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1、热加工工艺基础第七章齿轮齿形的加工2020/11/21热加工工艺基础第七章齿轮伏工§71概述(P97)齿轮是机器中传递运动和动力的重要零件。常用的齿 轮有圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗轮等。圆柱的齿轮应用最广，又可分为直齿、斜齿和人字齿 齿轮，齿轮的齿廓有渐开线、摆线和圆弧等，但常用 的是渐开线齿轮。这里主要介绍渐开线圆柱齿轮的加工。柱齿轮传动的精度要求与精度等级仁齿轮的精度要求（P97）根据齿轮传动的特点和不同用途，对其精度提出 以下三个组别的不同的要求：1）运动的准确性：或称为第I公差组。要求齿轮在一转 范围内，最大的转角误差应限制在一定范围内，以保 证传递运动的准确性。2）传动的平衡性
2、：或称为第II公差组。要求齿轮传动的 瞬时速比变化小，以免引起冲击和噪声。3）载荷分布的均匀性：或称为第皿公差组。要求齿轮啮 合时齿面接触良好，以免引起载荷集中，造成齿面局 部磨损，影响齿轮寿期。2、齿轮的精度等级（P97）在圆柱齿轮传动公差标准（JB179-81）中，将渐开线圆 柱齿轮的精度分为十二个等级。 12级：远景级 36级：高精度级78级：中等精度级 912级：低精度级（磨齿、剃齿可达到）（插齿、滚齿可达到）（一般的铳齿）热加工工艺基3、齿轮的侧隙规定(P79) 一对齿轮啮合时，非工作的齿面间应有一定的间隙。间隙的作用是：贮存润滑油、补偿齿轮传动受力后的 弹性变形和热膨胀、以免传动产
3、生干涉，出现卡死和 烧伤。侧隙的大小按齿轮工作条件决定，与齿轮精度等级无 关。如重载荷、低速时要求较大；如需正、反转的齿 轮副则要求小。侧隙的大小靠控制齿厚的偏差来实现。即分度圆上齿 厚略小于理论齿厚。国家标准规定了 14种偏差代号。二、齿轮精度的选择(P100)应根据传动的用途、使用条件、传动功率和圆周速度 等来决定。 一般三个公差组应选相同的精度等级，但国家标准同 时规定三个公差组可以选用不同的精度等级。如：手表、分度圆要求运动的准确性要求很高；高速 运转的机床主轴要求传动的平稳高；大型矿山设备要 求载荷分布的均匀性高。齿轮精度等级标注方法举例(P98)7 6 6 GM JB179-81|
4、 齿厚下偏差 齿厚下偏差|载荷分布的均匀性精度等级传动的平稳性精度等级运动的准确性精度等级齿轮精度的具体数字表示法4 （:霹0 GB10095-88| 齿厚的上下偏差齿轮的精度等级（均为四级）热加工工艺基础第七章齿轮齿形的加工§7-2圆柱齿轮齿形的加工方法及特点(P98)按齿形形成的原理不同，齿轮加工可分为两种类型: 种是成形法；另一种是展成法。成形法：用与被切齿轮的齿槽形状相符的成形刀具切 出齿形。如铳齿、拉齿、成形磨齿等。展成法:齿轮刀具与工件按齿轮副的啮合关系作对滚运动。如滚齿、插齿、剃齿等。、铳齿1x铁齿的方法(P98)铳齿的方法属于成形法，女口P99图71所示。铳刀的旋 转
5、为主运动；工作台带着工件作纵向进给运动。 mS8时，一般用盘状模数铳刀；m>8时，通常用指状 模数铳刀。铢刀的模数必须与齿轮模数一致；铳刀的号数必须与 被切齿轮的齿数Z相对应。K铢齿的方法(P98)从理论上来讲，要使两个齿轮齿形完全相同，必须使 两个齿轮的模数和齿数同时相等。为了减少标准铳刀的数量，节约费用，同一模数的铳 刀，一般做成8把(或15把)，如P100表72所示。每把 规定只能铳削一定齿数范围的齿轮。某一刀号的铳刀齿形与加工齿数范围中最小齿数的齿 槽形状相同。热加工工艺基础第七章齿轮齿形的加工2、铢齿的特点和应用（P100）1）设备、刀具费用低：可使用普通车床，刀具制造简单。2
