齿形加工之展成法
利用展成原理加工齿形的方法
利用展成原理加工齿形的方法引言：齿轮是一种常见的机械传动元件，广泛应用于各类机械设备中。
而齿轮的加工过程中，齿形的精度对其传动性能有着重要影响。
利用展成原理加工齿形是一种常用的方法，本文将介绍这种方法的原理和具体操作步骤。
一、展成原理的原理展成原理是指通过一种特殊的切削方式，将齿轮的几何形状从一个基准形状展成所需的最终形状。
其基本原理是通过切削刀具的不断切削和移动，逐渐将齿轮的几何形状逼近目标形状，最终达到所需的精度和形状。
二、展成原理加工齿形的方法展成原理加工齿形的方法主要包括以下几个步骤：1. 设计齿轮的基准形状：首先需要根据传动要求和齿轮的使用条件，设计出齿轮的基准形状。
基准形状是齿轮展成过程中的初始形状，决定了最终齿形的准确性和精度。
2. 制定展成方案：根据齿轮的几何形状和加工要求，制定展成方案。
展成方案包括切削刀具的选择、切削路径的规划和切削参数的确定等。
3. 切削刀具的选择：根据齿轮的材料和几何形状，选择合适的切削刀具。
常用的切削刀具有滚刀、滚切刀、滚切插刀等，选择切削刀具要考虑到切削效率和加工精度。
4. 切削路径的规划：确定切削路径是展成加工中的关键一步。
切削路径应根据齿轮的几何形状和加工要求，合理规划，确保切削过程中不会出现干涉或误差。
5. 切削参数的确定：根据齿轮的材料和几何形状，确定合适的切削参数。
切削参数包括切削速度、进给量和切削深度等，合理的切削参数可以提高加工效率和加工质量。
6. 进行展成加工：按照展成方案进行切削加工。
在切削过程中，切削刀具会不断切削和移动，逐渐将齿轮的几何形状展成所需的最终形状。
7. 检验齿形精度：加工完成后，需要对齿轮的齿形精度进行检验。
常用的检验方法有齿间距测量、齿厚测量和齿形比检验等。
三、展成原理加工齿形的优点展成原理加工齿形具有以下优点：1. 精度高：展成原理加工齿形可以实现较高的加工精度，能够满足高精度齿轮的加工要求。
2. 加工效率高：展成原理加工齿形的加工效率较高，可以大大缩短加工周期。
实验三渐开线齿轮的展成法加工实验
实验三展成法加工渐开线齿轮的模拟实验渐开线齿廓的展成原理实验一、实验目的1、掌握展成法加工渐开线齿廓的切齿原理，观察齿廓的渐开线和过渡曲线（包络线）的形成过程。
2、了解渐开线齿轮产生根切现象和齿顶变尖现象的原因及采用变位避免发生根切的方法。
3、分析、比较渐开线标准齿轮与正（负）变位齿轮齿形的异同点。
4、分析、比较分度圆相同，模数不同的两种标准渐开线齿轮齿形的异同点。
补充：仿形法加工渐开线齿轮的实验演示二、实验设备和用具1、CJDJ-B渐开线齿轮展成仪：30台（齿条插刀两把: m1=20mm, α=20°,ha* = 1 c*=0.25m2=8mm, α=20°,ha* = 1 c*=0.25 ）2、自备：Φ220mm圆形绘图纸一张（圆心要标记清楚）3、HB铅笔，圆规（带延伸杆），（橡皮，三角尺，剪刀，计算器）三、实验内容1、切制(画出)m = 20mm, z = 8的标准、正变位（x1 = 0.6）（和负变位（x2= - 0.5））渐开线齿廓，每种齿廓至少画出两个完整的齿形，并比较这两（三）种齿廓。
2、切制(画出)m = 8mm, z = 20的标准渐开线齿廓，至少画出两个完整的齿形，并与m = 20mm, z = 8的标准渐开线齿廓进行比较。
四、实验步骤1、将轮坯圆纸和齿条插刀安装到展成仪上，并调整好。
注意2、将齿条插刀推至一边极限位置，依次单向移动齿条插刀，每次不超过1mm，并依次用铅笔描画出刀具刃廓各瞬时位置。
要求绘出两个以上完整齿形。
3、测量s,e,观察有无根切现象。
注意：变位距离x1m = 0.6×20mm = 12mm标准齿廓：被加工齿轮分度圆与齿条插刀分度线相切正变位：被加工齿轮分度圆与齿条插刀分度线相离,负变位：被加工齿轮分度圆与齿条插刀分度线相割，四、思考题1、用展成法加工齿轮时齿廓曲线是如何形成的？2、试比较标准齿轮、正变位齿轮（、负变位齿轮）的齿形有什么不同？并分析其原因。
齿形加工之展成法
齿形加工之展成法展成法就是利用齿轮刀具与被切齿坯作啮合运动而切出齿形的方法。
最常用的方法是插齿加工和滚齿加工。
1．插齿加工插齿加工在插齿机上进行，是相当于一个齿轮的插齿刀与齿坯按一对齿轮作啮合运动而把齿形切成的。
可把插齿过程分解为：插齿刀先在齿坯上切下一小片材料，然后插齿刀退回并转过一小角度，齿坯也同时转过相应角度。
之后，插齿刀又下插在齿坯上切下一小片材料。
不断重复上述过程。
就是这样，整个齿槽被一刀刀地切出，齿形则被逐渐地包络而成。
因此，一把插齿刀，可加工相同模数而齿数不同的齿形，不存在理论误差。
