齒輪齒形加工

1、齒輪齒形加工齒輪齒形加工 一、齒輪加工方法與加工機(jī)床一、齒輪加工方法與加工機(jī)床 （一）齒輪加工方法（一）齒輪加工方法 按輪齒成形原理分兩大類：按輪齒成形原理分兩大類： 1.1.成形法成形法 加工精度和生產(chǎn)率較低，加工精度和生產(chǎn)率較低， 適于單件小批生產(chǎn)。適于單件小批生產(chǎn)。 2.2.展成法展成法 加工精度和生產(chǎn)率較高，加工精度和生產(chǎn)率較高， 一把刀可加工相同模數(shù)、相同壓力角的任何齒數(shù)的齒輪。一把刀可加工相同模數(shù)、相同壓力角的任何齒數(shù)的齒輪。 （二）齒輪加工機(jī)床（二）齒輪加工機(jī)床 圓柱齒輪：滾齒機(jī)、插齒機(jī)等；直齒錐齒輪刨齒機(jī)、銑齒圓柱齒輪：滾齒機(jī)、插齒機(jī)等；直齒錐齒輪刨齒機(jī)、銑齒 機(jī)、拉齒機(jī)機(jī)、拉

2、齒機(jī) ；弧齒錐齒輪銑齒機(jī)。剃齒機(jī)、珩齒機(jī)、磨齒機(jī)；弧齒錐齒輪銑齒機(jī)。剃齒機(jī)、珩齒機(jī)、磨齒機(jī)成形法加工齒輪及滾齒成形法加工齒輪及滾齒二、滾齒機(jī)二、滾齒機(jī)（一）滾齒原理（一）滾齒原理模擬一對(duì)螺旋齒輪嚙合過(guò)程模擬一對(duì)螺旋齒輪嚙合過(guò)程（二）滾齒機(jī)運(yùn)動(dòng)分析（二）滾齒機(jī)運(yùn)動(dòng)分析 主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)滾刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；滾刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； 展成展成(嚙合嚙合)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)齒坯與滾刀按一定速比轉(zhuǎn)動(dòng)；齒坯與滾刀按一定速比轉(zhuǎn)動(dòng)； 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)滾刀沿齒坯軸向運(yùn)動(dòng)。滾刀沿齒坯軸向運(yùn)動(dòng)。1.1.加工直齒圓柱齒輪時(shí)的運(yùn)動(dòng)分析加工直齒圓柱齒輪時(shí)的運(yùn)動(dòng)分析內(nèi)傳動(dòng)鏈為：內(nèi)傳動(dòng)鏈為：滾刀滾刀45ux67齒坯齒坯 ux為嚙合運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)比。為嚙合運(yùn)動(dòng)傳

3、動(dòng)比。（3 3）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)A2 齒坯齒坯78uf910刀架刀架 升降，升降，uf為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)比。為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)比。（2 2）展成運(yùn)動(dòng)）展成運(yùn)動(dòng) 滾刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)滾刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B11 1/K轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)(1齒齒) 齒坯旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)齒坯旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B12 1/ z 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)(1齒齒) （1 1）主運(yùn)動(dòng)）主運(yùn)動(dòng)B11 電機(jī)電機(jī)12uv34滾刀滾刀 uv為主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)比。為主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)比。（4 4）滾刀的安裝）滾刀的安裝 滾刀螺旋升角為滾刀螺旋升角為0， 加工直齒時(shí)，滾刀軸線加工直齒時(shí)，滾刀軸線 與齒坯端面傾斜與齒坯端面傾斜角，角， 稱為安裝角。稱為安裝角。 =0 右旋滾刀如圖左旋相反右旋滾刀如圖左旋相反2.2.加工斜齒

4、圓柱齒輪時(shí)的運(yùn)動(dòng)分析加工斜齒圓柱齒輪時(shí)的運(yùn)動(dòng)分析（1 1）主運(yùn)動(dòng)）主運(yùn)動(dòng)B11 電機(jī)電機(jī)12uv34滾刀滾刀（2 2）展成運(yùn)動(dòng)）展成運(yùn)動(dòng) 滾刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)滾刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B11 1/K轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)(1齒齒) 齒坯旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)齒坯旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B12 1/ z 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)(1齒齒) 內(nèi)傳動(dòng)鏈為：內(nèi)傳動(dòng)鏈為：滾刀滾刀45ux67齒坯齒坯（3 3）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)A21與與B22 (螺旋線螺旋線) 齒坯齒坯B1278uf910A21 A2111uy127齒坯附加齒坯附加 轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)B22( (產(chǎn)生螺旋線的內(nèi)傳動(dòng)鏈產(chǎn)生螺旋線的內(nèi)傳動(dòng)鏈) ) uy按被切齒輪的螺旋角調(diào)整按被切齒輪的螺旋角調(diào)整實(shí)際上必須用實(shí)際上必須用合成機(jī)構(gòu)合成機(jī)構(gòu)把展

