精密、超精密圆柱渐开线齿轮的加工方法
渐开线齿轮的加工方法
渐开线齿轮的加工方法
渐开线齿轮是一种常用的齿轮类型，它具有齿轮传动效率高、噪音小、负载能力强等优点。
下面将介绍渐开线齿轮的加工方法，以帮助您更好地了解这种齿轮的制造过程。
1. 选择合适的刀具
加工渐开线齿轮需要使用专门的刀具，其中包括滚刀、半齿切削刀和全齿切削刀等。
这些刀具需要具备良好的切削性能和准确的切削几何形状，以确保齿轮加工精度和质量。
2. 确定加工参数
加工渐开线齿轮需要确定适当的加工参数，包括切削速度、进给量、切削深度和切削角度等。
这些参数需要根据齿轮材料、刀具类型和加工要求等因素进行合理选择，以确保加工过程中的稳定性和效率。
3. 进行切削加工
根据渐开线齿轮的设计图纸和加工参数，使用专门的刀具进行切削加工。
在加工过程中，需要注意刀具的切削角度和方向，以确保齿轮的齿形和齿距均匀精确。
同时，还需要定期检查和更换刀具，以保证加工质量和效率。
4. 进行修磨加工
在切削加工后，还需要对齿轮进行修磨加工，以进一步提高齿轮的精度和光洁度。
修磨加工需要使用专门的磨削工具，根据齿轮的要求进行合理选择。
在修磨过程中，需要注意磨削工具的使用和操作技巧，以避免对齿轮造成不必要的损伤。
以上就是渐开线齿轮的加工方法，需要注意的是，在加工过程中需要严格按照加工要求和标准进行操作，以确保齿轮的质量和性能。
圆柱齿轮的加工方法
圆柱齿轮的加工方法
【一、圆柱齿轮概述】
圆柱齿轮是一种常见的传动元件，广泛应用于各类机械设备中。
它主要由两个相互啮合的齿轮组成，其中一个齿轮的齿轴线与轴线垂直，另一个齿轮的齿轴线与轴线平行。
圆柱齿轮具有传动比稳定、承载能力高等特点。
【二、圆柱齿轮的加工方法】
1.铸造法：铸造法是将熔融的金属倒入齿轮模具中，待冷却凝固后得到齿轮成品。
这种方法生产效率较高，适用于大批量生产。
但齿轮的齿面粗糙度较大，精度较低，齿轮齿面易产生铸造缺陷。
2.锻造法：锻造法是将金属坯料通过锻造变形得到齿轮成品。
这种方法可以获得较高的齿轮精度，齿面粗糙度较小。
但锻造设备投入大，生产成本较高，不适合大批量生产。
3.切削加工法：切削加工法是通过机械切削得到齿轮成品。
这种方法可以获得较高的齿轮精度，齿面粗糙度较小。
切削加工法适用于中小批量生产和修配加工。
【三、加工方法比较与选择】
在选择圆柱齿轮的加工方法时，需综合考虑生产批量、齿轮精度要求、成本和生产周期等因素。
一般来说，大批量生产可选铸造法，中小批量生产可选切削加工法，对齿轮精度要求较高的场合可选锻造法。
【四、圆柱齿轮加工中的注意事项】
1.确保齿轮模具或刀具的精度，以提高齿轮的精度。
2.控制金属熔融温度和铸造过程，减少齿轮齿面的铸造缺陷。
3.合理选择切削参数，防止齿轮齿面磨损和毛刺。
4.严格检测齿轮的尺寸和齿面质量，确保齿轮传动性能。
圆柱齿轮制造基本工艺过程
滚切直、斜齿轮交换齿轮的调整公式见下表：
交换齿轮 速度交换齿轮 分度交换齿
名称
轮
公式 表公式中：
i An 0
n0
1000v da0
滚齿机是加工圆柱齿轮、蜗轮等零件的主要工艺装备。滚齿机按布局形式 和结构特点，可分为立式和卧式滚齿机，常用的是立式滚齿机。按JB/T6344.1— 1999的规定，滚齿机的型式有工作台移动式和立柱移动式两种，滚齿机的系列 由万能滚齿机、高效滚齿机和数控滚齿机构成。
滚齿是目前世界上在齿轮加工中应用最广的切齿方法，目前国际上精滚齿 的加工精度（主要指周节偏差）可以达到5~7级（GB/T10095），国内的滚齿机 （数控）精滚齿的加工精度也可以达到6~8级（GB/T10095）。CNC滚齿机是目 前国际上已广泛采用的设备，国内齿轮生产厂家的使用也越来越多。为了达到 最大可能的静刚度和动刚度，滚齿机部件都尽可能以封闭箱形的铸造结构制造， 采用减震性能良好的铸铁，有经过验证的热补偿系统。
滚齿原理图
10
二、齿轮的加工方法
1，滚齿 1),滚齿原理
根据滚齿加工原理，滚切齿轮时滚齿机必须 具有以下几种运动： （1）切削运动 即滚刀轴1的转速，借助于切削 速度交换齿轮或变速箱2，滚刀的转速为：
n0
1000v
da0
式中：—切削速度 （m/min）
—滚刀齿顶圆直径（mm）
2）分度运动 随着滚刀的转动，齿坯也要相应n地w
13
二、齿轮的加工方法
1，滚齿 常见的机械式传动链滚齿机很多，技术性能不尽相同，但均具备切削运动、
渐开线齿轮的加工方法及根切现象课件
优化热处理工艺
材料选择
选用高强度、高耐磨性的材料，如合金钢、 不锈钢等，以提高齿轮的抗疲劳性能和耐磨 性。
热处理工艺
采用合适的热处理工艺，如淬火、回火等， 以改善材料的机械性能，提高齿轮的硬度和 抗弯曲能力。
