机械制造技术基础第14讲（2015）课件.ppt

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1、第六节圆柱齿轮齿面加工一、概述1.齿轮的结构与分类齿轮是机器中传递运动和转矩的重要零件。齿轮传动的特点是传动准确、传递转矩大、效率高、结构紧凑及可靠耐用，故应用非常广泛。齿轮可按其外形分为圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗杆蜗轮等。圆柱齿轮按其齿线形状分为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮等；按轮齿所在的表面分为外齿轮、内齿轮；按齿形分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮等。圆柱齿轮按其结构特点可分为五类，见图3-78。图3-78圆柱齿轮的结构类型a）单联齿轮b）多联齿轮c）盘形齿轮d）齿圈e）轴齿轮单联齿轮多联齿轮盘形齿轮齿圈轴齿轮2.齿轮的主要技术要求（1）传递运动的准确性（2）传递运

2、动的平稳性（3）载荷分布的均匀性（4）齿侧具有间隙为了保证齿轮正常工作，齿轮制造应达到一定的精度标准。相关国家标准将圆柱齿轮的精度规定了13个精度等级，用数字0~12表示其精度高低。齿轮的制造精度和齿侧间隙主要根据传动用途、使用条件、传动功率、圆周速度等性能指标来确定。除了上述各项精度外，还应对齿轮装配基准面的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度等提出要求。3.圆柱齿轮齿面的加工方法圆柱齿轮齿面加工齿面的切削加工齿面无屑加工成形法展成法滚齿插齿剃齿珩齿磨齿研齿预加工——热前精加工热后精加工轧齿（热轧、冷轧）冷挤齿（精轧齿）精密锻造齿轮铣齿拉齿磨齿二、滚齿与插齿1.滚齿加工原理滚齿是应用一对交错

3、轴斜齿圆柱齿轮副啮合原理，使用齿轮滚刀进行切齿的一种加工方法。如图3-79a所示为滚齿的示意图。图3-79　滚齿示意图和齿轮滚刀a)滚齿示意图1—齿轮滚刀　2—被切削齿轮如图3-53b所示为齿轮滚刀的示意图。图3-79　滚齿示意图和齿轮滚刀b)齿轮滚刀3—切削刃　4—容屑槽如图所示为一对交错轴斜齿圆柱齿轮副的正确啮合情况。齿轮滚刀相当于一个齿数zc很少（zc=1~4,zc通常取为1）、螺旋角很大的螺旋齿轮，其形呈蜗杆状。在蜗杆的轮齿上经开槽、铲齿背以及对各个刀齿的前、后刀面进行刃磨，就形成了一把刀刃分布在蜗杆螺纹表面上的齿轮滚刀。滚齿时，滚刀与工件两轴线的相对位置，相当于两个螺旋齿轮

4、啮合时的轴线位置，即滚刀安装后，其螺旋线方向应与被切削齿轮齿槽方向一致。为此，需将滚刀轴线与被切齿轮端面（水平面）安装成一定的角度，称为安装角，用表示。图3-80　滚齿时滚刀的安装角a)切削直齿齿轮b）切削左旋斜齿齿轮c）切削右旋斜齿齿轮如图3-80所示为滚切圆柱齿轮时滚刀的安装角为式中w—被切削齿轮的螺旋角；oz—滚刀的导程角。齿轮滚刀与被加工齿轮旋向相同时取“-”号齿轮滚刀与被加工齿轮旋向相同时取“+”号切削直齿齿轮时滚刀的安装角等于其导程角2.滚齿机运动根据滚齿加工原理，滚齿必须具有以下三种基本运动（图3-81a）。图3-81　滚齿时的主要运动和齿廓的形成a)滚齿时的主要运动

5、b)齿廓的形成（1）滚刀的旋转运动（nc）滚刀的旋转运动是滚齿加工的切削运动。图3-81　滚齿时的主要运动和齿廓的形成a)滚齿时的主要运动（2）工件的旋转运动（nw）工件的旋转运动是滚齿加工的分齿运动。滚刀与被切削齿轮间的旋转运动，必须保持一对交错轴斜齿圆柱齿轮副的啮合传动关系，即式中：i—传动比；nc、nw—分别为滚刀和被切削齿轮的转速；zw—被切削齿轮的齿数；zc—滚刀齿（头）数。当滚刀与被加工齿轮作展成运动时，滚刀切削刃连续运动轨迹的包络线便在工件上形成了轮齿齿廓（图3-81b）。图3-81　滚齿时的主要运动和齿廓的形成b)齿廓的形成（3）轴向进给运动（f）为在整个齿宽上切削出渐开

6、线齿面，滚刀应该沿被切削齿轮轴线方向作连续的轴向进给运动。图3-81　滚齿时的主要运动和齿廓的形成a)滚齿时的主要运动在滚切斜齿圆柱齿轮时，除应具有上述三种运动外，还应具有一个附加的旋转运动nw。附图Y3150E型滚齿机1-床身2-立柱3-刀架4-滚刀主轴5-小立柱6-工件心轴7-电动机8-工作台3.插齿原理插齿是利用一对平行轴圆柱齿轮副啮合原理，使用插齿刀进行切齿的一种加工方法。图3-82　插齿原理和齿廓的形成a)插齿工作原理b)插齿刀c)插齿时齿廓的形成插齿刀是由假想圆柱齿轮演变而来的。为形成切削刃，在假想圆柱齿轮的外圆柱面和轮齿两侧渐开线齿面磨成锥面形成后角，在假想齿轮下端面制成

7、内凹锥面形成前角，刀齿切削刃为内凹锥面和渐开螺旋面的交线。图3-82　插齿原理和齿廓的形成b)插齿刀插齿时，插齿刀与被切削齿轮间严格保持一对圆柱齿轮的啮合传动关系，插齿刀刀齿的连续运动轨迹包络出被切削齿轮的轮齿齿廓。图3-82　插齿原理和齿廓的形成c)插齿时齿廓的形成4.插齿机运动插削直齿圆柱齿轮时，必须具有以下几种运动：（1）切削运动插齿时插齿刀沿其轴线方向作快速直线往复运动vc，产生切削作用。图3-82　插齿原理和齿廓的形成a)