机械零件铣削加工情境5练习及答案

情境5 EQ1092差速器齿轮加工习题及参考答案一、填空题1.在齿轮传动机构中，当两轴相交并且要求传动比严格不变时，常常采用锥齿轮传动2. 高精度的锥齿轮必须在专用机床上加工，当精度要求不高时，也可在铣床上利用锥齿轮盘形铣刀加工3. 分度圆锥角（分锥角）是锥齿轮轴线与分锥母线之间的夹角，也称分锥角4. 通常在图样上标出的模数都是指大模数5. 锥齿轮的铣刀曲线按照大端设计制造，而铣刀的厚度则是按小端设计制造，并且比小皑齿槽稍薄一些6. 铣刀上要有“一”标记，以防与圆柱齿轮铣刀搞错7. 以小端外锥面交点为基准，测量时将直尺测量面紧贴两交点，基尺测量面与顶锥面相贴合，其夹角应为47°8. 为了使槽底与工作台平行，须将分度头主轴扳转一个根锥角9. 划线前应先在齿坯锥面上涂色，将游标高度尺划线头略对准锥面中部的中心位置10. 加工数量较多时，往往要检验齿轮的齿圈径向跳动量，以保证齿轮的运动精度二、判断（正确的在括号内打“√”，错误的打“×”）1．用端铣刀铣平面，若已加工表面的刀绞呈网状，则说明铣床主轴轴线与进给方向垂直。

（√）2．铣削平面时，要获得较小的表面粗糙度值，无论是采用圆周铣还是端铣，都应减小进给速度和提高铣刀的转速。

（√）3．用机用平口钳装夹工件，既可以进行圆周铣，也可以进行端铣，但仅适宜于中、小型工件的铣削。

（√）4．端铣时应采用对称铣削。

（×）5．因为顺铣的铣削力对工件能起压紧作用，铣刀磨损慢，加工面的表面质量较高，且消耗在进给运动方面的功率也较小，因此，圆周铣时一般都选择顺铣方式。

（×）6．在卧式铣床上用圆柱形铣刀铣削，若铣床工作台“零位”不准，则铣出的平面是一个斜面。

（×）7．圆柱形铣刀的圆柱度误差和端铣刀各刀齿的不齐会影响加工表面对基准面的垂直度和平行度。

（×）8．调转平口钳钳体角度装夹工件铣斜面时，应先校正固定钳口与卧式铣床主轴轴线垂直或平行。

（√）9．用倾斜垫铁装夹工件铣斜面，垫铁的倾斜角度应与斜面的倾斜角度相同，且垫铁的宽度应大于工件的宽度。

（×）10．基准面与工作台台面垂直装夹工件，用端铣刀铣削斜面时，立铣头应扳转的角度应等于斜面倾斜角度，即α=β。

（×）三、选择（将正确答案的代号填空格内）1．用圆柱形铣刀铣削平面，其平面度误差的大小主要取决于A。

A．铣刀的圆柱度误差B．铣刀刀齿的锋利程度C．铣削用量的选择Ｄ．铣刀螺旋角的大小2．用端面铣刀铣削平面，影响平面度误差的因素，主要是D。

A．铣刀的磨损B．铣刀刀齿的参差不齐C．铣削用量的选择D．铣床主轴轴线与进给方向不垂直3．在卧式铣床上铣削不易夹紧的细长而薄的工件时，应选择B。

A．对称端铣B、顺铣C．逆铣D．非对称逆铣4．用平口钳装夹铣垂直面时，若初次铣出的平面与基准面之间夹角小于90度，则应将铜皮或纸片垫在C。

A．固定钳口的下部B．固定钳口的中部C．固定钳口的上部D．平口钳底面靠活动钳口后部的一端5．铣床工作台移动时，丝杠螺母副存在的间隙在工作台移动方向的A。

A．前面B．中间C．后面D．不能确定四、齿轮盘铣刀为什么要分段编号？它是如何分段编号的？答：因为齿轮的齿形曲线由该齿轮的基圆大小决定，基圆大小又与齿轮的模数、齿数、齿形角的大小有关。

