项目15直齿锥齿轮的铣削

项目15直齿锥齿轮的铣削分度曲面为圆锥面的齿轮称为锥齿轮。

按齿线形状不同，锥齿轮又分有直齿、斜齿和曲线齿锥齿轮三种。

锥齿轮用于相交轴齿轮传动和交错轴齿轮传动。

齿线是分度圆锥面的直素线的锥齿轮称为直齿锥齿轮。

直齿锥齿轮用于相交轴齿轮传动，两轴交角通常为90°，但也有大于或小于90°的。

如图11-1所示（228页铣工工艺与技能训练）
任务一、铣直齿锥齿轮
知识与技能目标
1、了解锥齿轮的特点和计算
2、了解质数锥齿轮的测量和加工方法
3、掌握锥齿轮的测量方法和加工方法
4、分析铣削中出现的质量问题
知识连接
一、直齿圆锥齿轮的特点
直齿圆锥齿轮轮齿分布在圆锥面上，齿形是沿分度圆锥母线逐渐向圆锥顶点收缩。

各剖面的齿形渐开线曲率不同，齿形大小不同，其大端齿形最大，模数最大。

计算直齿圆锥齿轮的各部尺寸时，以大端模数为依据。

二、当轴交角为90°时，各部尺寸名称、代号和主要尺寸计算图
三、铣直齿圆锥齿轮用的铣刀及其选择
1）铣刀的特点。

标准直齿圆锥齿轮铣刀的厚度是腰椎距与齿宽之比。

b
R
=3时，小端的齿槽宽，大端的齿形曲线设计制造的，因此适用于
b
R
=3的直齿圆锥齿的加工。

铣刀端面上印有“伞形”字或“ ”标记，同一模数的直齿圆锥齿轮铣刀一套8把。

2）铣刀的选择。

铣刀的选择同直尺圆柱直尺轮，只是齿数用当量齿数。

选择铣刀时应按被加直齿圆锥齿轮模数，齿形角及当量齿数来选择。

当量齿数 按下式计算：
z v =
8
cos z 式中 z ——直齿圆锥齿轮的实际齿数； δ——直齿圆锥齿轮分度圆锥角。

四、工件的装夹与校正。

带圆柱柄的工件可用三爪卡盘装夹在分度头上；带孔的工件可用心轴装夹在分度头上。

心轴的种类有：直柄、锥柄、弹簧芯轴等。

工件装夹完后应校正外圆锥面的跳动量在允许范围内。

五、直齿锥齿轮的铣削方法。

铣削方法主要形式有三种：
第一种铣削方法，也是最常用的方法，用卧铣形式将分度头仰起一个δf角水平走刀，用横向工作台偏移铣削，见图15-3a
第二种仍用卧铣形式将分度头仰起一个90°-δf角度垂直方向走刀，用横向工作台偏移铣削，见图15-3b
第三种方法是用立铣形式铣削，将分度主轴调整与工作台台面平行，然后将分度头整体转与纵向方向成δf 角度。

（注意：卸下定位键）利用升降工作台进行偏移铣削。

亦可进行差动掛轮铣削质数直尺锥齿轮。

见图15-3c
1、分度头倾斜角和分度手柄转数及调整。

根据根锥角的大小扳转分度头主轴倾斜角，分度手柄转述按n=
z
40
计算。

2、划线对中心分度头倾斜角度，分度手柄调完毕，用划针盘或高度尺在工件圆锥面上划线：划线时将划针盘或高度尺的高度调整到与工件中心线相交的高度，在工件圆锥面
两侧分别划线，然后将工件转180°，用同样的方法划出另外的两条线。

前后两条线分别交于两侧的α点，α点即在中心线上。

将工件转90°，使α点处于工件上方与铣工相对，调整工作台是铣刀廓形的中心对准α点，则中心对好
将横向工作台紧固。

3、铣削齿槽中部。

直齿圆锥齿轮的齿形分三次铣削完成。

第一次铣出齿槽中部，铣削中部时开动机
条铣旋转，使铣 图15-1-8 铣直齿圆锥齿轮 刀刀刀夹刚刚铣着 a ）铣齿槽中部 b ）扩铣齿槽左侧 c)扩铣齿槽右侧
大端的外径，按大端齿全
高上升垂直工作台，依次分度将全部齿槽中部铣出，见图
4、偏铣齿槽的两侧。

为了达到使大端齿槽两侧多铣下去一定余量的目的，可采用以下两种偏移铣削法。

1）偏移工作台为基准，偏铣大端齿槽两侧，工作台移量S 按下式计算：S=
R
mb
2 图15-1-9 锥齿轮铣削划线对刀法 式中 m ——模数 a) 划线 b) 对刀 b ——齿宽 R ——锥距
偏铣齿槽左侧为二次铣削，按计算的横向工作台偏移量S 向左移工作台并紧固。

