第七章 齒輪齒形加工(與司乃鈞主編《機(jī)械加工基礎(chǔ)》配套)

1、第七章 齒輪齒形加工 7.1 概述 齒輪在機(jī)械、儀器、儀表中應(yīng)用很廣。齒輪的質(zhì)量直接影 響到機(jī)電產(chǎn)品的工作性能、承載能力、使用壽命及工作精度。 7.1.1 齒輪的基本知識(shí) 1、齒輪的分類 2、漸開線 齒形輪廓線：漸開線、擺線、圓弧 線等。 漸開線齒形的齒輪具有加工、安裝 簡便、傳動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用最多。 在平面內(nèi),當(dāng)一直線沿著一個(gè)固定圓 作純滾動(dòng)時(shí),該直線上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡, 稱為該圓的漸開線.這個(gè)圓稱為基圓,這 條直線稱為發(fā)生線. 漸開線的形狀與基圓半徑大小有關(guān), 基圓半徑愈大,漸開線曲率愈小,曲線愈 平坦;反之,則曲率愈大,曲線愈彎曲. 4、壓力角 漸開線上各點(diǎn)壓力角不等?；鶊A上壓力角為零

2、，齒頂圓上 壓力角最大。分度圓上的壓力角為刀具齒形角，稱為標(biāo)準(zhǔn)壓力 角，20。 漸開線齒輪正確嚙合的基本條件是兩齒輪的m和分別相等。 齒形加工時(shí)，刀具的m和必須與被加工齒輪一致。 7.2 圓柱齒輪齒形加工 齒形加工方法很多，可分為無屑加工和有屑加工兩大類。 有屑加工按其形成齒形原理又分為成形法和展成法。 7.2.1 銑齒 成形法：用與被切齒輪齒槽法向截面形狀相符的成形刀具切出 齒形。 1.銑削直齒圓柱齒輪 （1）原理：成形法，IT9，Ra：6.33.2m。 m8，盤狀模數(shù)銑刀；m8，指狀模數(shù)銑刀。 （2）成形銑刀 同一模數(shù)的齒輪銑刀，一般制作8把或15把，表7.1。 表34 盤狀齒輪銑刀刀號(hào)及

3、其加工范圍 2.銑齒的工藝特點(diǎn) （1）生產(chǎn)成本低。 （2）加工精度低。 （3）生產(chǎn)率低。 7.2.2 插齒 插齒屬于展成法加工。展 成法是指利用齒輪刀具與被切 齒輪的嚙合運(yùn)動(dòng)，在專用齒輪 加工機(jī)床上切出齒形的加工方 法。 （1）插齒機(jī)和插齒刀 插齒刀：相當(dāng)于圓柱齒輪。 （2）插齒原理與插齒運(yùn)動(dòng) 插齒原理：展成法。 插齒加工相當(dāng)于一對(duì)無嚙合間 隙的圓柱齒輪傳動(dòng)。 插齒運(yùn)動(dòng)包括 主運(yùn)動(dòng)：插齒刀上下往復(fù)運(yùn)動(dòng) 分齒運(yùn)動(dòng)：強(qiáng)制插齒刀與齒輪坯之 間保持一對(duì)齒輪的嚙合關(guān)系 徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：切出齒深。 圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：插齒刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 讓刀運(yùn)動(dòng)：防止擦傷。 （3）齒輪坯的安裝 內(nèi)孔和端面定位：大批量生產(chǎn) 外圓和

4、端面定位：單件小批生產(chǎn) （4）插齒工作范圍 內(nèi)外直齒圓柱齒輪、間距小的雙聯(lián) 和多聯(lián)齒輪、內(nèi)外螺旋齒輪 7.2.3 滾齒 IT8IT7，Ra：3.21.6m。 1、滾齒機(jī)和齒輪滾刀 齒輪滾刀：相當(dāng)于一個(gè)右旋螺旋齒輪。 2、滾齒運(yùn)動(dòng) 滾齒原理：展成法。 滾齒運(yùn)動(dòng)： ：主運(yùn)動(dòng)：滾刀旋轉(zhuǎn)。 ：分齒運(yùn)動(dòng)： ；垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：切出整個(gè)齒寬。 ：徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：切出整個(gè)齒深。 Z K n n 刀 工 3、滾齒與插齒比較 （1）加工原理相同：展成法 （2）加工精度和齒面粗糙度基本相同：精度為87級(jí)， Ra1.6m （3）插齒的分齒精度略低于滾齒， 滾齒的齒形精度略低于插齒。 （4）插齒的齒面粗糙度略優(yōu)于滾齒。 （

