齒輪加工方法

1、齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)平面齒輪傳動(dòng)平面齒輪傳動(dòng) 空間齒輪傳動(dòng)空間齒輪傳動(dòng)直齒直齒 斜齒斜齒 人字齒人字齒 圓錐齒輪圓錐齒輪 交錯(cuò)軸斜齒輪交錯(cuò)軸斜齒輪 蝸輪蝸桿蝸輪蝸桿外嚙合外嚙合 內(nèi)嚙合內(nèi)嚙合 齒輪齒條嚙合齒輪齒條嚙合 平行軸斜齒輪平行軸斜齒輪開(kāi)式開(kāi)式半開(kāi)式半開(kāi)式閉式閉式2.漸開(kāi)線的性質(zhì)漸開(kāi)線的性質(zhì)2) 漸開(kāi)線上任一點(diǎn)的法線切于漸開(kāi)線上任一點(diǎn)的法線切于基圓?；鶊A。發(fā)生線是漸開(kāi)線的法線也是發(fā)生線是漸開(kāi)線的法線也是基圓的切線?；鶊A的切線。3) 基圓以?xún)?nèi)沒(méi)有漸開(kāi)線。基圓以?xún)?nèi)沒(méi)有漸開(kāi)線。4) 漸開(kāi)線齒廓上各點(diǎn)壓力漸開(kāi)線齒廓上各點(diǎn)壓力角不等。角不等。1) 發(fā)生線在基圓上滾過(guò)的線段發(fā)生線在基圓上滾過(guò)的線段長(zhǎng)度長(zhǎng)

2、度 等于基圓上被滾過(guò)的等于基圓上被滾過(guò)的圓弧長(zhǎng)度圓弧長(zhǎng)度 ，即，即 。KNANANKN 5）漸開(kāi)線形狀取決于基圓半徑，基圓半徑越大，）漸開(kāi)線形狀取決于基圓半徑，基圓半徑越大，漸開(kāi)線越平直。漸開(kāi)線越平直。l漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)：1.傳動(dòng)比恒定不變（定角度比）傳動(dòng)比恒定不變（定角度比）2.中心距變動(dòng)不影響傳動(dòng)比中心距變動(dòng)不影響傳動(dòng)比（可分性）（可分性）3.嚙合角不變，傳力方向不變嚙合角不變，傳力方向不變d= m z 單位：mm ； m標(biāo)準(zhǔn)化。 2121mmm1、正確嚙合條件、正確嚙合條件 2、傳動(dòng)比、傳動(dòng)比 121212122112zzrrrrrribb常數(shù)常數(shù) 3 3、標(biāo)準(zhǔn)中心距：、標(biāo)準(zhǔn)中心距：

3、2)(212121zzmrrrra121bPBB4 4、齒輪傳動(dòng)的連續(xù)性條件、齒輪傳動(dòng)的連續(xù)性條件 最常用的為切削法。切削法加工也有多種方法，但最常用的為切削法。切削法加工也有多種方法，但從加工原理看，可概括為范成法和成形法兩大類(lèi)。從加工原理看，可概括為范成法和成形法兩大類(lèi)。齒輪的加工方法很多，有：齒輪的加工方法很多，有：鑄鑄 造造熱熱 軋軋沖沖 壓壓模模 鍛鍛粉末冶金粉末冶金切削法切削法范成法范成法成形法成形法46 漸開(kāi)線齒輪的切齒原理概括上述的齒輪加工方法：概括上述的齒輪加工方法：A、整體制造、整體制造一次把齒輪上的輪齒全部制出，如：鑄造、模鍛、沖壓、粉末冶金、拉刀拉齒。B、整齒制造、整齒