优化表面处理工艺
表面涂层
在齿轮表面涂覆耐磨涂层，如镀铬、喷塑等 ，以提高齿轮的抗磨损性能和耐腐蚀性。
适的切削速度。
采用变位齿轮
变位齿轮可以改变齿廓的形状，从而 避免根切现象的发生。通过将齿廓向 外延伸，可以增加齿顶与齿根之间的 距离，减小根切的可能性。
变位齿轮还可以通过改变齿数来调整 齿轮的传动比，以满足不同的传动需 求。
采用展成法加工
展成法是一种常用的齿轮加工方法，通过将刀具与工件连续滚动，实现齿轮的切 削加工。
汽车领域
汽车变速器中的齿轮大多采用渐开线齿形，以保证汽车在 行驶过程中的平稳性和舒适性。
航空航天领域
在航空航天领域，由于对传动系统要求极高，因此也大量 采用渐开线齿轮，如飞机起落架、发动机传动系统等。
02
渐开线齿轮的加工方法
铣刀加工法
总结词
通过使用铣刀对齿轮毛坯进行切削，得到渐开线齿形的加工 方法。
渐开线的性质
渐开线具有发生线在基圆上作纯滚动时，其上任一点的轨迹即为该渐开线的特 性。此外，渐开线上任一点的法线必与基圆相切，且随着基圆半径的增大，同 一切点处的法线与基圆的切点逐渐向圆外移动。
渐开线齿轮的特点与优势
特点
渐开线齿轮具有齿廓形状简单、易于加工制造、传动平稳、效率高、使用寿命长等优点 。
成功避免根切现象的加工案例
要点一
案例一
要点二
案例二
某齿轮加工厂在生产一个直径为200mm、模数为5的齿轮 时，为了避免根切现象的发生，采用了较大的刀具，并调 整了切削参数。最终成功地加工出了合格的齿轮，并顺利 地通过了验收测试。
圆柱齿轮齿形加工方法方案
圆柱齿轮齿形加工方法和加工方案一个齿轮的加工过程是由若干工序组成的。
为了获得符合精度要求的齿轮，整个加工过程都是围绕着齿形加工工序服务的。
齿形加工方法很多，按加工中有无切削，可分为无切削加工和有切削加工两大类。
无切削加工包括热轧齿轮、冷轧齿轮、精锻、粉末冶金等新工艺。
无切削加工具有生产率高，材料消耗少、成本低等一系列的优点，目前已推广使用。
但因其加工精度较低，工艺不够稳定，特别是生产批量小时难以采用，这些缺点限制了它的使用。
齿形的有切削加工，具有良好的加工精度，目前仍是齿形的主要加工方法。
按其加工原理可分为成形法和展成法两种。
成形法的特点是所用刀具的切削刃形状与被切齿轮轮槽的形状相同，如图9-3所示。
用成形原理加工齿形的方法有：用齿轮铣刀在铣床上铣齿、用成形砂轮磨齿、用齿轮拉刀拉齿等方法。
这些方法由于存在分度误差及刀具的安装误差，所以加工精度较低，一般只能加工出9 ~10级精度的齿轮。
此外，加工过程中需作多次不连续分齿，生产率也很低。
因此，主要用于单件小批量生产和修配工作中加工精度不高的齿轮。
展成法是应用齿轮啮合的原理来进行加工的，用这种方法加工出来的齿形轮廓是刀具切削刃运动轨迹的包络线。
齿数不同的齿轮，只要模数和齿形角相同，都可以用同一把刀具来加工。
用展成原理加工齿形的方法有：滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿等方法。
其中剃齿、珩齿和磨齿属于齿形的精加工方法。
展成法的加工精度和生产率都较高，刀具通用性好，所以在生产中应用十分广泛。
一、滚齿（一）滚齿的原理及工艺特点滚齿是齿形加工方法中生产率较高、应用最广的一种加工方法。
在滚齿机上用齿轮滚刀加工齿轮的原理，相当于一对螺旋齿轮作无侧隙强制性的啮合，见图9-24所示。
滚齿加工的通用性较好,既可加工圆柱齿轮，又能加工蜗轮；既可加工渐开线齿形，又可加工圆弧、摆线等齿形；既可加工大模数齿轮，大直径齿轮。
滚齿可直接加工8~9级精度齿轮，也可用作7 级以上齿轮的粗加工及半精加工。
机械加工工艺编制与实施-高精度圆柱齿轮的加工
花键孔加工
对于8级以下 齿轮可以直接 滚齿、插齿加 工；对于6～ 7级齿轮，齿 形精加工采用 剃-珩加工； 对于5级以上 齿轮采用磨齿 方法。
1.插削法： 2.拉削法： 3.磨削法：
三、制定实施计划
3.拟定高精度齿轮的工艺路线
1）确定加工方案
齿坯加工
1.齿坯加工精度： 2.齿坯加工方案： a.大批大量生产时 b.中批生产时
齿轮的精度等级、结构尺寸、技术要求、Ra、生产类型及设备条件等
2）划分加工阶段
一般可归纳工艺路线如下： 毛坯制造→毛坯热处理→齿坯加工→齿形加工→齿圈（轮）热处 理→齿轮定位表面精加工→齿圈的精整加工。
毛坯制造 齿坯加工 齿形加工 齿端加工
齿面热处理 精基准修正
齿形精加工
三、制定实施计划
3.拟定高精度齿轮的工艺路线
该齿轮齿形精度等级 为6-5-5级。为满足齿形 精度要求，其加工方案 应选择磨齿方案，即滚 齿→齿端加工→高频淬 火→修正基准→磨齿。 磨齿精度可达4级，但生 产率低。本例齿面热处 理采用高频淬火，变形 较小，故留磨余量可缩 小到0.1mm左右，以提 高磨齿效率。