5、5）插齒的生產(chǎn)率低于滾齒。 （6）加工范圍不同。 插齒：內(nèi)齒輪和小間隙多聯(lián)齒輪 滾齒：螺旋齒輪、蝸輪和軸向齒輪較大的齒輪軸 （7）生產(chǎn)類型相同 7.3 圓柱齒輪精整加工 7.3.1 剃齒 IT7IT6， Ra：0.80.4m。 （1）剃齒刀 剃齒刀：相當(dāng)于斜齒圓柱齒輪。 （2）剃齒原理和剃齒運(yùn)動(dòng) 原理：展成法 剃齒運(yùn)動(dòng) 剃齒刀旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)工件正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 動(dòng)，工作臺(tái)帶動(dòng)工件往復(fù)運(yùn)動(dòng)，往復(fù) 一次剃齒刀徑向進(jìn)給0.020.04 mm/str，剃齒余量0.080.12mm。 7.3.2 珩齒 （1）原理：剃齒相同（展成法）。 （2）作用：去除齒輪淬火后的氧化皮、齒面毛刺和壓痕。 （3）珩磨輪：磨料和環(huán)氧

6、樹脂合成后澆鑄而成，相當(dāng)于斜齒輪， 見圖7.12（ m4，帶齒芯； m4，不帶齒芯）。 （4）珩齒運(yùn)動(dòng)：剃齒相同， 轉(zhuǎn)速比剃齒高，為1000 2000r/min，余量為 0.010.02mm，或不 留加工余量，徑向進(jìn)給 一次完成，實(shí)現(xiàn)磨削、 剃削和拋光的綜合作用。 珩磨輪 （5）珩齒特點(diǎn)：對(duì)修正齒形精度和齒向精度作用不大，不能修正 被切齒輪的分齒誤差，生產(chǎn)率高，改善表面質(zhì)量。常用工序：滾齒 剃齒淬火珩齒 7.3.3 磨齒 IT6IT4IT3， Ra：0.80.2m 原理：成形法和展成法。 （1）成形法磨齒 IT6IT5， Ra：0.80.4 m，用成形砂輪磨削，生產(chǎn)率較高， 加工精度較低，應(yīng)用

7、較少。 成形法磨齒 圖7.14 錐面砂輪磨齒 雙碟形砂輪磨齒 兩片砂輪傾斜一定角度，構(gòu)成 假想齒條兩個(gè)齒的外側(cè)面，同時(shí) 磨削兩個(gè)齒槽的兩對(duì)應(yīng)側(cè)面。磨 削完畢，工件退離砂輪并進(jìn)行分 度，再磨削另外側(cè)面。直至各齒 面磨削完畢為止。 3、成形法磨齒與展成法磨齒的比 較 （1）展成法磨齒精度高。 （2）展成法磨齒生產(chǎn)率低。 （3）展成法磨齒成本高 。 雙蝶形砂輪磨齒 7.3.4 研齒 IT7IT6， Ra：1.60.2m 設(shè)備：研齒機(jī)。 研具：精密的鑄鐵齒輪。 研磨劑：磨粒：220240， 活性潤滑油 特點(diǎn)：與珩齒相同，只能降低 表面粗糙度，不能提高齒形精度。 1、平行軸線研磨法 （圖7.16） 過程

8、：研磨輪與被研齒輪的 平行軸線研磨法 軸線平行，研磨時(shí)被研齒輪帶動(dòng) 研磨輪作無側(cè)隙的自由嚙合運(yùn)動(dòng)，被研齒輪還作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，研 磨輪被輕微制動(dòng)。經(jīng)一段時(shí)間后，研磨輪 和被研磨輪作反向旋轉(zhuǎn)， 使齒的兩個(gè)側(cè)面被均勻研磨。 特點(diǎn)：由于齒面的滑動(dòng)速度不均勻，研磨量也不均勻，在齒頂 及齒根部分的滑動(dòng)速度大，研磨量也大。 2、交叉軸線研磨法 過程：研磨輪與被研齒輪的軸 線互相交叉。研磨直齒輪時(shí)三個(gè)研 磨輪中的兩個(gè)為斜齒 輪，一個(gè)左旋， 一個(gè)右旋，軸線與被研齒輪的軸線 互相交叉；另一個(gè)研磨輪為直齒， 它的軸 線與被研齒輪的軸線平行。 被研齒輪安裝于三個(gè)稍被制動(dòng)的研 磨輪之間，并加注研 磨劑，被研齒 輪帶動(dòng)研磨輪作無側(cè)