如图1所示。
图1 插齿加工原理a)插齿运动b)插齿齿形成形原理c)插齿机示意图1-插齿刀2-被加工齿轮插齿有以下切削运动：（1）主运动插齿刀的上下往复运动。
（2）展成运动（又称分齿运动）确保插齿刀与齿坯的啮合关系的运动。
（3）圆周进给运动插齿刀的转动，其控制着每次插齿刀下插的切削量。
（4）径向进给量插齿刀须作径向逐渐切入运动，以便切出全齿深。
（5）让刀运动插齿刀回程向上时，为避免与工件摩擦而使插齿刀让开一定距离的运动。
插齿除适于加工直齿圆柱齿轮外，特别适合加工多联齿轮及内齿轮。
插齿加工精度一般为7～8级，齿面粗糙度Ra值为1.6μm。
图2 滚齿机外形图1—床身2—挡铁3—立柱4—行程开关5—挡铁6—刀架7—刀杆8—支撑架9—工件心轴10—工作台2．滚齿加工滚齿加工是用滚齿刀在滚齿机(见图2 )上加工齿轮的方法。
滚齿加工原理是滚齿刀和齿坯模拟一对螺旋齿轮作啮合运动。
滚齿刀好比一个齿数很少（一至二齿）齿很长的齿轮，形似蜗杆，经刃磨后形成一排排齿条刀齿。
因此，可把滚齿看成是齿条刀对齿坯的加工。
滚切齿轮过程可分解为：前一排刀齿切下一薄层材料之后，后一排刀齿切下时，由于旋转的滚刀为螺旋形，所以使刀齿位置向前移动了一小段距离，而齿轮坯则同时转过相应角度。
后一排刀齿便切下另一薄层材料。
正如齿条刀向前移动，齿轮坯作转动。
摆线齿轮展成法原理
摆线齿轮展成法原理摆线齿轮是一种独特的齿轮类型，具有非圆齿形。
其展成法原理涉及将齿形从摆线齿轮的外齿廓展成平面上的直线段。
展成步骤展成摆线齿轮的过程涉及以下步骤：1. 确定参考圆：第一个步骤是确定齿轮的参考圆，它是齿轮外齿廓上一个任意半径的圆。
2. 创建摆线：沿参考圆的圆周运动一个点，形成一个称为摆线的闭合曲线。
3. 构造外齿廓：摆线形成齿轮的外齿廓，与参考圆相切。
4. 展成平面：将摆线齿廓沿参考圆半径展成平面。
这一步将齿形从圆形转变成直线段。
展成直线段展成过程中，摆线的每个点都被展成一条从参考圆中心发出的直线段。
直线段的长度等于摆线点的弧长。
齿廓特征展开后的齿廓具有以下特征：它由一系列直线段组成。
每条直线段与齿根圆相切。
直线段的长度随参考圆半径的增加而增加。
应用摆线齿轮展成法广泛应用于各种工程应用中，包括：平面印刷机：摆线齿轮展成法用于产生均匀的油墨分布。
卧式铣床：展成齿形用于生成复杂轮廓的精密零件。
复印机和扫描仪：展成齿廓用于实现精确的纸张进纸和成像。
汽车转向系统：摆线齿轮展成法用于制造具有平稳转向性能的齿条。
优点摆线齿轮展成法提供以下优点：简单性和准确性：展成过程简单且准确，可生成精确的齿形。
均匀运动：展成齿形提供均匀的运动，消除了振动和噪音。
高强度：直线段齿廓具有高强度，使其适用于高负荷应用。
通用性：展成法适用于广泛的齿轮尺寸和材料。
总体而言，摆线齿轮展成法是一种强大的技术，用于将摆线齿形准确地展成平面直线段。
其应用广泛，生产出具有所需属性和性能的齿轮。
齿轮齿形加工方法
滚齿原理 a)滚齿运动 b)齿廓范成过程
Y3150E型滚齿机的外形如图所示，滚刀 装在滚刀刀杆4上作旋转运动；滚刀刀架3既 可沿立柱2上的导轨做上下直线移动，还可 绕自己水平轴线转位，以调整滚刀和工件间 的相对位置，使它们相当于一对轴线交叉的 螺旋齿轮啮合；工件装在心轴7上随工作台9 一起转动：后立柱8可以同工作台一起做水 平方向移动，以适应不同直径工件的需要以 及在用径向进给法切削蜗轮时作进给运动。
珩齿是一种用于加工淬硬齿面的齿轮精加工方法，工作时珩磨轮与工件之间的相对运动关系与剃齿相同，所不同的是作为切削工具的 珩磨轮是用金刚砂磨料加入环氧树脂等材料作结合剂浇铸或热压而成的塑料齿轮。 插齿机用来加工内、外啮合的圆柱齿轮，尤其适合于加工内齿轮和多联齿轮，这是滚齿机无法加工的。 主要是因为铣制同一模数不同齿数的齿轮所用的铣刀，一般只有8个刀号，每号铣刀有它规定的铣齿范围（见下表） 用展成法加工齿轮时，齿轮表面的渐开线用展成法形成，展成法具有较高的生产效率和加工精度。 插齿机用来加工内、外啮合的圆柱齿轮，尤其适合于加工内齿轮和多联齿轮，这是滚齿机无法加工的。 Y3150E型滚齿机的外形如图所示，滚刀装在滚刀刀杆4上作旋转运动； 火圆柱齿轮的精加工，生产效率很高，是软齿 将其中的一个齿轮的齿数减少到一个或几个，轮齿的螺旋倾角很大，就成了蜗杆 。 插齿机用来加工内、外啮合的圆柱齿轮，尤其适合于加工内齿轮和多联齿轮，这是滚齿机无法加工的。 工件装在心轴7上随工作台9一起转动：后立柱8可以同工作台一起做水平方向移动，以适应不同直径工件的需要以及在用径向进给法切 削蜗轮时作进给运动。 滚齿加工的原理为模拟一对交错轴斜齿轮副啮合滚动的过程。 当加工完一个齿间后，进行分度，再铣下一个齿间。 滚刀刀架3既可沿立柱2上的导轨做上下直线移动，还可绕自己水平轴线转位，以调整滚刀和工件间的相对位置，使它们相当于一对轴 线交叉的螺旋齿轮啮合； 当机床使滚刀和工件严格地按一对斜齿圆柱齿轮啮合的传动比关系作旋转运动时，滚刀就可在工件上连续不断地切出齿来。