三、制定实施计划
3.拟定高精度齿轮的工艺路线
用于高精度齿轮的齿面加工，生产率低，成本高
三、制定实施计划
3.拟定高精度齿轮的工艺路线
1）确定加工方案
齿形加工
齿形加工
1.一般为滚齿、插 齿加工 2.齿形精整加工： 剃齿、珩齿、磨齿
对于8级以下 齿轮可以直接 滚齿、插齿加 工；对于6～ 7级齿轮，齿 形精加工采用 剃-珩加工； 对于5级以上 齿轮采用磨齿 方法。
2）选择设备、工装 齿轮加工分两部分：轮体部分和齿圈部分。轮体
采用普通车床加工，一般根据尺寸选择车床；齿圈部 分加工采用滚齿机，齿圈部分的精加工采用磨齿机。
高精密无间隙齿轮（滚柱齿轮）及齿条加工方法
高精密无间隙齿轮（滚柱齿轮）及齿条加工方法目前技术缺陷目前常规的齿条面是为梯形，与之匹配的齿轮表面牙齿也是梯形，采用梯形的齿条和齿轮在传动过程中容易出现以下问题：1、传动过程中，齿轮和齿轮啮合时有反向间隙；2、由于间隙的存在影响了传动的精度；传动速度慢；噪音大。
为了提高传动精度，设计出了波浪形齿条用于替代梯形齿条，同时将与之配套的齿轮牙齿也修改成波浪形，但是由于齿轮为一整体钢件，在齿轮与齿条的啮合传动过程中易出现偏心抖动，影响了传动进度，不能做到无缝隙传动；再则由于齿轮和齿条在传动过程中处于抖动状态，使用噪声大。
另外，由于齿条上表面波浪形的锯齿存在大量的凸面与凹面，加工难度大，实际加工出的齿面粗糙，达不到高精度，使传动啮合过程中产生间隙，影响精度。
为了解决现有技术中的问题 , 超高精密复杂曲面齿条、该齿条的加工方法及其配套齿轮出现由为必要。
齿轮及齿条啮合运行误差小，使用噪音低、传动精度高，消除了齿轮与齿条啮合的反向间隙；同时提供的齿条加工方法采用渐进多次加工法实现了高精度加工。
方案：超高精密的齿轮相适配的超高精度复杂曲面齿条，齿条上表面为契合超高精密的齿轮圆滚柱运动轨迹的锯齿。
由于锯齿的形状就是齿轮圆滚柱的运动轨迹，所以能够实现齿轮和齿条在啮合传动中做到无间隙高精度传动。
锯齿齿面的形状按照如下方法得出：（1）取与齿条匹配的齿轮的垂直于轴向的横截面；（2）从横截面中单独取出圆滚柱横截面放入坐标系中，作出圆滚柱横截面的外切圆 ,外切圆半径为 a ；圆滚柱半径为 b ；外切圆周长为2πa ；圆滚柱个数为 n ；如：外切圆半径为 a=20mm ；圆滚柱半径为 b=8mm ；外切圆周长为2πa=40π mm ；圆滚柱个数为 n=10 ；（3）按照如下公式求出外切圆上任意一点 (x,y) 的 1/4 周期的轨迹 L1 ；x=at-bsint ；y=a-bcost ；t 为（x,y）点在坐标系中的角度 ; 公式： x=20t-8sint ；y=20-8cost ；t 为（x,y）点在坐标系中的角度 ;（4）将 L1 沿 Y 轴方向做镜像得到轨迹 L2 ；（5）将 L1 向左平移距离 b; 将 L2 向右平移距离 b; 将 L1 和 L2 下端补上滚珠半圆轨迹，得到轨迹 L3 ；（6）将轨迹 L3 沿 X 轴方向平移，每次平移距离d=2πa/n ；并保留原有轨迹，得到一个轨迹群；（7）保留轨迹群中相邻两条轨迹交点以下的轨迹，得到一条新的轨迹L4 ；L4 即为锯齿齿面轨迹，按照齿条要求长度选取锯齿长度做成齿条即可。
渐开线圆柱齿轮加工工艺分析
分布才能均匀， 满足精加工 的要求。
一
个齿， 直到齿轮上的齿全 部磨完。
蜗杆砂轮磨齿的基本原理与滚齿加工的方法类似 ， 是用蜗
２ 齿轮材料的选择
２ ． １选择齿轮材料的基本要求
的轴 向加工 出齿宽。 蜗杆 砂轮磨齿在磨削斜齿轮 的时候 ， 应由
差动 的装置给工件一个附加运动， 加工出对应螺旋角的齿轮。
２ ． ２齿轮材料的使用性能
． ４成形砂轮磨齿 齿轮材料 的使用性能是指齿轮在 正常 的工作条 件下， 齿轮 ３ 成 形砂轮磨 齿主 要是靠成 形的砂轮来 磨削渐开线 圆柱 形 材料应 该具备 良好 的物 理、 化学及其 力学 的性能 ， 这也是在选
成形 砂轮磨齿是没有展成运 动的， 渐开线 圆柱 形齿轮的 择齿轮材料时应该首要考虑的。 用于工程构件或者机械零件 的 齿轮。
如果打磨 的是 齿轮材料 ， 它的力学性能应该 是最 重要的。 齿轮在机械 工作 时 精度主要取决于砂轮的定位 精度 及其修整 精度 。
砂轮 的轴 向截面 的形状 就是打磨工件端面 的齿 起 到的作用主要是调节速度 及传 递功率。 齿轮 工作 时， 通过 齿 直齿轮的时候 ， 如果打磨的是斜齿轮 时砂轮轴 向截面形状是砂轮和工件齿 面接触来传递动力、 弯 曲应力及 接触应力。 在啮合 的齿面上， 还 形；