4、制造每次把齒輪上的一個(gè)輪齒全部制出，如：銑齒、刨齒。C、包絡(luò)法制造、包絡(luò)法制造一次切削只能切制出輪齒上的一點(diǎn)或一線，如：插齒、滾齒、磨齒。A、B兩種方法稱(chēng)為成形法成形法，C稱(chēng)為范成法范成法。一、成形法一、成形法成形法是利用與齒成形法是利用與齒輪的齒槽形狀相同的刀輪的齒槽形狀相同的刀具直接加工出齒輪齒廓具直接加工出齒輪齒廓的。盤(pán)狀銑刀加工齒輪的。盤(pán)狀銑刀加工齒輪時(shí)，銑刀繞自身軸線回時(shí)，銑刀繞自身軸線回轉(zhuǎn)，輪坯沿本身軸線移轉(zhuǎn)，輪坯沿本身軸線移動(dòng)，當(dāng)銑完一個(gè)齒槽后，動(dòng)，當(dāng)銑完一個(gè)齒槽后，輪坯退回原處，再用分輪坯退回原處，再用分度頭將輪坯轉(zhuǎn)過(guò)度頭將輪坯轉(zhuǎn)過(guò)360 /z。用同樣方法銑第二個(gè)齒用同樣方法銑

5、第二個(gè)齒槽，重復(fù)進(jìn)行，直至銑槽，重復(fù)進(jìn)行，直至銑出全部輪齒。出全部輪齒。成形法加工成形法加工銑銑齒齒根據(jù)包絡(luò)法形成共軛齒廓的原理，當(dāng)?shù)毒叩乃残母鶕?jù)包絡(luò)法形成共軛齒廓的原理，當(dāng)?shù)毒叩乃残木€線C1與齒輪的瞬心線與齒輪的瞬心線C2相切作純滾動(dòng)時(shí)，與相切作純滾動(dòng)時(shí)，與C1固結(jié)固結(jié)的刀具齒廓的刀具齒廓K1可以包絡(luò)齒輪的齒廓可以包絡(luò)齒輪的齒廓K2。這種加工方。這種加工方法稱(chēng)為范成法。法稱(chēng)為范成法。二、范成法二、范成法（1）齒條型刀具的齒形）齒條型刀具的齒形1.1.刀具及其齒形刀具及其齒形用用范成法切削齒輪時(shí)，常用的刀范成法切削齒輪時(shí)，常用的刀具有：具有：、( (梳梳刀刀) )和和。（2）齒輪型刀具的齒形）

6、齒輪型刀具的齒形盤(pán)形插齒刀碗形插齒刀套筒形插齒刀齒條插刀插齒齒條插刀插齒 齒輪插刀插外齒齒輪插刀插外齒 齒輪插刀插內(nèi)齒齒輪插刀插內(nèi)齒 滾直齒輪滾直齒輪滾斜齒輪滾斜齒輪磨磨 齒齒齒輪的一般加工工藝路線：齒輪的一般加工工藝路線：滾齒（插齒）滾齒（插齒）剃剃 齒齒熱處理熱處理珩珩 齒齒滾齒（插齒）滾齒（插齒）熱處理熱處理磨磨 齒齒剃剃 齒齒一、根切和最少齒數(shù)一、根切和最少齒數(shù) 用范成法加工漸開(kāi)線齒輪過(guò)程中，有用范成法加工漸開(kāi)線齒輪過(guò)程中，有時(shí)刀具齒頂會(huì)把被加工齒輪根部的漸開(kāi)線時(shí)刀具齒頂會(huì)把被加工齒輪根部的漸開(kāi)線齒廓切去一部分，這種現(xiàn)象稱(chēng)為根切。齒廓切去一部分，這種現(xiàn)象稱(chēng)為根切。根切現(xiàn)象根切現(xiàn)象根切將

7、削弱齒根強(qiáng)度，甚至可能降低傳動(dòng)的重合度，影響傳根切將削弱齒根強(qiáng)度，甚至可能降低傳動(dòng)的重合度，影響傳動(dòng)質(zhì)量。動(dòng)質(zhì)量。根切的危害：根切的危害：根切現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的？根切現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的？1. 根切現(xiàn)象及產(chǎn)生原因根切現(xiàn)象及產(chǎn)生原因55 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)根切現(xiàn)象是因?yàn)榈毒吒鞋F(xiàn)象是因?yàn)榈毒啐X頂線齒頂線(齒條型刀具齒條型刀具)或齒頂圓或齒頂圓(齒輪插刀齒輪插刀)超過(guò)了極限嚙合點(diǎn)超過(guò)了極限嚙合點(diǎn)（嚙合線與被切齒輪（嚙合線與被切齒輪基圓的切點(diǎn)）基圓的切點(diǎn)）N1而產(chǎn)而產(chǎn)生的。生的。2、齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù) h mPMa*rPN2BNMmha*22sin2sinsinmzrPNNM2*sin2mzm