齿形加工
齿形的加工方法齿形加工是整个齿轮加工的关键。
按照加工原理，齿形加工可分为成形法和展成法两种。
指状铣刀铣齿、盘形铣刀铣齿、齿轮拉刀拉内齿轮等是成形法加工齿形的例子，而滚齿、剃齿、插齿等是展成法加工齿形的例子。
现介绍几种用展成法加工齿形的加工方法。
1 滚齿⑴滚齿特点滚齿是齿形加工中生产率较高，应用最广的一种加工方法。
而且滚齿加工通用性好，可加工圆柱齿轮、蜗轮等，亦可加工渐开线齿形、圆弧齿形、摆线齿形等。
滚齿既可加工小模数、小直径齿轮，又可加工大模数、大直径齿轮，加工斜齿也很方便。
滚齿可直接加工9～8级精度齿轮，也可作为7级精度以上齿轮的粗加工和半精加工。
滚齿可以获得较高的运动精度。
因滚齿时齿面是由滚刀的刀齿包络而成，参加切削的刀齿数有限，故齿面的表面粗糙度值较大。
为提高加工精度和齿面质量，宜将粗、精滚齿分开。
⑵滚齿加工质量分析1）影响传动准确性的加工误差分析影响传动准确性的主要原因是，在加工中滚刀和被加工齿轮的相对位置和相对运动发生了变化。
相对位置的变化(几何偏心)产生齿轮径向误差，它以齿圈径向跳动ΔFr来评定；相对运动的变化(运动偏心)产生齿轮切向误差，它以公法线长度变动ΔF w来评定。
现分别加以讨论：①齿轮的径向误差。
齿轮的径向误差是指滚齿时，由于齿坯的回转轴线与齿轮工作时的回转轴线不重合(出现几何偏心)，使所切齿轮的轮齿发生径向位移而引起的齿距累积误差(图1)。
从图1可以看出，O为切齿时的齿坯回转中心，O′为齿坯基准孔的几何中心(即齿轮工作时的回转中心)。
滚齿时，齿轮的基圆中心与工作台的回转中心重合于O，这样切出的各齿形相对基圆中心O分布是均匀的（如图中实线圆上的P1＝P2），但齿轮工作时是绕基准孔中心O′转动的(假定安装时无偏心)，这时各齿形相对分度圆心O′分布不均匀了(如图中双点划线圆上的P1′≠P2′)。
显然这种齿距的变化是由于几何偏心使齿廓径向位移引起的，故又称为齿轮的径向误差。
r—滚齿时的分度圆半径r—以孔轴心O′为旋转中心时，齿圈的分度圆半径图1 几何偏心引起的径向误差②齿轮的切向误差：齿轮的切向误差是指：滚齿时因滚齿机分齿传动链误差，引起瞬时传动比产生不稳定，使机床工作台不等速旋转，工件回转时快时慢，所切齿轮的轮齿沿切向发生位移所引起的齿距累积误差。
五种齿轮的加工方法
五种齿轮的加工方法
齿轮的加工方法有很多种，以下是其中五种常用的方法：
1. 铣齿：这是一种成形法加工方法，使用盘形模数铣刀或指状铣刀进行铣削。
铣刀的刀齿截面形状与齿轮齿间形状相对应，这种方法加工效率和加工精度均较低，仅适用于单件小批生产。
2. 滚齿：属于展成法加工，其工作原理相当于一对螺旋齿轮啮合。
滚齿是除铣齿以外常用的一种利用展成法的切齿工艺。
3. 剃齿：在大批量生产中剃齿是非淬硬齿面常用的精加工方法。
剃齿还可形成鼓形齿，用以改善齿面接触区位置。
4. 插齿：插齿是除滚齿以外常用的一种利用展成法的切齿工艺。
插齿时，插齿刀与工件相当于一对圆柱齿轮的啮合。
插齿刀的往复运动是插齿的主运动，而插齿刀与工件按一定比例关系所作的圆周运动是插齿的进给运动。
5. 展成法磨齿：展成法磨齿的切削运动与滚齿相似，是一种齿形精加工方法，特别是对于淬硬齿轮，往往是唯一的精加工方法。
展成法磨齿可以采用蜗杆砂轮磨削，也可以采用锥形砂轮或碟形砂轮磨削。
以上内容仅供参考，建议查阅专业机械书籍或咨询机械工程师以获取更多有关齿轮加工的信息。
齿轮展成加工的原理
齿轮展成加工的原理
1.齿轮形状设计：首先需要进行齿轮的形状设计。
根据加工要求，确定齿数、模数、压力角等参数，然后进行齿轮的计算和绘制。
在设计过程中，需要考虑齿轮的强度、精度等要求。
2.制作展成模板：根据齿轮的形状设计，制作展成模板。
展成模板通常由金属板材或塑料板材制成，具有齿数和模数对应的齿凹形状。
在制作过程中，需要精确控制展成模板的形状和尺寸。
3.齿轮展成：将制作好的展成模板放置在要加工的齿轮上，然后通过机械或液压装置施加力对展成模板进行压制。
在压制的过程中，展成模板的齿凹形状会被压印到齿轮上，使其逐渐形成齿轮的齿形。
4.调整和修整：展成后的齿轮需要进行调整和修整。
首先需要检查齿轮的齿数、齿形、间隙等参数是否满足要求，如有必要，可以进行微调。
然后对齿轮进行修整，消除可能出现的凸起、磨损等不良情况。