5、成運(yùn)動(dòng)要求工件轉(zhuǎn)把展成運(yùn)動(dòng)要求工件轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)B12和差動(dòng)鏈要求工件和差動(dòng)鏈要求工件附加轉(zhuǎn)動(dòng)附加轉(zhuǎn)動(dòng)B22迭加起來(lái)，迭加起來(lái)，然后再傳給工作臺(tái)。然后再傳給工作臺(tái)。滾齒機(jī)是根據(jù)滾切斜齒輪滾齒機(jī)是根據(jù)滾切斜齒輪的傳動(dòng)原理設(shè)計(jì)的。當(dāng)滾的傳動(dòng)原理設(shè)計(jì)的。當(dāng)滾切直齒輪時(shí)，將差動(dòng)鏈斷切直齒輪時(shí)，將差動(dòng)鏈斷開(kāi)，并把合成機(jī)構(gòu)固定成開(kāi)，并把合成機(jī)構(gòu)固定成一個(gè)整體。一個(gè)整體。（4 4）滾刀的安裝）滾刀的安裝 安裝角安裝角取決于滾刀螺取決于滾刀螺 旋升角旋升角0 、旋向及齒輪、旋向及齒輪 螺旋角螺旋角、旋向。、旋向。 二者同向時(shí)二者同向時(shí)= 0 ； 二者反向時(shí)二者反向時(shí)= 0 右旋滾刀如圖左旋相反右旋滾刀如圖左旋相反（5

6、 5）齒坯附加轉(zhuǎn)動(dòng)的方向）齒坯附加轉(zhuǎn)動(dòng)的方向 圖圖a)為右旋滾刀切右旋齒為右旋滾刀切右旋齒 輪，附加轉(zhuǎn)動(dòng)輪，附加轉(zhuǎn)動(dòng)B22與與B12同同 向向，即比切直齒時(shí)多轉(zhuǎn)些。，即比切直齒時(shí)多轉(zhuǎn)些。 圖圖b)為右旋滾刀切左旋齒為右旋滾刀切左旋齒 輪，附加轉(zhuǎn)動(dòng)輪，附加轉(zhuǎn)動(dòng)B22與與B12反向反向，即比切直齒時(shí)少轉(zhuǎn)些。，即比切直齒時(shí)少轉(zhuǎn)些。（三）（三）Y3150E滾齒機(jī)滾齒機(jī) 1.機(jī)床的特點(diǎn)及用途機(jī)床的特點(diǎn)及用途 能加工工件最大直徑為能加工工件最大直徑為 500mm，最大模數(shù)為，最大模數(shù)為8. 2.機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析 抓兩端抓兩端連中間連中間（1）主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈）主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)主軸（滾刀）

7、主軸（滾刀）（2）展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈）展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 滾刀轉(zhuǎn)滾刀轉(zhuǎn)1r工件轉(zhuǎn)工件轉(zhuǎn)K/z r（3）進(jìn)給傳動(dòng)鏈）進(jìn)給傳動(dòng)鏈 工件轉(zhuǎn)工件轉(zhuǎn)1 r刀架移動(dòng)刀架移動(dòng)mm（4）滾斜齒輪時(shí)的差動(dòng)鏈）滾斜齒輪時(shí)的差動(dòng)鏈 刀架移動(dòng)刀架移動(dòng)L 工件轉(zhuǎn)工件轉(zhuǎn)1r（5）滾切蝸輪）滾切蝸輪 徑向法滾切徑向法滾切（1）主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈）主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)主軸（滾刀）主軸（滾刀） 1430115/16521/42i A / B 28/28 28/28 28/2820/80=n刀刀 i 三種傳動(dòng)比；三種傳動(dòng)比； A / B 三種傳動(dòng)比。三種傳動(dòng)比。（2）展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈）展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈 滾刀轉(zhuǎn)滾刀轉(zhuǎn)1r工件轉(zhuǎn)工件轉(zhuǎn)K/z r