摇动分度头，使齿坯顺时针转动，使铣刀左侧刚好擦着小端齿槽左侧，然后将分度手柄的插销插入分度盘孔中，并记下分度手柄转过的孔距数，依次分度将齿槽左侧铣完。

见图15-1-8b
偏铣齿槽右侧为第三次铣削。

松开横向工作台，按2倍的横向工作台偏移量S ，反方向向右移动横向工作台并紧固，再按2倍的偏铣左侧孔距数反向转动齿坯，依次分度将右
侧全部铣完。

见图15-1-8c
以上两次偏移，齿坯转过的多少可用尺厚卡尺测量尺厚进行：偏铣左侧时将齿厚余量的一半铣去，偏铣右侧将余量的另一半铣去，齿槽两侧偏移量要一致，分度头转过的孔距数应相等并注意消除工作台及分度头传动间隙的影响。

横向偏移可用百分表来控制。

2）以经验公式计算。

调整分度头转角为基准，在偏移横向工作台偏铣齿槽两侧。

齿槽中部铣出后，按下式计算出分度头转角。

N=（
81-10
1）n ′ 式中 N ——偏铣齿槽侧面时，分度手柄应转过的孔距数； n ′——工件每分一个齿，手柄转过的总孔距数。

铣出齿槽中部后，按n 转动分度手柄，移动横向工作，使铣刀侧刃刚刚擦着小端齿槽的一侧依次铣一侧，然后偏铣齿槽另一侧，偏铣时，工件旋转方向和工作台移动方向与前述方法相同。

只是分度头转过的孔距数先确定，而横向偏移量是试铣后确定的。

铣削深度应用纵向工作台来调整。

自动进给是垂直走齿槽两侧面的铣削方法与上述相同。

六、直齿圆锥齿轮的检测
（1）齿坯的检测。

应在锥齿轮铣削前进行。

1）检查齿顶圆直径 2）检查内孔直径 3）检查顶锥角
4）检验顶圆锥面的圆跳动
图15-1-10 检查齿轮锥角 图15-1-11 检查锥齿轮 a)以顶部锥面交线为基准测量 b)以定位端面为基准测量 顶锥面跳动量
图15-1-12 锥齿轮的齿厚和齿向检验
a)测量大端齿厚 b)测量齿向
（2）锥齿轮检验
1）检验齿厚。

齿厚测量一般在背锥处测量大端分度圆弦齿厚s 和弦尺高a h ，s 和a h 按下式计算
s =mz v sin v Z ︒
90 a h =m[1+2v z (1-cos
v
Z ︒
90)] s 和a h 也可通过查圆柱直齿轮数表求得。

查得了s a h 乘以模数m 求得。

所用齿数是
当量齿数。

2）检验齿向。

把一对量针放对应的两个槽中，若齿向准确量针的针尖会碰在一起，
否则便说明有一定误差，测量时应注意量针的精度。

3）齿圈径向跳动检验。

将工件套入心轴采用合适标准圆棒（用键槽铣刀代替）嵌入齿槽，将百分表头调整至大端圆棒处最高点，用手转动工件，测得每个齿的禾值，百分表禾值的变动量为大端齿圈跳动误差。

4）小端齿厚的测量。

小端模数m i =m
R b
R - 小端齿厚s i =s R b
R -
小端齿高a i =a h R
b
R - 图15-1-13 锥齿轮大端齿圈跳
式中m ：大端模数 动误差测量示意图 s ：大端弦齿厚 a h ：大端弦齿高 R ：锥距
b:齿面宽
d i =m i z
测量时，用齿厚卡尺齿高尺落在小端最低处，齿厚尺卡在小端分度圆锥面与齿形交点上。

小端尺厚的测量只是一种参考，生产现场用的最普遍的是大端齿厚测量。

七、锥齿轮铣削质量分析（铣工工艺与技能训练236页）
一、布置任务分析工件
本任务是铣削m=3 z=25 α=20°的直齿锥齿轮，工件的材料是45钢齿坯由车削而成。

采用分度头卡盘直接装卡工件，铣刀选用m3、6#锥齿轮盘铣刀。

二、
四、铣削锥齿轮评分表
五、任务要点
1、直齿锥齿轮的特点是什么？
2、锥齿轮铣刀与圆柱齿轮铣刀有什么不同？
3、铣直齿锥齿轮时为什么要铣削齿侧面，铣齿侧时分度头的回转方向与工作台横向偏移方向如何确定？
4、直齿锥齿轮的齿厚怎样测量？。