8、ha2*sin2ahz 17minZ 201*ah二、二、 變位齒輪變位齒輪 1.1.避免根切避免根切 2. .改善小齒輪的壽命（大傳動(dòng)比時(shí)，使小齒輪齒厚增大，改善小齒輪的壽命（大傳動(dòng)比時(shí)，使小齒輪齒厚增大，大齒輪齒厚減小，使一對(duì)齒輪的壽命相當(dāng)）大齒輪齒厚減小，使一對(duì)齒輪的壽命相當(dāng)） 3. .湊中心距湊中心距 aa aa 外嚙合外嚙合 aa 無(wú)法安裝；無(wú)法安裝； , aa1、變位目的、變位目的 2、齒輪的變位、齒輪的變位 Jh mxmh m*a*axm刀具節(jié)線中線(實(shí)線位置)PKImMsNIJOKxmtg用改變刀具與輪坯徑向相對(duì)用改變刀具與輪坯徑向相對(duì)位置來(lái)切制齒輪的方法稱(chēng)徑位置來(lái)切制齒輪的方

9、法稱(chēng)徑向變位法。向變位法。 變位齒輪變位齒輪 xm移距或變位移距或變位 x移距系數(shù)或變位系數(shù)移距系數(shù)或變位系數(shù) 規(guī)定：規(guī)定： 0 x正變位正變位 0 x零變位零變位 0 x負(fù)變位負(fù)變位 切削變位齒輪：分度圓不變，節(jié)線變切削變位齒輪：分度圓不變，節(jié)線變 變位齒輪和標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比：變位齒輪和標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比： m、r齒距、齒距、rb、不變、不變 齒厚、齒頂高、齒根高變化齒厚、齒頂高、齒根高變化 48 平行軸斜齒輪機(jī)構(gòu)平行軸斜齒輪機(jī)構(gòu) 一、斜齒輪齒廓曲面的形成和嚙合特點(diǎn)一、斜齒輪齒廓曲面的形成和嚙合特點(diǎn) 1、直齒輪：、直齒輪： brNNBKK發(fā)生面S基圓柱，基圓柱，發(fā)生面發(fā)生面S，KK基圓柱母線基圓柱母線

10、NN 漸開(kāi)線柱面漸開(kāi)線柱面 齒廓工作深度xO接觸線zy嚙合特點(diǎn)：嚙合特點(diǎn)： 齒廓曲面的接觸線齒廓曲面的接觸線NN 受力突變，噪音較大。受力突變，噪音較大。 2、斜齒輪：、斜齒輪： NKrbNKb發(fā)生面S基圓柱，基圓柱，發(fā)生面發(fā)生面S，KK與與NN有夾角有夾角b b 漸開(kāi)線螺旋面漸開(kāi)線螺旋面 b基圓柱上的螺旋角基圓柱上的螺旋角 漸開(kāi)線螺旋面齒廓的特點(diǎn)：漸開(kāi)線螺旋面齒廓的特點(diǎn)： 與基圓柱相切的平面與齒廓曲面的交線為斜直線（與與基圓柱相切的平面與齒廓曲面的交線為斜直線（與NN交角交角b ） 端面（垂直于齒輪軸線的面）與齒廓曲面的交線為漸開(kāi)線。端面（垂直于齒輪軸線的面）與齒廓曲面的交線為漸開(kāi)線。 與基

11、圓柱同軸的圓柱面與漸開(kāi)線螺旋面的交線為一螺旋線。與基圓柱同軸的圓柱面與漸開(kāi)線螺旋面的交線為一螺旋線。不同面不同面螺旋角不同螺旋角不同 斜齒輪的嚙合特點(diǎn)：斜齒輪的嚙合特點(diǎn)： （1）兩斜齒齒廓的公法面既是）兩斜齒齒廓的公法面既是兩基圓柱的公切面，又是傳動(dòng)的兩基圓柱的公切面，又是傳動(dòng)的嚙合面嚙合面 K基圓柱B22ON2bA2NA漸開(kāi)螺旋面接觸線S1bPPK嚙合面NO1N1基圓柱B1（2）兩齒廓的接觸線與軸線夾角）兩齒廓的接觸線與軸線夾角 b前端面O2齒廓工作深度yx接觸線z（3）接觸線）接觸線0長(zhǎng)長(zhǎng)0，傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)平穩(wěn) 二、斜齒輪的基本參數(shù)二、斜齒輪的基本參數(shù) 1、斜齒輪的切削加工：、斜齒輪的切削