5.热处理：完成调整和修整后，对齿轮进行热处理。
通常采用淬火、回火等方式，提高齿轮的强度和硬度，使其适应于高负荷和高速度的工作环境。
6.表面处理：最后，对齿轮进行表面处理，以提高其耐磨性和耐腐蚀性。
常见的表面处理方式包括镀硬铬、氮化、喷涂涂料等。
总的来说，齿轮展成加工的原理是通过将展成模板的齿凹形状压印到齿轮上，使其逐渐形成所需的齿形。
通过调整、修整、热处理和表面处理等工艺，最终得到满足要求的齿轮产品。
齿轮展成加工具有生产效率高、成本低、加工精度高等优点，广泛应用于齿轮制造和机械传动领域。
齿轮加工机床工作原理
齿轮加工机床工作原理轮加工机床的种类繁多，构成各异，加工方法也各不相同，但就其加工原理来说，可分为成形法和范成法（展成法）两类。
（一）成形法加工齿轮成形法加工齿轮时，采用与被加工齿轮齿槽形状相同的成形刀具切削齿轮，即所用刀具的切削刃形状与被切削齿轮的齿槽形状相吻合。
例如，在铣床上使用具有渐开线齿形的盘形铣刀或指状铣刀铣削齿轮。
齿轮轮齿的表面是渐开线柱面。
由于形成母线（渐开线）的方法采用成形法，机床形成母线时不需要运动。
形成导线（直线）的方法是相切法。
因此机床需要两个成形运动：一个是铣刀的旋转B，一个是铣刀沿齿坯的轴向移动A。
铣完一个齿轮后，铣刀返回原位，齿坯作分度运动——转过360º/Z（Z 是被加工齿轮的齿数），然后再铣下一个齿槽，直至全部齿被铣削完毕。
采用成形法加工时，通常采用单齿廓成形刀具加工齿轮，其优点是机床较简单，可以利用通用机床加工；缺点是对于同一模数的齿轮，只要齿数不同，齿廓形状就不相同，需采用不同的成形刀具。
在实际生产中，为了减少成形刀具的数量，每一种模数通常只配有8把刀具，各自适应一定的齿数范围，因而加工出来的齿形是近似的，存在不同程度的齿形误差，加工精度较低；而且，每加工完一个齿槽后，工件需周期性地分度一次，生产率低。
因此，用单齿廓成形刀具加工齿轮的方法，通常多用于修配行业或单件小批生产且加工精度要求不高的齿轮。
用多齿廓成形刀具加工齿轮时，在一个工作循环中即可加工出全部齿槽。
例如，用齿轮拉刀或齿轮推刀加工内齿轮和外齿轮。
采用这种成形刀具，可得到较高的加工精度和生产率，但要求刀具有较高的制造精度且刀具结构复杂。
此外，每套刀具只能加工一种模数和齿数的齿轮，所以机床也必须是特殊结构的，因而加工成本较高，仅适用于大批量生产。
（二）范成法加工齿轮范成法（展成法）加工齿轮应用齿轮啮合的原理。
在切齿过程中，模拟齿轮副的啮合过程，把其中的一个齿轮特化为刀具，强制刀具和工件作严格的啮合运动，由刀具切削刃的位置连续变化范成出齿廓。
齿形加工
(一)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。
（二）1)滚齿机滚齿：可以加工8模数以下的斜齿（2）铣床铣齿：可以加工直齿条（3）插床插齿：可以加工内齿（4）冷打机打齿：可以无屑加工（5）刨齿机刨齿：可以加工16模数大齿轮（6）精密铸齿：可以大批量加工廉价小齿轮（7）磨齿机磨齿：可以加工精密母机上的齿轮（8）压铸机铸齿：多数加工有色金属齿轮（9）剃齿机：是一种齿轮精加工用的金属切削机床。
齿轮齿形加工
2. 插齿刀的齿面形状
①插齿刀往复运动时刀刃运动轨迹形成一齿轮称为产形齿轮 插齿刀往复运动时刀刃运动轨迹形成一齿轮称为产形齿轮 直齿插齿刀切削刃的端面投影就是产形齿轮的端面齿形， 直齿插齿刀切削刃的端面投影就是产形齿轮的端面齿形，必 端面齿形 须是渐开线。不考虑前角影响，插齿刀端面齿形是渐开线。 须是渐开线。不考虑前角影响，插齿刀端面齿形是渐开线。 插齿刀有顶刃后角和 ②插齿刀有顶刃后角和 侧刃后角， 侧刃后角，重磨后顶圆 直径和分圆齿厚减小。 直径和分圆齿厚减小。 不同端剖面应是变位量 不同的变位齿轮， 不同的变位齿轮，新刀 变位量最大，重磨后逐 变位量最大， 渐减小。 剖面变位 渐减小。O-O剖面变位 剖面 量为零称为原始剖面， 量为零称为原始剖面， 具有标准齿形。 具有标准齿形。 插齿刀实质上是个变变位齿轮 插齿刀实质上是个变变位齿轮
（三）Y3150E滚齿机 滚齿机
1.机床的特点及用途 机床的特点及用途 能加工工件最大直径为 500mm，最大模数为8. ，最大模数为 2.机床的运动分析 机床的运动分析 抓两端—连中间 抓两端 连中间 （1）主运动传动链 ） 电动机→主轴（滚刀） 电动机 主轴（滚刀） 主轴 （2）展成运动传动链 ） 滚刀转1r→工件转 工件转K/z r 滚刀转 工件转 （3）进给传动链 ） 工件转1 刀架移动mm 工件转 r→刀架移动 刀架移动 （4）滚斜齿轮时的差动链 ） 刀架移动L 工件转 工件转± 刀架移动 →工件转±1r （5）滚切蜗轮 ） 径向法滚切