8、 180/2028/2828/2828/28 42/56i合成合成e/fa/bc/d 1/72=K/z 滾直齒輪時(shí)，滾直齒輪時(shí)，u合成合成1（3）進(jìn)給傳動(dòng)鏈）進(jìn)給傳動(dòng)鏈 工件轉(zhuǎn)工件轉(zhuǎn)1 r刀架移動(dòng)刀架移動(dòng)mm 172/12/2539/39 a1/b1 23/69 i 2/253=f（4）滾斜齒輪時(shí)的差動(dòng)鏈）滾斜齒輪時(shí)的差動(dòng)鏈 刀架移動(dòng)刀架移動(dòng)L 工件轉(zhuǎn)工件轉(zhuǎn)1r L 1/(3)25/22/25 a2/b2c2/d2 36/72 i合成合成e/fa/bc/d 1/72=1 滾斜齒輪時(shí)，滾斜齒輪時(shí)， i合成合成2三、其它齒輪加工機(jī)床三、其它齒輪加工機(jī)床（一）插齒機(jī)（一）插齒機(jī)應(yīng)用：應(yīng)用：加工內(nèi)齒輪

9、、多聯(lián)齒輪、扇形齒輪、齒條等。加工內(nèi)齒輪、多聯(lián)齒輪、扇形齒輪、齒條等。1. 插齒原理插齒原理主運(yùn)動(dòng)：主運(yùn)動(dòng)：插齒刀上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，插斜齒輪時(shí)插刀主軸在螺旋導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)；插齒刀上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，插斜齒輪時(shí)插刀主軸在螺旋導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)；展成運(yùn)動(dòng)：展成運(yùn)動(dòng)：插齒刀與齒坯按一定速比轉(zhuǎn)動(dòng)；插齒刀與齒坯按一定速比轉(zhuǎn)動(dòng)；讓刀運(yùn)動(dòng)；讓刀運(yùn)動(dòng)； 徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；2. 插齒機(jī)傳動(dòng)原理插齒機(jī)傳動(dòng)原理14 主傳動(dòng)鏈主傳動(dòng)鏈48 圓周進(jìn)給傳動(dòng)鏈圓周進(jìn)給傳動(dòng)鏈811展成傳動(dòng)鏈展成傳動(dòng)鏈（二）磨齒機(jī)（二）磨齒機(jī) 多用于淬硬齒輪的齒面精加工，多用于淬硬齒輪的齒面精加工，63級(jí)精度。級(jí)精度。 磨齒機(jī)分兩大類：磨齒機(jī)分兩大類：成

10、形法磨齒和成形法磨齒和展成法磨齒展成法磨齒展成法磨齒分：展成法磨齒分：連續(xù)磨齒連續(xù)磨齒(砂輪為蝸桿形砂輪為蝸桿形)分度磨齒分度磨齒(砂輪有碟型、砂輪有碟型、大平面型、錐大平面型、錐形，利用齒條形，利用齒條和齒輪嚙合原和齒輪嚙合原理理) 四、齒輪刀具四、齒輪刀具 按齒形的形成原理分按齒形的形成原理分成形法齒輪刀具和展成法齒輪刀具成形法齒輪刀具和展成法齒輪刀具（一）滾刀（一）滾刀 1.滾刀基本蝸桿滾刀基本蝸桿 根據(jù)滾切原理知，滾刀基根據(jù)滾切原理知，滾刀基 本蝸桿的端面齒形應(yīng)是漸開(kāi)本蝸桿的端面齒形應(yīng)是漸開(kāi) 線，法向模數(shù)和壓力角應(yīng)分線，法向模數(shù)和壓力角應(yīng)分別等于被切齒輪的模數(shù)和壓別等于被切齒輪的模數(shù)和

11、壓力角。力角。（1）漸開(kāi)線基本蝸桿）漸開(kāi)線基本蝸桿 齒面是漸開(kāi)螺旋面，齒面是漸開(kāi)螺旋面， 造形誤差為零；造形誤差為零； 端面齒形：漸開(kāi)線端面齒形：漸開(kāi)線 軸向齒形：曲線軸向齒形：曲線 制造較為困難。制造較為困難。（2）阿基米德基本蝸桿）阿基米德基本蝸桿 齒面是阿基米德螺旋面，齒面是阿基米德螺旋面， 會(huì)產(chǎn)生一定的造形誤差，會(huì)產(chǎn)生一定的造形誤差， 端面齒形：端面齒形：阿基米德螺線阿基米德螺線 軸向齒形：直線軸向齒形：直線 制造比較容易。制造比較容易。 軸向截形應(yīng)與漸開(kāi)線蝸桿軸向截形應(yīng)與漸開(kāi)線蝸桿 齒形在分度圓處相切，即齒齒形在分度圓處相切，即齒 形角應(yīng)是漸開(kāi)線蝸桿分度圓形角應(yīng)是漸開(kāi)線蝸桿分度圓 處