12、加工： 仿形法；范成法：滾齒仿形法；范成法：滾齒 （用仿形法加工斜齒輪時(shí)，銑刀是沿螺旋齒槽的方向進(jìn)刀的）（用仿形法加工斜齒輪時(shí)，銑刀是沿螺旋齒槽的方向進(jìn)刀的） 法面：垂直于分度圓柱面螺旋線的切線的平面法面：垂直于分度圓柱面螺旋線的切線的平面 進(jìn)刀方向進(jìn)刀方向法面法面 刀具的模數(shù)應(yīng)于斜齒輪的法刀具的模數(shù)應(yīng)于斜齒輪的法面模數(shù)一致，面模數(shù)一致，法面上的模數(shù)和壓力角為法面上的模數(shù)和壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值 。端面：端面：軸線的面軸線的面 計(jì)算斜齒輪端面參數(shù)與尺寸： ApnBEtDFdpbzpC齒距： ttmPnnmP在DFE中costnPP costnmm 模數(shù) ：壓力角 ：CBAEDntCEACtgBD

13、ABtgnt,cosABAC BD=CE coscostntgBDABCEACtg齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)： atanhhtatnanmhmh*tncc ttnnmcmc*costnmm coscos*ntanatcchh螺旋角螺旋角： 螺旋線的導(dǎo)程螺旋線的導(dǎo)程 Pz: 螺旋線繞同一周時(shí)它沿軸線方向前進(jìn)的距離螺旋線繞同一周時(shí)它沿軸線方向前進(jìn)的距離 ApnBEtDFdpbzpCZPdtgZbbPdtgtbddcostbbtgtgddtgcos（上式表明，不同圓柱面的螺旋角不等）（上式表明，不同圓柱面的螺旋角不等） 三、平行軸斜齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件和重合度三、平行軸斜齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件和重合度

14、1、正確嚙合條件、正確嚙合條件 （斜齒輪在端面內(nèi)的嚙合相當(dāng)于直齒輪的嚙合）（斜齒輪在端面內(nèi)的嚙合相當(dāng)于直齒輪的嚙合） 21ttmm21tt21nnmm21nn21K基圓柱B22ON2bA2NA漸開(kāi)螺旋面接觸線S1bPPK嚙合面NO1N1基圓柱B12、重合度、重合度 （兩個(gè)端面參數(shù)完全相同的標(biāo)準(zhǔn)直齒輪（兩個(gè)端面參數(shù)完全相同的標(biāo)準(zhǔn)直齒輪和標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪）和標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪）BBL12BBb1BB2bB1B2B12BCSbtgCBS2縱向作用弧縱向作用弧 總重合度總重合度 ： 總作用弧與總作用弧與Pt的比值的比值 tttPCBPBBPCB2211tPBB21端面重合度端面重合度 ntmbmbtgsin縱向重合

15、度縱向重合度 四、斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)四、斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)rnPnaPbrbra,cos當(dāng)量齒輪當(dāng)量齒輪：以：以為分度圓半徑，為分度圓半徑，用斜齒輪的用斜齒輪的m mn n和和n n分別為模數(shù)和分別為模數(shù)和壓力角作一虛擬的直齒輪，其齒壓力角作一虛擬的直齒輪，其齒形與斜齒輪的法面齒形最接近。形與斜齒輪的法面齒形最接近。這個(gè)齒輪稱(chēng)斜齒輪的當(dāng)量齒輪，這個(gè)齒輪稱(chēng)斜齒輪的當(dāng)量齒輪，齒數(shù)齒數(shù)ZV稱(chēng)當(dāng)量齒數(shù)。稱(chēng)當(dāng)量齒數(shù)。 由解析幾何知由解析幾何知 222cos1)cos(rrrbanvmZ22cos2cos2222ZmmmrmZtnnnv32coscoscosZmmZnn五、斜齒輪的幾何尺寸計(jì)算五、斜齒輪的幾何