6、）生产率低：每铳一个槽需要切入、切出、退刀和分度 的辅助时间。3）加工精度低：齿形误差大（铁刀本身存在误差）、分度 误差' 铢刀刚度差。一般为9级，（值6.33. 2umo热加工工艺基础第七章齿轮齿形的加 滚齿K滚齿的原理和滚刀（P100）滚齿是用滚刀在滚齿机上按展成原理来加工齿轮的方 法，是齿轮的主要加工方法之一。滚刀相当于一个齿数很少、螺旋角很大的螺旋齿轮， 由于轮齿很长，绕轴线几周，因而成为蜗杆状。滚刀 与待加工的齿轮相当于一对螺旋齿轮啮合。如图72和 国73所示。当滚刀绕自身轴线转动时，相当于假想齿条作轴向移 动，因而待加工的齿轮绕自身轴线作相应转动。滚刀 不停转动，即可连续地
7、切出齿轮齿形。热加工工艺基础第工二、滚齿1v滚齿的原理和滚刀(P100)滚刀可看成是开槽和铲背的蜗杆。如P101图7-4所示。由于齿条与同模数、不同齿数的渐开线齿轮都能正确 啮合，故用滚刀滚切同一模数、任何齿数的齿轮，都 能获得所要求的齿形。滚齿适用于生产各种批量的直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗 轮，但不能加工内齿轮和相靠很近的多联齿轮。2、滚齿运动（P101）1）主运动：滚刀的旋转为主运动，其转速为n0（r/s） o2）分齿运动：滚刀的转速讥和被切齿轮的转速之间必须 满足啮合关系。即：nwXZ= n0XK （Z为齿数、K为滚刀条数）3）垂直进给运动：滚刀还应沿被切齿轮的轴线方向作垂 直进给，以切出整
8、个齿宽。热加工工艺基础第七章齿轮齿形的加工3、滚刀的安装角度（P102）滚齿时，必须保证滚刀的螺旋线方向与被切齿轮的齿 向一致。加工直齿圆柱齿轮时，应将滚刀刀架扳转一个入0角（滚 刀的螺旋升角）。如P102图7-6a）所示。加工斜齿圆柱齿轮时，滚刀的安装角度应根据滚刀和 被切齿轮轮齿的螺旋方向、滚刀的螺旋升角和齿轮的 螺旋角的大小而定。如P102图7-6b）和c）所示。4、滚齿的特点和应用（P102）与铳齿相比滚齿有经下一些特点:0齿形精度和分度精度高：铳齿时铳刀与齿形存在理论 误差；滚齿机的分齿运动链的精度比分度头的精度要 高。滚齿精度87级；Ra值3.21.6。2）生产率高：滚齿分度运动和
9、切削运动是同时进行的。3）滚齿设备和刀具复杂、费用高：不能加工内齿轮和靠得太近的多联齿轮。三、插齿1、插齿原理与插齿刀(P102)插齿与插齿原理如P103图7-7所示。 一个齿轮可以和同一模数的任何齿数的齿轮相啮合。把其中一个齿轮的轮齿作出前角和后角，就成了一把 插齿刀。作强制性的啮合，即nwxzw=noxzo,并作上下往复运 动。2、插齿运动（P103）1）主运动：插齿刀的直线往复运动。2）分齿运动：nwXtrioXZo （在分齿运动中，插齿 刀每往复一次，工件分度圆上所转过的弧长，称为圆 周进给量。）3）径向进给运动：插齿刀每往复一次向径向移动的距离, 称为径向进给量。mm/stro4）让
10、刀运动：工件在水平方向的往复移动。（由工作台带 动，为了防止已加工表面被刀碰坏）。热加工工艺基础第七章齿轮齿形的加工3、插齿和滚齿的比较（P103）1）加工质量：A）插齿运动精度较低，运动多、运动链复 杂；B）插齿刀制造、刃磨、检验方便，制造准确；C） 插齿时，齿轮被刀刃切削的次数较多，即齿形精度好。 总的来讲，加工质量相近。2）生产率：一般来说，插齿生产率低。3）加工范围：加工斜齿轮，滚齿极为方便，插齿要配备 专用的附件；内齿轮和靠得太近的多联齿轮插齿方便， 滚齿难以完成。热加工工艺基础四、剃齿(P104)剃齿是齿轮精加工方法之一：用来加工已经经过滚齿 或插齿，但未经淬火的齿轮。精度可达IT
11、7IT6、Ra 值为0.804um。剃齿所用的刀具称为剃齿刀：如P104图79所示。其形 状很象斜齿圆柱齿轮，齿形做得非常准确，在齿面上 开出许多小沟槽，以形成切削刃。生产率极高：加工一个中等模数的齿轮只需13min。剃齿是在专门的剃齿机上进彳丁的。P104图710是剃削 直齿圆柱齿轮简图，剃齿刀轴线相对于工件轴线倾斜 个角度3 o剃齿运动：主运动是剃齿刀的旋转；它一方面带动工 件旋转，同时使齿面间产生相对滑动一剃齿速度； 从而产生切削作用，剃下一层约0. 0070. 03mm厚的切 屑层。热加工工艺基础第七章齿轮齿形的加工五、王行齿（P105）进给运动：工件由工作台带动作直线往复运动一沿 齿