实际上必须用合成机构 实际上必须用合成机构 把展成运动要求工件转 动B12和差动链要求工件 附加转动B 迭加起来， 附加转动 22迭加起来， 然后再传给工作台。 然后再传给工作台。 滚齿机是根据滚切斜齿轮 的传动原理设计的。 的传动原理设计的。当滚 切直齿轮时， 切直齿轮时，将差动链断 开，并把合成机构固定成 一个整体。 一个整体。
齿轮的齿形加工第八章
8.2.2 圆柱齿轮零件加工工艺
齿轮加工的工艺路线是根据齿轮材料、热 处理方式、齿轮结构及尺寸、精度要求、生产批 量等条件确定。一般工艺路线如下：
毛坯制造→毛坯热处理→齿坯加工→齿型 加工→齿面热处理→齿轮定位面精加工→齿面的 精整加工。
1．圆柱齿轮加工工艺过程分析
（1）定位基准的选择。对于齿轮定位基准的选择常因齿轮的结构形 状不同，而有所差异。
（3）滚刀的安装
8.3.3 插齿机
（1）主运动 （2）分齿运动 （3）径向进给运动 （4）让刀运动
2．齿轮材料、毛坯和热处理
（1）材料选择。根据使用要求和工作条件选取合适的材 料，普通齿轮选用中碳钢和中碳合金钢，如40、45、50、 40MnB、40Cr、45Cr、42SiMn、35SiMn2MoV等； 要 求 高 的 齿 轮 可 选 取 20Mn2B 、 18CrMnTi 、 30CrMnTi、20Cr等低碳合金钢；对于低速轻载的开式 传动可选取ZG40、ZG45等铸钢材料或灰口铸铁；非传 力齿轮可选取尼龙、夹布胶木或塑料。
况确定的。选定了f值就可确定出挂轮a1/b1 及进给箱中变速组的传动 比值。
（2）加工斜齿圆柱齿轮的调整计算
滚切斜齿圆柱齿轮时，将短齿离合器M1换成长齿离合器 M2。M2的端 面
齿长度足够同时与合成机构壳体（系杆H）的端面齿及空套在壳体上的齿 轮Z72的端面齿相啮合，使它们联接在一起，系杆H与外部接通。由展成
③ 进给运动传动链
与滚切直齿圆柱齿轮完全相同
④ 附加运动传动链
找末端件： 刀架——工件
确定计算位移： L mm——1 r（附加）
运动平衡方程式 ：
a 2
计算换置公式：
b 2
L 3
利用展成原理加工齿形的方法
利用展成原理加工齿形的方法引言:展成原理是一种常见的机械加工原理，通过切削工具在工件上的运动轨迹与工件自转轴线之间的几何关系，实现对工件的加工。
在齿轮加工中，展成原理被广泛应用于加工齿轮的齿形。
本文将介绍利用展成原理加工齿形的方法。
一、展成原理的基本原理展成原理是基于切削工具的运动轨迹与工件自转轴线之间的几何关系进行加工的一种原理。
在齿轮加工中，展成原理通过切削工具的运动轨迹来控制齿轮齿形的加工。
二、展成原理加工齿形的方法1. 刀具选择在展成原理加工齿形时，刀具的选择非常重要。
一般情况下，使用齿轮铣刀或齿轮滚刀作为切削工具。
根据齿轮的模数、齿数和齿形要求来选择合适的刀具。
2. 切削参数确定在展成原理加工齿形时，需要确定合适的切削参数，包括切削速度、进给速度和切削深度。
这些参数的选择应根据工件材料和硬度、刀具类型和材料等综合考虑，以保证加工质量和效率。
3. 加工路径规划展成原理加工齿形时，需要合理规划切削路径。
一般情况下，采用螺旋线或等分线作为切削路径。
螺旋线路径适用于蜗杆齿轮等具有较小齿数的齿轮，而等分线路径适用于齿数较多的齿轮。
4. 加工工艺控制在展成原理加工齿形时，需要控制加工工艺，确保切削工具与工件之间的几何关系。
这包括切削工具的进给方向和进给量的控制，以及合理的切削速度和切削深度的选择。
5. 加工精度控制在展成原理加工齿形时，需要控制加工精度，以满足齿轮的使用要求。
加工精度的控制包括工件的几何尺寸精度、表面质量和齿形精度的控制。
结论:展成原理是一种常见的机械加工原理，通过切削工具在工件上的运动轨迹与工件自转轴线之间的几何关系，实现对工件的加工。
在齿轮加工中，展成原理被广泛应用于加工齿轮的齿形。
通过合理选择刀具、确定切削参数、规划加工路径、控制加工工艺和加工精度，可以实现高质量的齿轮齿形加工。
展成原理加工齿形的方法是齿轮加工中的重要内容，对于提高齿轮的传动效率和使用寿命具有重要意义。
摆线齿轮展成法原理
摆线齿轮展成法原理
摆线齿轮展成法，又称摆线法，是一种用于生成摆线齿形的齿轮设计方法。
该方法将摆线齿轮展成一个平面，通过对展成后的齿形进行几何分析和处理，得到齿轮的齿形参数和渐开线廓线。
摆线齿轮展成法基于这样一个原理：摆线齿轮的齿形与摆线的渐开线重合。
摆线是相对于一个圆（称为基圆）做纯滚动运动的点的轨迹。
因此，摆线齿轮的齿形可以看作是基圆上的一系列点在齿轮转动过程中形成的轨迹。
运用摆线展成法设计摆线齿轮的步骤如下：
1. 确定基圆半径和齿数