16、尺寸計(jì)算 平行軸斜齒輪在平行軸斜齒輪在端面端面內(nèi)的幾何尺寸關(guān)系與直齒輪相同。內(nèi)的幾何尺寸關(guān)系與直齒輪相同。 1、尺寸計(jì)算、尺寸計(jì)算 tataatmhdhddZmd*22)(cos21)(21212121ZZmZZmrranttt改變螺旋角可湊中心距，無(wú)須變位。改變螺旋角可湊中心距，無(wú)須變位。 tantathhZ2*2*minsincos2sin2直齒輪最少齒數(shù)直齒輪最少齒數(shù) 2、變位、變位 移距相同：移距相同： nnttmxmxcosntxx 六、斜齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)六、斜齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 1、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)： 重合度大，傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力高重合度大，傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力高 不根切最少齒數(shù)比直齒輪少

17、，機(jī)構(gòu)更緊湊不根切最少齒數(shù)比直齒輪少，機(jī)構(gòu)更緊湊 制造成本與直齒輪相同制造成本與直齒輪相同 廣泛應(yīng)用于高速、重載傳動(dòng)中廣泛應(yīng)用于高速、重載傳動(dòng)中 2、缺點(diǎn)：、缺點(diǎn)： FxF1F有軸向力有軸向力 158sinFFx一、圓錐齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用一、圓錐齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用 49 圓錐齒輪機(jī)構(gòu)圓錐齒輪機(jī)構(gòu)1.特點(diǎn)特點(diǎn)圓錐齒輪機(jī)構(gòu)是用來(lái)傳遞空間兩相交軸之間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的圓錐齒輪機(jī)構(gòu)是用來(lái)傳遞空間兩相交軸之間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種齒輪機(jī)構(gòu)，其輪齒分布在截圓錐體上，齒形從大端到一種齒輪機(jī)構(gòu)，其輪齒分布在截圓錐體上，齒形從大端到小端逐漸變小。圓柱齒輪中的有關(guān)圓柱均變成了圓錐。為小端逐漸變小。圓柱齒輪中的有關(guān)圓柱均變

18、成了圓錐。為計(jì)算和測(cè)量方便，通常取大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。計(jì)算和測(cè)量方便，通常取大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。 一對(duì)圓錐齒輪兩軸線間的夾角一對(duì)圓錐齒輪兩軸線間的夾角稱(chēng)為軸角。其值可根據(jù)傳動(dòng)稱(chēng)為軸角。其值可根據(jù)傳動(dòng)需要任意選取，在一般機(jī)械中，多取需要任意選取，在一般機(jī)械中，多取9090。 2.應(yīng)用應(yīng)用圓錐齒輪圓錐齒輪直齒直齒圓錐齒輪：圓錐齒輪：斜齒斜齒圓錐齒輪：圓錐齒輪：曲齒曲齒圓錐齒輪：圓錐齒輪：由于設(shè)計(jì)、制造、安裝方便，應(yīng)用最廣由于設(shè)計(jì)、制造、安裝方便，應(yīng)用最廣介于兩者之間，傳動(dòng)較平穩(wěn)，設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單介于兩者之間，傳動(dòng)較平穩(wěn)，設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)，用于高速，重載傳動(dòng)傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)，用于高速，重載傳動(dòng)二、直齒圓錐齒輪齒廓的形成二、直齒圓錐齒輪齒廓的形成如圖，一個(gè)圓平面如圖，一個(gè)圓平面S S與一個(gè)基圓錐與一個(gè)基圓錐切于直線切于直線OC，圓平面半徑與基圓，圓平面半徑與基圓錐錐距錐錐距 R 相等，且圓心與錐頂重相等，且圓心與錐頂重合。當(dāng)圓平面繞圓錐作純滾動(dòng)時(shí)，合。當(dāng)圓平面繞圓錐作純滾動(dòng)時(shí)，該平面上任一點(diǎn)該平面上任一點(diǎn)B B將在空間展出一將在空間展出一條漸開(kāi)線條漸開(kāi)線AB。漸開(kāi)線必在以。漸開(kāi)線必在以O(shè) 為為中心、錐距中心、錐距 R