因此，模数和齿形角相同而齿数不同的齿轮，应有不同的铣刀，这样就需要制造许多不同齿形的铣刀，很不经济。

为此，对同种模数、齿形角的齿轮盘铣刀，按被加工齿轮的齿数分段并编号，同一号齿轮铣刀加工分段内齿数的齿轮，其所产生的齿形误差，对精度要求不高的齿轮来说是允许的。

这样较经济易行，所以齿轮盘铣刀要分号。

标准的齿轮盘铣刀的分段编号方法有两种，当m＝l~8mm时，每套8把。

分别为1号~8号；当m＝9~16mm时，每套为15把，分别1号、1.5号、2号、2.5号、……8号。

五、铣削直齿圆柱齿轮的操作过程答：铣削直齿圆柱齿轮的一般操作过程如下：（1）按图样要求，检查齿坯的齿顶圆尺寸。

（2）安装分度头，装夹、校正工件。

进行分度计算后，调整分度手柄和分度叉。

（3）选择和安装铣刀。

（4）用切痕法或划线法对刀。

（5）调整机床切削参数，并检查切削液和冷却系统的工作情况。

（6）在齿坯上每隔3~5齿铣出很浅的刀痕，检查分度计算和调整是否正确。

（7）调整铣削深度。

一般应分粗铣和精铣两次切出全部齿深。

铣完两齿槽后测量齿厚。

（8）铣好全部齿槽后，应对齿厚再测量一次，然后拆下工件交验。

六、铣削直齿圆柱齿轮后，常用哪几种测量方法?答：铣削直齿圆柱齿轮常用的测量方法有三种：（1）用齿轮游标卡尺测量齿轮的分度圆弦齿厚和分度圆弦齿高。

（2）用齿轮游标卡尺测量齿轮的固定弦齿厚和固定弦齿高。

（3）用公法线长度千分尺测量齿轮的公法线长度。

七、比较铣削直齿圆柱齿轮后常用的三种测量方法的特点答：（1）测量分度圆弦齿厚和分度圆弦齿高其特点是测量分度圆弦齿厚时，要以齿顶圆作为测量基准，但齿轮实际工作时齿顶圆精度要求不高，故齿顶圆的设计和加工精度一般较低，影响弦齿厚的测量精度。

（2）测量固定弦齿厚和固定弦齿高其特点是计算测量值时只与被测齿轮的模数和齿形角有关，而与其齿数无关，加之标准齿轮的模数和齿形角已标准化，计算十分方便。

但在测量固定弦齿厚时，也要以齿顶圆作为测量基准，影响其测量精度。

（3）测量公法线长度其特点是量具简单，测量方便、准确、齿顶圆的制造误差对公法线长度测量值无影响。

在实际生产中采用后两种测量方法。

八、铣削直齿圆柱齿轮时产生废品的主要原因有哪些?答：铣削直齿圆柱齿轮时产生废品的主要原因有：（1）齿数和图样要求不符产生原因是：未仔细看清图样；分度计算错误或分度头调整错误。

（2）齿厚不等或齿距误差过大产生原因是：未正确操作分度头，分度手柄多转后退回改正时，未消除分度头蜗杆副间隙；工件未校正好，致使工件径向圆跳动过大。

（3）齿高、齿厚不正确产生原因是：铣削深度调整错误或铣刀模数选错或刀号选错。

（4）轮齿偏斜产生原因是：铣刀未对准中心。

（5）齿面表面较粗糙产生原因主要是：铣刀钝或铣削量过大；铣刀装夹后摆差过大；工件装夹不好，机床和分度头等未调整紧固好，切削时产生振动。

九、什么叫斜齿圆柱齿轮的当量齿数?答：根据几何关系可知，斜齿圆柱齿轮齿线上某一点处的法平面与分度圆柱面的交线是一个椭圆。

以此椭圆的最大曲率半径作为某一个假想直齿圆柱齿轮的分度圆半径，并以此斜柱齿轮的法向模数和法向齿形角作为假想直齿圆柱齿轮的模数和齿形角，该假想直齿圆柱齿轮就称为所述斜齿圆柱齿轮的当量齿轮。

所谓斜齿圆柱齿轮的当量齿数，就是指该斜齿圆柱齿轮的当量齿轮齿数。

十、为什么铣削斜齿圆柱齿轮时要按当量齿数选择刀号?答：因为斜齿圆柱齿轮时齿槽是螺旋槽，用齿轮盘铣刀铣削时，工作台必须扳转一个螺旋角，使铣刀的螺旋平面和平共处齿槽方向一致，即铣刀齿形应和齿轮的法向齿形一样，也就是和斜齿圆柱齿轮的当量齿轮的齿形一样。