12、的齒形角。處的齒形角。2. 齒輪滾刀的結(jié)構(gòu)和類型齒輪滾刀的結(jié)構(gòu)和類型（1）整體齒輪滾刀）整體齒輪滾刀 高速鋼材料高速鋼材料 套裝式結(jié)構(gòu)套裝式結(jié)構(gòu) 軸肩與內(nèi)孔同心軸肩與內(nèi)孔同心 裝刀檢測(cè)徑跳裝刀檢測(cè)徑跳 多為零前角多為零前角 頂刃后角頂刃后角1012 側(cè)刃后角大約側(cè)刃后角大約3 齒輪滾刀大多為單頭，螺旋升角較小，加工精度較高；齒輪滾刀大多為單頭，螺旋升角較小，加工精度較高； 粗加工用滾刀有時(shí)做成雙頭，以提高生產(chǎn)率。粗加工用滾刀有時(shí)做成雙頭，以提高生產(chǎn)率。（2）鑲齒齒輪滾刀）鑲齒齒輪滾刀 齒輪模數(shù)較大時(shí)，做成齒輪模數(shù)較大時(shí)，做成鑲齒結(jié)構(gòu)，既節(jié)約高速鋼，鑲齒結(jié)構(gòu)，既節(jié)約高速鋼，又使刀片易鍛造，提高性

13、能又使刀片易鍛造，提高性能和使用壽命。和使用壽命。（3）硬質(zhì)合金滾刀）硬質(zhì)合金滾刀 用于小模數(shù)齒輪或精加工用于小模數(shù)齒輪或精加工硬齒面齒輪，代替磨齒。硬齒面齒輪，代替磨齒。 常采用大的負(fù)前角，可達(dá)常采用大的負(fù)前角，可達(dá)30453. 齒輪滾刀的合理使用齒輪滾刀的合理使用（1）齒輪滾刀結(jié)構(gòu)參數(shù)分析）齒輪滾刀結(jié)構(gòu)參數(shù)分析 1）容屑槽形式）容屑槽形式 直槽直槽 制造方便，但制造方便，但 左右側(cè)刃前角不等，左右側(cè)刃前角不等， 零度前角直槽滾刀零度前角直槽滾刀 左側(cè)刃前角小于零，左側(cè)刃前角小于零， 04時(shí)采用。時(shí)采用。螺旋槽螺旋槽 04時(shí)采用時(shí)采用為使左右側(cè)刃前角相等，為使左右側(cè)刃前角相等，讓螺旋槽垂直于

14、滾刀螺讓螺旋槽垂直于滾刀螺紋，即紋，即k = 02）滾刀直徑和螺旋升角）滾刀直徑和螺旋升角 滾刀直徑滾刀直徑螺旋升角螺旋升角0造形誤差造形誤差；圓周齒數(shù)；圓周齒數(shù) 但滾刀直徑過(guò)大，相同速度下轉(zhuǎn)速降低，生產(chǎn)率降低，刀但滾刀直徑過(guò)大，相同速度下轉(zhuǎn)速降低，生產(chǎn)率降低，刀 坯鍛造難度增大，成本增加。精加工滾刀適當(dāng)增大直徑。坯鍛造難度增大，成本增加。精加工滾刀適當(dāng)增大直徑。3）齒輪滾刀的頭數(shù)）齒輪滾刀的頭數(shù) 滾刀頭數(shù)主要影響生產(chǎn)率和齒形精度。滾刀頭數(shù)主要影響生產(chǎn)率和齒形精度。 單頭滾刀，單頭滾刀， 0小，造形誤差小，包絡(luò)刃數(shù)多，齒面光潔；小，造形誤差小，包絡(luò)刃數(shù)多，齒面光潔； 多頭滾刀，多頭滾刀， 0大

15、，造形誤差大，但生產(chǎn)率高。大，造形誤差大，但生產(chǎn)率高。 精加工齒輪滾刀都用單頭的，粗加工和半精加工可用多頭的精加工齒輪滾刀都用單頭的，粗加工和半精加工可用多頭的（2）滾刀的合理使用）滾刀的合理使用 1）齒輪滾刀的磨損和竄刀）齒輪滾刀的磨損和竄刀 各刀齒磨損不均，齒輪中線處刀齒磨損較嚴(yán)重。確定滾刀長(zhǎng)各刀齒磨損不均，齒輪中線處刀齒磨損較嚴(yán)重。確定滾刀長(zhǎng) 度時(shí)應(yīng)考慮軸向竄刀長(zhǎng)度，標(biāo)準(zhǔn)滾刀長(zhǎng)度為導(dǎo)程的度時(shí)應(yīng)考慮軸向竄刀長(zhǎng)度，標(biāo)準(zhǔn)滾刀長(zhǎng)度為導(dǎo)程的45倍。倍。2）齒輪滾刀螺旋方向的選擇）齒輪滾刀螺旋方向的選擇 齒輪滾刀旋向根據(jù)被切齒輪旋向而定。被切齒輪螺旋角齒輪滾刀旋向根據(jù)被切齒輪旋向而定。被切齒輪螺旋角