出来符合 图纸要求 的齿轮来 ， 这个阶段就是齿轮加工的最后阶 齿轮 的齿 宽来确定 的。 锥形 砂轮 磨齿法 是一种展 成磨 齿的方 段， 对于需淬火 的齿轮 ， 需要在这个 阶段 加工 出来满足齿轮 最 法， 磨齿工作精度是在５ — ７ 级之 间。 后 精度 的齿 形精度 来， 这是确保齿轮精度的关键阶段； ３ ）热处 ３ ． ２碟形砂轮磨齿 理阶段。 这个阶段 主要针对的是需要淬火加 工的齿轮 ， 这～阶
圆柱齿轮的加工方法
圆柱齿轮的加工方法
圆柱齿轮是机械传动中常用的一种齿轮，它具有精密、稳定、传动效率高的特点。
在制造过程中，加工方法对于圆柱齿轮的质量和性能至关重要。
下面我们来了解一下圆柱齿轮的加工方法。
首先，圆柱齿轮的加工通常采用车削法。
车削是一种常见的金属加工方法，通过车床上的刀具对工件进行切削，来达到加工成型的目的。
在加工圆柱齿轮时，首先要选择合适的车刀和车床，根据齿轮的尺寸和要求来确定加工的参数，如进给速度、切削速度等。
然后按照齿轮的图纸要求进行车削，完成齿轮的外圆和齿廓的加工。
其次，圆柱齿轮的齿形加工通常采用滚齿法。
滚齿是利用专用的滚刀进行齿形加工，通过滚刀的滚动和工件的旋转来完成齿轮齿形的加工。
这种加工方法可以保证齿轮的齿形精度和表面质量，适用于要求较高的圆柱齿轮加工。
最后，圆柱齿轮的热处理也是非常重要的一步。
热处理可以改善齿轮的硬度、强度和耐磨性，提高齿轮的使用寿命。
常用的热处理方
法包括淬火、回火等，根据不同的材料和要求来选择合适的热处理工艺。
总的来说，圆柱齿轮的加工方法需要结合车削、滚齿和热处理等工艺步骤来完成，确保齿轮的精度和质量。
在加工过程中，要严格按照工艺要求进行操作，保证加工的准确性和稳定性。
只有这样，才能生产出高质量的圆柱齿轮，满足各种机械传动的需求。
渐开线齿轮的加工方法及根切现象
盘状铣刀
范成法
一对齿轮互相啮合传动时， 其两轮的齿廓互为包络线。
齿轮插刀
可以用一把插刀加工出 同模数、同压力角而 不同齿数的齿轮。
范成法
齿条插刀
范成法
齿轮滚刀
蜗杆滚刀 阿 基 米 德 裸 线 滚 刀
渐开线齿廓的根切现象与最少齿数
根切现象------齿轮坯的渐 开线齿廓根部被刀具的齿 顶过多地切削掉。 被根切后的轮齿削弱了轮 齿的抗弯强度，影响轮齿 的承载能力；使一对齿轮 的啮合过程缩短，重合度 下降，传动平稳性变差。 轮齿根切
∗ a
1 CN = CO sin α = mz sin α 2
h m CN = CO sin α = 1 mz sin α CB2 = , 2 sin α
∗ a
避免根切现象的条件是： CB2≤CN
hm 1 ≤ mz sin α sin α 2
∗ a
zmin
2h = sin α
∗ a 2
2h z≥ sin α
指状铣刀
仿形法加工齿轮时，刀具的轴向剖面形状和齿轮的齿槽齿廓 形状一致。由于渐开线齿廓形状取决于基圆大小，基圆直径
rb=（mzcosα）/2，齿廓形状与齿轮的模数、压力角、齿数有关。
对于同一模数和标准压力角的铣刀，一般采用8把为一套，每把铣刀铣制 一定范围齿数的齿轮。每号铣刀是按该组齿数中最少齿数的齿形制成Байду номын сангаас。所 以仿形法铣削的齿廓精度较差，只适用于修配及单件小批量生产的齿轮加工
渐开线齿轮的加工方法及根切现象
浙江甬工工具厂
渐开线齿轮的加工方法及根切现象
齿轮轮齿的加工方法 切 削 加 工 方 法 范成法 齿条插刀 齿轮滚刀 仿形法 齿轮插刀
渐开线直齿圆柱齿轮的加工方法
图10-7 用盘状铣刀加工齿轮 图10-8 用指状铣刀加工齿轮 返回
机械设计基础
Machine Design Foundation
渐开线直齿圆柱齿轮的加工方法
1.2 展成法
展成法是利用一对齿轮无侧隙啮合时两轮的齿廓互为包络线的 原理加工齿轮的。加工时刀具与齿坯的运动就像一对互相啮合的齿 轮，最后刀具将齿坯切出渐开线齿廓。展成法主要采用齿轮形刀具 （齿轮插刀）和齿条形刀具（齿条插刀和齿轮滚刀等）。
齿轮插刀的外形象具有刀刃的外齿轮，图10-9为用齿轮插刀加 工外齿轮的情形。插齿时，齿轮插刀沿轮坯轴线作往复的切削运动， 同时还与轮坯以恒定的传动比作旋转运动，传动比为
i 刀 z z刀
直至切出全部齿槽。这种方法除用于加工外齿轮之外，还适用于加 工内齿轮及双联齿轮等。
刀具采用齿条的称齿条插刀。齿条插刀不能切制内齿轮，图 10-10为用齿条插刀加工外齿轮的情形。
z
2ha* sin2
图10-13 不产生切齿干涉的的条件
即
zm in
2ha* sin2
由上式可得，用齿条形刀具切制渐开线标准直齿轮时，不产生
切齿干涉的条件是最少齿数zmin=17。
返回
机械设计基础பைடு நூலகம்