基圆半径应满足传动比要求，齿数应满足强度和刚度要求。
2. 绘制基圆和主动齿轮的摆线
在基圆上取若干个点，以这些点为基准点，绘制摆线，形成主动齿轮的齿形。
3. 展成摆线齿形
将绘制的摆线齿形展成一个平面。
展成后，摆线齿形变为一条波浪线，称为展成线。
4. 确定展成线的渐开线廓线
根据展成线，确定渐开线廓线。
渐开线廓线是齿轮啮合过程中齿形接触点的轨迹。
5. 生成渐开线齿形
以渐开线廓线为基准，生成渐开线齿形。
渐开线齿形是摆线齿轮的实际啮合齿形。
摆线展成法的优点包括：
齿形平滑，啮合过程中振动和噪音小。
齿轮设计灵活，可以根据不同的传动比和强度要求进行调整。
加工工艺简单，易于实现。
摆线展成法常用于设计减速器、伺服电机等传动机构中的摆线齿轮。
展成法加工齿轮的概念
展成法加工齿轮的概念展成法是一种用于加工齿轮的成形加工方法，也被称为成型加工或挤压成型。
它是通过将一块齿轮材料置于两个展成模具之间，并施加压力使其通过一个模具中的齿形和凸台的变形来形成齿轮齿形的加工过程。
这种加工方法具有高效、节能、材料利用率高等优点，被广泛应用于制造齿轮。
展成法加工齿轮的主要过程如下：1. 齿轮材料的准备：将齿轮材料切割成适当的形状和尺寸，然后清洗和去除表面的杂质。
2. 设计和制造模具：根据需要加工的齿轮规格，设计并制造适用于展成法加工的模具。
模具通常由两部分组成，一部分是两个模具壳体，另一部分是成形模具。
3. 安装模具：将模具安装在展成法加工设备上，确保模具位置准确、稳定。
通常需要根据齿轮的大小、材料来调整模具的间距和压力。
4. 齿轮材料的放置：将齿轮材料放置在两个模具之间，并确保其位置正确，以便于模具对其施加压力。
5. 施加压力：通过展成法加工设备施加压力，使模具中的齿形和凸台变形，从而将齿轮的齿形转移到齿轮材料上。
压力的大小和持续时间根据齿轮材料的性质和加工要求进行调整。
6. 成型完成：当施加的压力足够大且持续时间足够长时，齿轮材料将完全填充模具中的齿形和凸台，成型为齿轮的形状。
然后，齿轮材料冷却并固化。
7. 取出齿轮：模具中的齿轮冷却固化后，打开模具并从中取出成型的齿轮。
可以使用机械设备或手动工具进行取出。
展成法加工齿轮的优点包括：1. 高效率：展成法加工速度快，生产效率高。
一次成形可以得到完整的齿轮齿形，无需其他后续加工。
2. 节能：展成法加工过程中只需施加压力，无需大量消耗能源。
相比于传统的切削加工方法，展成法加工能够节省能源和材料。
3. 材料利用率高：展成法加工可以充分利用齿轮材料，无需大量废料产生。
材料的利用率高，有助于减少资源浪费。
4. 成品精度高：展成法加工可以得到精度高的齿轮产品，因为齿轮的齿形由模具保证，具有较好的一致性和稳定性。
5. 适用性广泛：展成法适用于不同类型的齿轮加工，包括直齿轮、斜齿轮、内齿轮等。
齿轮基本加工方法,变位齿轮的分类
一、齿轮加工方法有成形法和展成法（包络法、范成法）两种基本加工类型。
齿轮加工是冷加工，常用的有铣齿，插齿，滚齿，剃齿，磨齿等，加工方法有成型法和展成法两种方法,这两种方法各有优缺点：成型法优点是能在铣床上就能获得齿轮,在设备受限制的情况下考虑。
缺点：为了减少刀具的数量而将齿数分段,在一段齿数内用一把刀,从而齿型会带来系统误差。
展成法是利用刀具和齿轮形成展成运动,来加工齿轮.主要有滚齿和插齿,滚齿是模拟蜗杆齿轮啮合来加工的。
插齿是用模拟两个齿轮啮合来加工的.滚齿用的多,因为滚齿的滚刀的齿形是直线的,方便加工,而插齿的刀具就是一个铲背了的齿轮,齿形是渐开线,加工起来没这方便.但插齿能用在一些滚齿不能加工的位置上,如内齿和退刀距离过短的双联或多连齿轮。
在齿轮的精加工有剃齿和磨齿。
同样是展成法,剃齿的优点是效率高但不能用于硬齿面，磨齿就相反。
成形法是用与被加工齿轮齿槽形状完全相等的成形刀具加工齿形的方法。
展成法是指利用齿轮刀具与被加工齿轮的啮合运动，在齿轮加工机床上切出齿形的加工方法二、用范成法加工齿轮时才有变位齿轮的改进方法。
齿轮变位的意义（1）避免根切现象.切削z<zmin的齿轮而不发生根切；（2）配凑中心距.一对齿轮在非标准中心距的情况下不仅均能安装，而且能满足侧隙为零、顶隙为标准值的要求；（3）改善小齿轮的强度和传动啮合特性，能提高齿轮机构的承载能力。
（4）修复已磨损的旧齿轮。
个人认为：当发生根切现象、改善齿轮强度时，齿轮就采用高度变位；当需要拼凑中心距（配齿）、修复已磨损的齿轮时用角度变位。
三、齿轮传动变位分：角度变位齿轮传动和高度变位变位齿轮传动。
1、高变位：x1=-x2 角变位：x1+x2>0(正传动) x1+x2<0(负传动) .2、高变位齿轮变位前中心距与变位后中心距相等。