12、全长进行剃削；工件相对剃齿刀还要作径向进给一 以便剃削全部加工余量。（加工余量一般为0.08 0. 11mm） o剃齿属自由啮合：不能提咼齿轮的运动精度，所以加 工前要求运动精度高些，常采用滚齿。但平稳性精度 有很大提咼，所以咼速齿轮（如机床主轴）均米用剃齿 后再壬行。晰齿是齿轮光整加工方法：主要作用是去除齿轮淬火 后的氧化皮，使Ra值减小到0.80.4mm。晰齿原理与剃齿相同：壬行磨轮是由磨料+环氧树脂等材 料混合，浇注或热压成形。曲亍磨生产率极高，曲亍磨一 个齿轮只需约1分钟。怖磨余量极小：一般为0.010.02mm,所以昭磨时径 向进给是一次完成的，斷磨开始时，齿面压力较大， 随后逐渐减
13、小，直至消失。热加工工艺基础第-工六、磨齿(P105)磨齿是齿轮齿形精加工的主要方法。不管是淬硬件还 是未淬硬件均能加工。与剃、甘亍齿相比，磨齿的最大优点在于：能纠正预加 工的各项误差，所以加工精度高，一般可达64级， 最高可达3级，Ra值可达0.802mm。按加工原理磨齿可分为展成法和成形法两种。热加工工艺基础第七章齿轮齿形的加工1x展成法磨齿（P105）展成法磨齿是根据齿轮和齿条的啮合原理进行的。如 图Z11所示。为一种常用的双碟形砂轮磨齿法。磨齿运动：（磨削直齿圆柱齿轮时）1）主运动：砂轮的旋转运动；2）展成运动：被磨齿轮分度圆沿假想齿条节线上作往 复的纯滚动（边转边水平移动）；3）进给
14、运动：齿轮沿齿宽方向的往复运动；4）分齿运动：当一组齿面磨光后，齿轮和砂轮自动脱 离，进行分齿，即转1/Z转。2、成形法磨齿(P106)成形法磨齿与铳齿相似，是用两分别是两侧已修整成 渐开线的成形砂轮，对已经进行过粗加工的齿轮槽逐 个进行磨削。成形法磨齿的精度，主要取决于成形砂轮的修整精度 和机床的分齿精度。热加工工艺基础第七章齿轮齿形的加工常用齿轮加工方法的比较加工 方法加工 原理加工质量精度啮面 等级粗糙Ra/|im生产率设备应用范围诚形Q6.3-3.较插齿、滚普通单件修配生产中，加工低精 度外圆柱齿轮、锥齿轮、蜗 轮9沖法2齿低铳床拉齿诚形 法71.6-.4高啦床大批量生产7级精度的内齿
15、轮， 因外轮拉刀制造甚为复杂， 故少用插齿展成 法873.2-1.6一般较滚齿 低插齿 机单件和成批生产中，加工中 等质量的内外圆柱齿轮、多 联齿轮滚齿展成 法873.2-1.6较高滚齿 机单件和成批生产中，加工中 等质量的外圆柱齿轮、竭轮剃齿展成 法7-60.8*0.4高剃酋 机精加工未淬火的圆柱齿轮術齿展成 法诚形 法，展 居法改善 不大0.8-0.4很高市齿 机光整加工己淬火的圆柱齿轮。 适用于成批和大量生产磨齿63 0.8-0.2成形法高于 展成法磨齿机热加工工精加工已淬火的圆柱齿轮-44-»*l A*A* I| L. J. | L. / fl-, 一 一' I J. LI11 707Tt 11 lPx 1 lH1<15 Mill 牙丁 L* 早 |AJ 扌匕 |AJ 丿Ez口 J/JII常用齿轮加工路线lv滚齿（插齿）一 剃齿一 淬火一 術齿：适应大 批量生产，精度87级，淬硬齿轮，机床制造业多采 用这种加工路线。2、滚齿（插齿）一调质一剃齿：适合批量生产，精 度76级，不须淬硬的调质齿轮。3、滚齿（插齿）一淬硬一磨齿：适应单件小批量生 产，精度63级的淬硬齿轮，内燃机机车的传动齿轮 多采用这种方案。热加工工艺基础第七章齿轮齿形的加工3rew演讲完毕，谢谢听讲!再见，see youagai n2020/11/21热加工工艺基础第七章齿轮齿形的加工