机械设计基础
机械设计基础
Machine Design Foundation
渐开线直齿圆柱齿轮的加工方法
1.1 仿形法
仿形法加工是刀具在通过其轴线的平面内，刀刃的形状和被切 齿轮齿槽形状相同，在铣床上利用刀具直接切削出轮齿齿形的一种 加工方法。常用的仿形刀具有如图 10-7所示的盘状铣刀和如图10-8 所示的指状铣刀两种。
返回
机械设计基础
Machine Design Foundation
一种考虑齿面精度特性的渐开线圆柱齿轮包络铣削加工方法_CN109663991A
(10)申请公布号 CN 109663991 A (43)申请公布日 2019.04.23
( 54 )发明 名称 一种考虑齿面精度特性的渐开线圆柱齿轮
包络铣削加工方法 ( 57 )摘要
本发明提供了一种考虑齿面精度特性的渐 开线圆 柱齿轮包络铣削 加工方法 ，包括S01选择 铣削 刀具 ，确定刀具直径 、刀具 切削 刃长度 ；S02 确定刀具轴线相对于齿轮轴线的 动态偏心量ei ； S03构建齿廓方向走刀步长公式 ，构建渐开线齿 廓展开角度与齿面残高差之间的曲线方程，计算 刀位点；S04规划走刀路径；本发明在保证渐开线 圆柱齿轮齿面加工精度的前提下，综合考虑渐开 线齿面的 微分几何特性 ，计算出 刀位点 ，规 划刀 具路径 ，使刀具走 刀轨迹按需分配 ，减小齿根 和 齿顶的冗余走刀，从而提高包络铣齿的加工效率 以及齿面的啮合性能。
由渐开渐的特性可知，渐开线上两个相邻的刀位点A和B的斜率kA和kB分别为：
式中，uA和uB分别为两个相邻的刀位点A和B的渐开线展开角度； 且两个相邻的刀位点A和B的渐开线方程分别为：
将公式(6)(7)(8)代入公式(5)中可以得到C点坐标(xC ,yC)， 计算C点的残高差：
根据公式(9) ，可以依次得到相邻刀位点之间的残高差Δti，由已知的渐开线齿廓展开
刀具从齿顶部分的一侧端面开始，首先沿着齿向方向走第一刀，完成对整个齿宽b的铣 削；
沿着渐开线齿廓向齿槽方向进给Δui的长度； 再沿着齿向方向走第2刀； 依此类推，直至完成对齿个齿面的包络铣削。
4
CN 109663991 A
说 明 书
1/7 页
一种考虑齿面精度特性的渐开线圆柱齿轮包络铣削加工方法
技术领域 [0001] 本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种考虑齿面精度特性的渐开线圆柱齿 轮包络铣削加工方法。
高精度圆柱齿轮的加工
干酪素、乳糖与乳清粉生产技术
2．酶法干酪素 酶法生产干酪素所用的酶有凝乳酶和皱胃酶两种，具 体要求如下： ①皱胃酶是从犊牛或羔羊的第四胃（皱胃）的胃壁提 取的。皱胃酶在弱酸、中性或弱碱性环境中将酪蛋白水解， 这种酶的最适pH为5.2～6.3。当pH高于7.5时，皱胃酶即不 起 作 用 ， 当 pH 为 8 时 酶 失 去 活 力 。 皱 胃 酶 的 最 适 温 度 为 39～42℃，低温能强烈抑制皱胃酶的作用。
项目5 圆柱齿轮零件机械加工工艺编制与实施
任务5.3 高精度齿轮的加工
任务5. 3 高精度齿轮的加工工艺编制
一、布置工作任务
加工如图所示的高精度齿轮。
模数 齿数 齿形角 精度等级 齿距累积公差 齿距极限偏差 齿形公差 齿向公差 跨齿数
公法线平均长度及极限偏差
m Z 6-5-5KM/GB10095-88 Fp ±fpt ff Fβ k
干酪素、乳糖与乳清粉生产技术
3．自然发酵法干酪素 自然发酵法是以乳酸菌分解乳糖产生乳酸而使酪蛋白 凝固的方法。由此法制得的乳酸干酪素灰分少、溶解性大、 黏着力强、但生产时间长，产品质量不均匀。 用新鲜脱脂乳于37℃保温发酵，当pH值达4.6时，脱 脂乳形成凝块，以蒸汽加热至50℃，在不断搅拌下，使酪 蛋白颗粒与乳清分离，以压榨或脱水机排出乳清后，经洗 涤、脱水、粉碎、干燥而制得。排出的乳清可继续发酵， 使其酸度达130～1600T，作下次生产用。
渐开线直齿圆柱齿轮的切削加工方法
第六节渐开线直齿圆柱齿轮的切削加工方法一成形法点击图片播放动画这种方法简单，无需专用机床.生产率低，精度差.齿轮主要参数(模数、齿数、变位系数等)的任何一个发生改变都要更换刀具，仅适用于单件生产及精度要求不高的齿轮加工。
二、范成法（展成法）范成法是利用一对齿轮(或齿轮与齿条)啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来切齿的。
如果把其中一个齿轮(或齿条)做成刀具，就可以切出与它共轭的渐开线齿廓。
用范成法切齿的常用刀具如下。