角度变位齿轮是变位前与变位后的中心距不相等。
（或大于或小于）3、高变位齿轮不改变齿轮啮合的中心距,避免少齿数齿轮根切,改善齿轮强度,使两齿轮滑动率接近；角变位的主要目的就是凑中心距,节圆和分度圆不重合；4、高度变位-其啮合角不变，角度变位--其啮合角发生变化。
机械加工中齿轮加工工艺讲解
机械加工中齿轮加工工艺讲解
齿轮是传递运动和动力的重要零件，广泛应用于各种机械设备和仪器仪表中。
常用的有圆柱齿轮、圆锥齿轮以及蜗轮等，其中圆柱齿轮应用最广泛。
齿形加工是齿轮加工的核心和关键，目前制造齿轮主要是用切削加工，也可以用铸造、辗压(热轧、冷轧)等方法。
用切削加工的方法加工齿轮齿形，按加工原理的不同，可以分为如下两大类。
(1)成形法，是指采用与被切齿轮齿间形状相符的成形刀具，直接切出齿形的加工方法，比如铣齿和磨齿。
(2)展成法，是指利用齿轮刀具与被切齿轮的啮合运动，切出齿形的加工方法，比如插齿、滚齿、剃齿等。
1铣齿加工工艺特点及应用
一般是在铣床上应用成形法进行加工。
铣削时，工件安装在分度头上，用一定模数的盘状(或指状)铣刀对齿轮的齿间铣削。
当加工完成一个齿间后，进行分度，再铣下一个齿间。
其特点如下：
(1)成本较低，铣齿可以在一般的铣床上进行，刀具比其它齿轮刀具简单，因而加工成本较低。
(2)加工精度低，由于铣齿刀具一个刀号要加工一定范围内齿数的齿形。
因此，实际齿形与理论上存在误差。
此外，分齿用的分度头，其分度精度较低。
(3)生产率较低，铣刀每切一个齿间，都要重复消耗切入、切出、退刀以及分度等辅助时间，故生产率较低。
齿轮齿形的加工
齿轮齿形的加工齿面加工方法齿轮加工的关键是齿面加工。
目前，齿面加工的主要方法是刀具切削加工和砂轮磨削加工。
前者由于加工效率高，加工精度较高，因而是目前广泛采用的齿面加工方法。
后者主要用于齿面的精加工，效率一般比较低。
按照加工原理，齿面加工可以分为成形法和展成法两大类。
1．成形法成形法是利用与被加工齿轮的齿槽断面形状一致的刀具，在齿坯上加工出齿面的方法。
成形铣削一般在普通铣床：上进行，如图所示。
铣削时工件安装在分度头上，铣刀旋转对工件进行切削加工，工作台作直线进给运动，加工完一个齿槽，分度头将工件转过一定角度，再加工另一个齿槽，依次加工出所有齿槽。
当加工模数大于8mm的齿轮时，采用指状铣刀进行加工。
铣削斜齿圆柱齿轮必须在万能铣床上进行。
铣削时工作台偏转一个角度，使其等于齿轮的螺旋角β工件在随工作台进给的同时，由分度头带动作附加旋转运动而形成螺旋齿槽。
常用的成形齿轮刀具有盘形铣刀和指状铣刀。
后者适于加工大模数的直齿、斜齿齿轮，特别是人字齿轮。
用成形铣刀加工齿轮时，齿轮的齿廓精度是由铣刀切削刃形状来保证的，而渐开线齿廓的形状是由齿轮的模数和齿数决定的。
所以齿轮的模数、齿数不同，渐开线齿廓就不一样，因此，要加工出准确的齿廓，每一个模数，每一种齿数的齿轮，就相应地需要用一种形状的齿轮铣刀。
这样做显然是行不通的。
在实际生产中，是将同一模数的齿轮，按其齿数分为8组，每一组只用一把铣刀。
2．展成法展成法加工齿轮是利用齿轮的啮合原理进行的，即把齿轮副(齿条一齿轮或齿轮一齿轮)中的一个制作为刀具，另一个则为工件，并强制刀具和工件作严格的啮合运动而展成切出齿廓。
在滚齿机上滚齿加工的过程，相当于一对交错轴斜齿轮互相啮合运动的过程，因此，当齿轮滚刀按给定的切削速度转动时，它在空间便形成一个以等速v移动着的假想齿条，当这个假想齿条与被切齿轮按一定传动比作啮合运动时，便在轮坯上逐渐切出渐开线的齿形。
齿形的形成是由滚刀在连续旋转中依次对轮坯切削的数条刀刃线包络而成。
6-5齿形加工
斜齿轮滚切的附加运动
加工斜齿圆柱齿轮时，进给运动是螺旋运 动，是一个复合运动，这个运动可由滚 刀刀架向下的直线运动A和工作台的旋转 运动B两部分复合而成。 因为工作台既要在展成运动中完成n工，又 要在形成螺旋线的运动中完成n附，故n附 被称为附加转动。
3、滚切蜗轮
滚刀旋转主运动，分 齿运动应保证滚刀 转过一圈，蜗轮转 过k/z齿。 滚刀的模数、齿距、 斜齿的旋向和螺旋 升角等，应与相啮 合的蜗杆完全一样。
剔齿机 精加工未淬火的圆柱齿轮 珩齿机 光整加工已淬火的圆柱齿轮，适 用于成批和大量生产
磨齿机 精加工已淬火的圆柱齿轮
（一）插齿
1、插齿运动 （1）主运动 （2）展成运动 （3）径向进给运动 （4）让刀运动
2、插齿的加工循环
插齿开始时，插齿刀作上、下切削运动， 同时以n0转动，工件以nw转动完成展成运 动，还要作相对的径向切入运动，直到 全齿深为止；然后，工件再旋转一周， 全部轮齿就切削完毕，插齿刀与工件分 开，机床停止。 为了减少刀刃的磨损，即刀具在回程时径 向退离工件完成让刀运动，切削时复原。