所以铣削斜齿圆柱齿轮时，应根据当量齿轮的齿数（即当量齿数）选择刀号。

十一、在万能卧式铣床上铣削斜齿圆柱齿轮时，常用的对刀方法有哪两种?答：常用的对刀方法有两种。

第一种方法是在调整工作台转角前对刀。

具体办法是用划线法或切痕法。

第二种方法是在调整工作台转角后对刀。

一般采用切痕法，使铣刀廓形对称线正确对准齿坯的轴心。

十二、铣削斜齿圆柱齿轮时，用什么方法检验挂轮和工作台扳转角度是否正确?答：检验方法是对刀后，在齿坯上稍切一些，观察刀痕的宽度和铣刀刃口宽度是否相同。

如果刀痕平直，又与刃口宽度相同，则表示挂轮和工作台扳转角度正确，否则说明挂轮或工作台扳转角度不正确，要重新检查后纠正。

十三、铣削直齿条时，为什么可借用同模数的8号齿轮盘铣刀？纵向移距法和横向移距法各适用于哪种场合?答：因为齿条的齿廓是直线齿廓，相当于直齿圆柱齿轮的齿数趋于无穷多时的齿廓形状，各种模数的8号铣刀廓形是按直线廓形制造的，所以可借用同模数的8号齿轮铣刀来铣削直齿条。

纵向移距法一般用来铣削长齿条，横向移距法一般用来铣削短齿条。

十四、铣削斜齿条时，为保证螺旋角β，工件有哪两种装夹方法？各用于什么场合？这两种装夹方法在铣削时移距尺寸有可不同?答：第一种方法是将工件倾斜装夹。

这种方法装夹后，工件基准侧面与工作台的移距方向成一夹角，夹角大小为工件螺旋角β。

工作台每次移距应等于斜齿条的法向齿距pn。

这种方法仅适用于铣削螺旋角较小的斜齿条。

第二种方法是将工件基准侧面装夹成与工作台移动方向平行，然后扳转工作台，使工作台带动工件一起转过一个螺旋角。

这种转动工作台法铣削斜齿条时，每次移距应等于斜齿条的端面齿距pt ，适用于在万能铣床上铣削较长的斜齿条。

十五、计算题1．一标准直齿圆柱齿轮，模数m=5 mm ，齿数z=50，试求分度圆弦齿厚和分度圆弦齿高。

解：分度圆弦齿厚S =mzsin90°/z=5×50×sin90°/50=250×0.0314=7.85㎜分度圆弦齿高 h =m[1+50/2(1-cos90°/z)]=5[1+50/2(1-0.9995)]=5[(1+0.0125)=5.063㎜2．标准直齿圆柱齿轮的模数m=3mn ，齿数z=68， 试求它的跨测齿数和公法线长度。

解：跨测齿数k=0.111z+0.5=0.111×68+0.5=8.048≈=8公法线长度W k =m[2.9521×(k-0.5)+0.014z]=3(2.9521×7.5+0.014×68)=69.279㎜3．在卧式万能铣床上铣制一斜齿圆柱齿轮，已知m=3 mm ，β=32°30′，Z=48，试选用铣刀。

解：当量齿数z v =z/cos 3β=48/ cos 332°30′=48/0.5999=80应选用模数3㎜的7号盘形铣刀。

4．在铣床上加工一齿形角α=20°的直齿圆柱齿轮，粗铣后，测得其公法线长度W k 实=32.41 mm ，丙零件图样给出的公法线长度W k =32.0110.016.0--，试求补充进刀量△αe 。

解:补充进刀量△αe =1.462(W k 实-W k )=1.462(32.41-32.0110.016.0--)=1.462(0.5～0.56)=0.731～0.819㎜5．斜齿圆柱齿轮的工作图如图14-1所示。

试确定铁削时所用的铣刀、交换齿轮齿数，并计算分度圆弦齿厚-s n 和分度圆弦齿高h an 。

解：当量齿数z v =z/cos 3β=30/cos 315°=30/(0.9659)3=33.29应选用模数3㎜的5号盘形铣刀。

导程P h =πdcot β=3.14×93.175×3.7321=1091.9㎜查表P h=1091.9㎜交换齿轮为z1=70, z2=80, z3=25, z4=100校验:sinβ= z1z3/ z2z4×πm n z/240=70×25×3.14×3×/80×100×240=0.2576β=14.93°=14°55′48″选用本组交换齿轮铣出的齿轮的螺旋角误差为4′12″，精度能满足要求。