λ0小，造形误差小，包络刃数多，齿面光洁； 多头滚刀， λ0大，造形误差大，但生产率高 精加工齿轮滚刀都用单头的，粗加工和半精加工可用多头的 （2）滚刀的合理使用 1）齿轮滚刀的磨损和窜刀 各刀齿磨损不均，齿轮中线处刀齿磨损较严重确定滚刀长 度时应考虑轴向窜刀长度，标准滚刀长度为导程的4～5倍 2）齿轮滚刀螺旋方向的选择 齿轮滚刀旋向根据被切齿轮旋向而定被切齿轮螺旋角 β≤10时，滚刀做成右旋； β＞10时，滚刀螺旋方向应 与被切齿轮旋向相同，以减小滚刀的安装角减小切入端负荷 3）滚刀的刃磨和检验 ①刃磨后必须保证前角不变；②检验前刀面与滚刀轴线的平 行度（直槽）或前刀面导程误差（螺旋槽）；③容屑槽的圆 周齿距误差；④前刀面径向性误差 （二）插齿刀 1.插齿刀的分类和用途 （1）标准直齿插齿刀 ①盘形插齿刀 加工外齿轮和大径内齿轮 Φ75、100、125、160、200 ②碗形插齿刀 加工多联齿轮和内齿轮，有Φ50、75、100、125mm。

③锥柄插齿刀 加工内齿轮，有Φ25mm(m1~2.75)、Φ38mm (m1~3.75) （2）斜齿插齿刀 盘形插齿刀Φ100 ；锥柄插齿刀Φ38,β均有15和23两种 （3）人字齿轮插齿刀 加工无空刀槽的人字齿轮， 有Φ100 、150、180,β为30 2. 插齿刀的齿面形状 ①插齿刀往复运动时刀刃运动轨迹形成一齿轮称为产形齿轮 直齿插齿刀切削刃的端面投影就是产形齿轮的端面齿形，必 须是渐开线不考虑前角影响，插齿刀端面齿形是渐开线 ②插齿刀有顶刃后角和 侧刃后角，重磨后顶圆 直径和分圆齿厚减小 不同端剖面应是变位量 不同的变位齿轮，新刀 变位量最大，重磨后逐 渐减小O-O剖面变位 量为零称为原始剖面， 具有标准齿形 插齿刀实质上是个变变位齿轮 ③插齿刀的两侧面是两个 旋向相反的渐开螺旋面， 即两侧切削刃分别绕刀具 轴线作螺旋运动形成的螺 旋面，也就是斜齿轮的齿 面，制造容易，精度高 ④任意端剖面的变位系数 x0=b0tgαp/m ⑤任意剖面的分圆齿厚 s0′= s0＋2 b0tgβ0 又 s0′= s0＋2 x0 m tgα ∴ tgβ0 = x0 m tgα/ b0= tgαtgαp ⑥标准直齿插齿刀顶刃后角αp= 6,侧刃后角αc≈ 2,顶刃前 角γp= 5,侧刃投影不是渐开线，齿形角修正(2010′14.5″) 。