6-5 齿形加工
一、概述
一、齿轮传动的使用要求 1、传递运动的准确性 一转范围——传递运动、分度可靠、准确。 2、传动的平稳性 转过一齿——瞬时传动比变化小。 3、载荷分布的均匀性 啮合时齿面接触良好，免应力集中。 4、传动侧隙 理论无侧隙啮合，实际齿轮非工作面留有一定 的间隙。
二、齿形的加工方法
1、成形法 如铣齿（盘状或指状铣刀）、拉齿和成型 磨齿等； 2、展成法 如滚齿、插齿、剔齿、磨齿和珩齿等。 见表。
成形法铣削直齿圆柱齿轮
成
加工 加工 方法 原理
铣齿 成形法 拉齿 成形法 插齿 展成法 滚齿 展成法 剔齿 展成法 珩齿 展成法 磨齿 展成法
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齿形加工之展成法
展成法就是利用齿轮刀具与被切齿坯作啮合运动而切出齿形的方法。
最常用的方法是插齿加工和滚齿加工。
1．插齿加工
插齿加工在插齿机上进行，是相当于一个齿轮的插齿刀与齿坯按一对齿轮作啮合运动而把齿形切成的。
可把插齿过程分解为：插齿刀先在齿坯上切下一小片材料，然后插齿刀退回并转过一小角度，齿坯也同时转过相应角度。
之后，插齿刀又下插在齿坯上切下一小片材料。
不断重复上述过程。
就是这样，整个齿槽被一刀刀地切出，齿形则被逐渐地包络而成。
因此，一把插齿刀，可加工相同模数而齿数不同的齿形，不存在理论误差。
如图1所示。
图1 插齿加工原理
a)插齿运动b)插齿齿形成形原理c)插齿机示意图1-插齿刀2-被加工齿轮
插齿有以下切削运动：
（1）主运动插齿刀的上下往复运动。
（2）展成运动（又称分齿运动）确保插齿刀与齿坯的啮合关系的运动。
（3）圆周进给运动插齿刀的转动，其控制着每次插齿刀下插的切削量。
（4）径向进给量插齿刀须作径向逐渐切入运动，以便切出全齿深。
（5）让刀运动插齿刀回程向上时，为避免与工件摩擦而使插齿刀让开一定距离的运动。
插齿除适于加工直齿圆柱齿轮外，特别适合加工多联齿轮及内齿轮。
插齿加工精度一般为7～8级，齿面粗糙度Ra值为1.6μm。
图2 滚齿机外形图
1—床身2—挡铁3—立柱4—行程开关5—挡铁6—刀架7—刀杆8—支撑架9—工件心轴
10—工作台
2．滚齿加工
滚齿加工是用滚齿刀在滚齿机(见图2 )上加工齿轮的方法。
滚齿加工原理是滚齿刀和齿坯模拟一对螺旋齿轮作啮合运动。
滚齿刀好比一个齿数很少（一至二齿）齿很长的齿轮，形似蜗杆，经刃磨后形成一排排齿条刀齿。
因此，可把滚齿看成是齿条刀对齿坯的加工。
滚切齿轮过程可分解为：前一排刀齿切下一薄层材料之后，后一排刀齿切下时，由于旋转的滚刀为螺旋形，所以使刀齿位置向前移动了一小段距离，而齿轮坯则同时转过相应角度。
后一排刀齿便切下另一薄层材
料。
正如齿条刀向前移动，齿轮坯作转动。
就这样，齿坯被一刀刀地切出整个齿槽，齿侧的齿形则被包络而成。
参见图3。
所以，这种方法可用一把滚齿刀加工相同模数不同齿数的齿轮。
不存在理论齿形误差。
滚切直齿圆柱齿轮时有以下运动：
（1）主运动滚刀的旋转运动。
（2）展成运动（又称分齿运动）是保证滚齿刀和被切齿轮的转速必须符合所模拟的一对齿轮的啮合运动关系。
即滚刀转一转，工件转K/Z转。
其中：K是滚刀的头数，Z为齿轮齿数。
（3）垂直进给运动要切出齿轮的全齿宽，滚刀须沿工件轴向作垂直进给运动。
图3 滚齿机及加工原理
滚齿加工适于加工直齿、斜齿圆柱齿轮。
齿轮加工精度为8～7级，齿面粗糙度Ra值为1.6μm。
在滚齿机上用蜗轮滚刀、链轮滚刀还能滚切蜗轮和链轮。
3.齿形加工方法比较
滚齿、插齿与铣齿比较铣齿采用普通设备和简单刀具即可加工齿形。
但是只能加工11～9级精度、齿面粗糙度Ra值为6.3μm ～3.2μm 的齿形. 滚齿和插齿的分度精度和齿形精度均较铣齿高，可以加工6 级精度、齿面粗糙度值Ra为3.2μm ～1.6μm；滚齿和插齿是连续分度和切削，生产效率比铣齿高。
用同一模数的滚到和插齿刀，可以各种不同齿数的齿轮，大大减少了刀具数目，提高了经济效益。
滚齿与插齿比较滚齿是刀齿作连续的旋转切削、切削速度较高，插齿是刃齿作往复运动，限制了切削速度，故滚齿生产率比插齿烙高，滚齿机可以加工直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗轮，但不能加工内齿轮和相距太近的多联齿轮；插齿时播齿刀沿齿全长连续切出，包络线数量也多，而滚齿时轮齿全长是由滚刀多次连续切出，故插齿的齿面粗糙度值较小；插齿刀的制造、刃磨检验壁滚刀方便，易得到高精度，但插齿机分齿传动链比滚齿复杂，因此，加工齿轮的精度基本一样；插齿机可以加工内齿轮和多联齿轮,但不能加工蜗轮。