16、10時(shí)，滾刀做成右旋；時(shí)，滾刀做成右旋； 10時(shí)，滾刀螺旋方向應(yīng)時(shí)，滾刀螺旋方向應(yīng)與被切齒輪旋向相同，以減小滾刀的安裝角減小切入端負(fù)荷與被切齒輪旋向相同，以減小滾刀的安裝角減小切入端負(fù)荷3）滾刀的刃磨和檢驗(yàn)）滾刀的刃磨和檢驗(yàn) 刃磨后必須保證前角不變；刃磨后必須保證前角不變；檢驗(yàn)前刀面與滾刀軸線的平檢驗(yàn)前刀面與滾刀軸線的平行度（直槽）或前刀面導(dǎo)程誤差（螺旋槽）；行度（直槽）或前刀面導(dǎo)程誤差（螺旋槽）；容屑槽的圓容屑槽的圓周齒距誤差；周齒距誤差；前刀面徑向性誤差。前刀面徑向性誤差。（二）插齒刀（二）插齒刀 1.插齒刀的分類和用途插齒刀的分類和用途 （1）標(biāo)準(zhǔn)直齒插齒刀）標(biāo)準(zhǔn)直齒插齒刀 盤(pán)形插齒刀盤(pán)

17、形插齒刀 加工外齒輪和大徑內(nèi)齒輪加工外齒輪和大徑內(nèi)齒輪 75、100、125、160、200 碗形插齒刀碗形插齒刀 加工多聯(lián)齒輪和內(nèi)齒輪，有加工多聯(lián)齒輪和內(nèi)齒輪，有50、75、100、125mm。 錐柄插齒刀錐柄插齒刀 加工內(nèi)齒輪，有加工內(nèi)齒輪，有25mm(m12.75)、38mm (m13.75)（2）斜齒插齒刀）斜齒插齒刀 盤(pán)形插齒刀盤(pán)形插齒刀100 ；錐柄插齒刀錐柄插齒刀38,均有均有15和和23兩種。兩種。（3）人字齒輪插齒刀）人字齒輪插齒刀 加工無(wú)空刀槽的人字齒輪，加工無(wú)空刀槽的人字齒輪， 有有100 、150、180,為為30。2. 插齒刀的齒面形狀插齒刀的齒面形狀 插齒刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)

18、時(shí)刀刃運(yùn)動(dòng)軌跡形成一齒輪稱為插齒刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)刀刃運(yùn)動(dòng)軌跡形成一齒輪稱為產(chǎn)形齒輪產(chǎn)形齒輪 直齒插齒刀切削刃的端面投影就是產(chǎn)形齒輪的直齒插齒刀切削刃的端面投影就是產(chǎn)形齒輪的端面齒形，必端面齒形，必 須是漸開(kāi)線。須是漸開(kāi)線。不考慮前角影響，插齒刀端面齒形是漸開(kāi)線。不考慮前角影響，插齒刀端面齒形是漸開(kāi)線。插齒刀有插齒刀有頂刃后角和頂刃后角和 側(cè)刃后角，側(cè)刃后角，重磨后頂圓重磨后頂圓直徑和分圓齒厚減小。直徑和分圓齒厚減小。不同端剖面應(yīng)是變位量不同端剖面應(yīng)是變位量不同的變位齒輪，新刀不同的變位齒輪，新刀變位量最大，重磨后逐變位量最大，重磨后逐漸減小。漸減小。O-O剖面剖面變位變位量為零稱為原始剖面，量為零稱為原始剖面，具有標(biāo)準(zhǔn)齒形。具有標(biāo)準(zhǔn)齒形。 插齒刀實(shí)質(zhì)上是個(gè)插齒刀實(shí)質(zhì)上是個(gè)變變位齒輪變變位齒輪插齒刀的兩側(cè)面是兩個(gè)插齒刀的兩側(cè)面是兩個(gè)旋向相反的漸開(kāi)螺旋面，旋向相反的漸開(kāi)螺旋面