1、齿轮插刀2、齿条插刀3、齿轮滚刀点击图片播放动画点击图片播放动画点击图片播放动画范成法的特点优点：同一模数的齿轮使用同一把刀具，生产效率高，加工精度高缺点：需要专用机床三根切现象、最少齿数根切使齿根削弱，根切严重时还会使重合度减小，所以应当避免。
根切现象：若刀具齿顶线超过N1点，则由基圆以内无渐开线的性质可知，超过N1的刀刃不仅不能范成渐开线齿廓，而且会将根部已加工出的渐开线切去一部分，这种现象称为根切现象根切使齿根削弱，根切严重时还会使重合度减小，所以应当避免。
如图所示，线段co1表示某被切齿轮的分度圆半径，其点N1在齿条齿顶线下方，故该轮必发生根切。
当齿数增多时，分度圆半径增大，轮坯中心上移至O1’处，极限点也随之沿啮合线上移至齿顶线上方的N1’处，从而避免根切；反之，齿数越少，分度圆半径越小，轮坯中心越低，极限点越往下移，根切越严重。
标准齿轮是否发生根切取决于其齿数的多少。
标准齿轮欲避免根切，其齿数z必须大于或等于不根切的最少齿数zmin。
对于 =20°和ha*=1的正常齿制标准渐开线齿轮，当用齿条刀具加工时，其最少齿数zmin =17。
二变位齿轮z图中表示出了用齿条插刀或滚刀切制齿数小于最少齿数的标准齿轮而发生根切的情形。
如果将刀具自轮坯中心向外移出一段距离xm，使其齿顶线正好通过极限点N1，则切出的齿轮不会根切。
这时与齿轮分度圆相切并作纯滚动的已经不是刀具的中线，而是与之平行的另一条直线。
渐开线圆柱齿轮的加工工艺
渐开线圆柱齿轮的加工工艺林长祥【摘要】机械系统中,齿轮被看作必要构件,不可缺失.渐开线圆柱齿轮表现出精密性,包含复杂的加工步骤.实际加工中,要注重各环节内的加工要点,经过综合衡量选取最合适的加工方式,杜绝潜在的加工偏差.对于圆柱齿轮,解析常用加工方式及工艺,结合实际提升加工齿轮的精度,从而延长齿轮的耐用期限.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2016(000)008【总页数】2页(P107-108)【关键词】渐开线;圆柱齿轮;加工工艺【作者】林长祥【作者单位】浙江格尔减速机械有限公司,温州 325409【正文语种】中文机械传动不可缺少各类的齿轮。
从现状来看，齿轮正在被广泛采纳，并用于多样的机械装置。
日常加工时，既要减低各类工艺耗费的总体成本，又要提升齿轮精度。
唯有如此，才能符合现今的机械加工趋势。
圆柱形渐开线的齿轮含有相对较多的构件，加工起来也尤为复杂。
在这种状态下，有必要从根本上选择更合适的齿轮加工方式，以提升齿轮加工的综合效能。
第一步，加工齿轮毛坯。
通常来看，齿轮间距及齿形决定着总体齿轮的精度，应当分布均匀。
在加工毛坯时，先要确认最佳的基准定位，针对小孔及齿轮端面都要妥善定位。
确保定位的精准，才能便于齿轮的后续加工。
加工毛坯的总要求：内孔及齿轮端面都要符合给出的技术指标。
依照设定好的基准来加工齿轮，同时不应忽视齿轮潜在的次表面。
加工毛坯的后期，要注重次表面的精准性。
第二步，加工齿形。
这个阶段内，某些齿轮要经过淬火，另外一些不必淬火。
如果不必淬火，那么加工齿形即可获得合格的齿轮，符合图纸的规格。
如果需要淬火，则应完全吻合最终的精度及齿形［1］。
这是由于淬火后的加工流程密切关系到精度，是关键的步骤。
第三步，热处理的程序。
针对淬火齿轮，还需再次予以热处理，以达到最优的齿轮硬度。
最后是精密的加工，淬火将会更改最初的齿轮形态，防控齿轮表层太过粗糙。
需要注意的是，淬火过后的齿轮端面及内侧小孔都不可避免会发生扭曲。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第17卷 第2期2009年2月 光学精密工程 Optics and Precision Engineering Vol.17 No.2 Feb.2009 收稿日期:2008205222;修订日期:2008207210. 基金项目:国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2008AA042506)文章编号 10042924X (2009)022*******精密、超精密圆柱渐开线齿轮的加工方法王立鼎1,2,凌四营1,马 勇1,王晓东1,2,娄志峰1(1.大连理工大学精密特种加工及微系统教育部重点实验室高精度齿轮研究组,辽宁大连116023;2.大连理工大学微纳米技术及系统辽宁省重点实验室,辽宁大连116023)摘要:研究了精密、超精密圆柱渐开线齿轮的加工方法。
分析比较了锥形砂轮磨齿、蝶形砂轮磨齿、大平面砂轮磨齿、蜗杆砂轮磨齿和成形砂轮磨齿的工作原理及当前国内外精密、超精密圆柱渐开线齿轮的加工现状。
探讨了ISO1328:1997标准中2级以上精度超精密齿轮的加工。
最后,指出大平面砂轮磨齿机Y7125有着结构简单、传动链刚度高、磨齿精度高等优点,具有较大的改装空间。
通过一系列的研究工作,有可能将其改装精化成磨削超精密圆柱渐开线齿轮的加工母机,实现2级到1级精度超精密齿轮的加工。
1级精度超精密齿轮的研制成功,可提高齿轮的传递基准,从而可提高齿轮制造的技术水平。
关 键 词:圆柱渐开线齿轮;超精密齿轮;磨齿原理;精密加工中图分类号:T H132.413 文献标识码:AP rocessing m ethods of precision and u ltra 2precision cylindrical involute gearWAN G Li 2ding 1,2,L IN G Si 2ying 1,MA Y ong 1,WAN G Xiao 2dong 1,2,LOU Zhi 2feng 1(1.Hi g h 2p recision Gear Research Grou p ,Key L aboratory f or Precision &N on 2t ra ditional and M ico S ystem M achining of the Ministry of Education ,Dalian University of Technology ,Dalian 116023,China;2.Key L aboratory f or M ico/N ano Technolog y an d S ystem of L i aoni n g Provi nce ,D ali an U ni versit y of Technolog y ,D ali an 116023,Chi na )Abstract :In order to enhance technological level of gear manufact uring comp rehensively ,t he p rocess 2ing met hods of precision and ult ra 2precision cylindrical involute gears were researched.The work prin 2ciples of several gear 2grindings and machining stat uses of ult ra 2p recision cylindrical involute gears were analyzed and compared.Then ,machining of ult ra 2p recision gear above quality 2(ISO1328:1997)was p robed.Finally ,t he gear grinder Y7125wit h big plan wheel provided wit h t he advantages of st reamline st ruct ure ,high rigidity of t ransmission chain ,high accuracy of gear 2grinding and much room to modify was pointed.Research result s show t hat t he grinder Y7125is probably to be a master grinder of ult ra 2p recision cylindrical involute gear to produce ult ra 2precision gear from quality 2to quality 1.The develop ment of ult ra 2precision wit h quality 1can enhance t he gear normal and techno 2logical level of gear manufact uring.K ey w ords :cylindrical involute gear ;ultra 2precision gear ;principle of gear 2grinding ;precision machining1 引 言 齿轮是机械零件中重要的基础件,尤其是圆柱渐开线齿轮在常规机械、地面交通、船舶、航空航天机械、兵器及精密机床与仪器等领域应用广泛,每年需求量达数亿件之多。
随着科学技术的发展,人们对齿轮精度的要求也日益提高。
所谓超精密齿轮是指轮齿制造精度达到ISO1328:1997齿轮标准(下同)中的3级精度以上的齿轮。
超精密齿轮一类用于国防,另一类用作齿轮精度传递基准及检定齿轮测量仪器。
近几十年来,中国的齿轮工业持续快速发展,产量剧增,而总体制造质量不及美、德等国[1]。
中国要想成为齿轮制造强国,就必须走自主创新之路。
因此,研制高精度的标准齿轮,对于全面提升我国齿轮制造业的技术水平并促进共同发展有重要的现实意义。
2 精密渐开线齿轮的加工方法 渐开线齿轮的加工工艺根据齿轮的成形方法可分为成形法、展成法;根据加工方法可分为滚齿、铣齿、插齿、梳齿、刨齿、剃齿、珩齿、磨齿、挤齿等。
常见齿轮加工方法的工作精度及获得的表面质量如表1所示。
表1 常见齿轮加工方法的加工精度与表面质量Tab.1 Work accuracies and surface qualities ofcommon gear2processing methods齿轮加工方法工作精度(ISO1328)最高精度(ISO1328)表面质量R a(μm)滚齿7～54 3.2～1.6插齿8～65 6.3～3.2剃齿7～65 3.2～1.6珩齿7～660.8～0.2磨齿6～43级以上0.8～0.2通过表1可以看出,磨齿法是精密齿轮最有效的加工方法。
磨齿法根据所用砂轮的类型不同,又分为锥形砂轮磨齿、蝶形砂轮磨齿、大平面砂轮磨齿、蜗杆砂轮磨齿和成形砂轮磨齿等[2]。
2.1 锥形砂轮磨齿锥形砂轮磨齿工作原理如图1所示,是按照齿轮和齿条啮合原理。
用锥面砂轮磨削渐开线齿面的。
砂轮相当于假想齿条的一个齿,在磨削过程中,齿条的节线和被磨齿轮的节圆作纯滚动。
锥形砂轮磨齿的分度运动用分度盘或分度蜗轮副、分度交换齿轮进行单齿分度,磨完一齿后分过一个齿角,再磨下一齿,这样直到磨完全齿。
轴向进给运动由砂轮的往复运动来实现,其往复冲程长度由被磨齿轮的齿宽决定。
图1 锥形砂轮磨齿工作原理Fig.1 Work principle of gear2grinding with tapered wheel锥形砂轮磨齿是一种展成磨齿法,磨齿的工作精度一般在7～5级。
德国的N IL ES公司生产的ZSTZ系列的数控锥砂轮磨齿机和HOFL ER 齿轮机床公司生产的NOVA系列的数控锥砂轮磨齿机工作精度较高,可达到4级精度。
2.2 碟形砂轮磨齿碟形砂轮磨齿工作原理如图2所示,它是采用一对碟形砂轮来磨齿的,源于瑞士MA GG公司的齿轮磨床。
图2 碟形砂轮磨齿工作原理Fig.2 Work principle of gear2grinding with dish wheel该类小规格机床的展成运动常采用钢带2滚223 光学 精密工程 第17卷 圆盘作纯滚动来实现。
处在钢带平面上的两砂轮的工作棱边相当于渐开线发生线上的两点,当钢带和滚圆盘相对滚动时,两棱边同时分别形成齿两侧的渐开线齿形。
机床的分度运动是用分度盘进行单齿分度的,即在齿轮经过轴向走刀磨完第一个齿后,工件分过一齿,再开始磨下一个齿,这样逐齿磨削,直到磨完全齿。
大规格碟形砂轮磨齿机的展成运动常采用分度蜗轮副及分度交换齿轮进行分度。
国内秦川机床厂生产的Y7032A 和Y7P032A ,上海机床厂生产的Y7063A 蝶形砂轮磨齿机磨齿精度达到了4级。
瑞士MAA G 公司生产的双碟砂轮磨齿机SD 2362X ,采用CNC 拓扑修形系统和CBN 砂轮磨削,磨齿精度可达4～3级。
2.3 大平面砂轮磨齿大平面砂轮磨齿工作原理如图3所示,它是利用齿条与齿轮啮合的原理,用大平面砂轮的工作面作为“假想齿条”的一个齿面,用展成法加工齿轮的。
其中展成运动的实现又分两类:一类是采用钢带2滚圆盘纯滚动形成展成运动,例如Gl 2eason 集团研制的SRS405数控大平面砂轮剃齿刀磨齿机及国产的Y7432磨齿机等;一类是采用渐开线凸轮2档块形成展成运动,例如美国的Na 2tional Tool 型、前苏联的589系列的磨齿机及国产的Y7125和Y7431磨齿机等。
图3 大平面砂轮磨齿工作原理Fig.3 Work principle of gear 2grinding with bigplan wheel我国秦川机床厂研制的大平面砂轮磨齿机磨齿精度可达4级,德国Garl Flart h 公司生产的SRS 系列大平面磨齿机磨齿精度可达3级,其中Gleason 集团研制SRS405剃齿刀磨齿机的磨齿精度可更高[3]。
2.4 蜗杆砂轮磨齿蜗杆砂轮磨齿工作原理用蜗杆形砂轮磨削渐开线圆柱齿轮,其基本原理类似于滚齿加工(如图4所示)。
砂轮与工件啮合旋转,工件作连续分度并展成渐开线齿形,工件轴向进给加工出齿宽。
在磨削斜齿轮时,由差动装置使工件获得附加运动,以加工出相应螺旋角的齿轮。
图4 蜗杆砂轮磨齿工作原理Fig.4 Work principle of gear 2grinding with wormwheel蜗杆砂轮磨齿也是一种展成磨齿法。