齿轮的加工方法毕业课程设计外文文献翻译

译文标题
原文标题
Gear manufacturing methods
作者
Zhang Baozhu
译名
张宝珠
国籍
Байду номын сангаас中国
原文出处
百度文库
译文：
加工齿轮轮齿有两种基本的方法：产生过程和形成过程。当一个轮齿产生时，工件和切削或磨削工具，是不断啮合在一起的，轮齿的形式是由刀具决定的。换句话说，工件和刀具是共轭的。滚齿机，成型切割机，剃齿机，磨床都使用这个原理。
拉削提供了较高的精确度和良好的表面光洁度，但象所有切削过程一样，仅限于“软”材料，必须随后进行表面淬火或热处理，使其变形。
剃齿
剃齿切割机看起来像一个在齿根有着额外间隙的齿轮，齿侧有槽，提供切削边缘。它是运行在网格与粗糙齿轮轴交叉处，以便与做剩余运动的轮齿的相对速度有理论联系点。该剃齿刀的轮齿相对灵活的弯曲，所以当它们在两个齿轮的轮齿间两两接触时，只有有效地运作。齿轮和刀具横向在工作面以高转速运转时，大约100毫米的材料被去除。周期时间可以少于半分钟，机床并不昂贵，但刀具是精密的，很难制造。在剃齿机边缘容易对齿廓作出调整，然后凸缘能被利用。剃齿可以使用刀具在凸肩处完成，向下到某一深度，无轴向运动。这种方法速度快，但需要更复杂的刀具设计。
成型机的优点是生产效率相对较高，可能在齿顶上切出直角。不幸的是，对于斜齿轮，螺旋导向器需要在直线运动中施加旋转运动，这种螺旋导向器不容易生产，也不便宜。所以该方法只适合在斜齿轮上的长距离，因为对每个不同的螺旋角就要生产特殊的刀具和导向器。成型机的一个很大的优点，是它可以生产环形齿轮，例如那些需要大型epicyclie周转圆的驱动器。
各种尝试已经作出，防止这种效应，特别是通过连续旋转，没有任何进一步的刀料，但如果成型机是不是很坚固，刀具不是很尖锐，然后没有进一步的切割发生，误差将不会被消除。
滚齿
滚齿是最常用的金属切削方法，使用机架产生的原理，但避免了由在旋转切削机上增加许多齿条引起的缓慢的往复运动。齿条在轴线方向上替换为切口蜗杆。齿条不能为整个轮齿的工作长度产生正确的渐开线形状，因为他们在圆弧轨迹上移动，所以滚刀缓慢地沿轮齿走刀，在轴向或法向或倾斜的滚齿机螺旋线方向上。
切削刀具和工件之间的发电驱动器之间不涉及机架或连接螺钉，因为只有圆周运动在涉及的范围内。切割机每走一个行程，工具和工件通常在切线方向移动0.5毫米。在返回的行程中，刀具必须被缩进约1毫米留有间隙，否则就会产生摩擦，马上发生故障。这类型机床的速度被限制，保证大约50千克重的切割机和轴承可移动1毫米的距离。加速度所涉及的扭矩可增加5000N的力，但必须保持高的精度。
拉削
拉削不被用于斜齿轮，但对内齿直齿轮时十分有用的。联系全局来看，拉削的最重要的用途是用任何其他的方法都不容易加工的内花键。跟所有的拉削方法一样，这种方法对批量生产是经济的，因为安装成本较高。
拉削技术对内齿斜齿轮主要的应用是由Gleasons在其G-TRAC机床上。这台机器的运作，增加滚齿切割机的有效半径至无限远，使刀具的每一个齿都能在一条直线上转动，而不是对在一个半径上。这使得切割行为延长超过齿轮的整个端面宽度，替代了传统的滚刀每转0.75毫米的进给量。由此产生的过程中提供了非常高的生产率，更适合于美国，美国的产量在整个欧洲来说，相对较低，尽管初始成本高，但非常具有竞争力。
粗糙进给速率的缺点是在工件上会留下明显的标志，尤其是在齿根，每转在进给速率的空间显示一种图案。齿侧标记的表面波纹比齿跟要少，当有一个随后的整理操作时，如剃齿或磨削，这一点就不重要了。当没有进一步的操作时，每转的进给量必须加以限制，保证粗糙度在一个界限以下，通常这决定于润滑条件。齿根上波纹的高度指定乘以每转的进给量，然后除以滚刀直径的4倍。1毫米的进给量和100毫米的直径可产生2.5微米高的波纹。对齿侧波纹大约跟cos70一样大，即约0.85微米。
滚齿机的精度对齿距和螺旋线来说，通常很高，假设机床维持不变，渐开线单单决定于滚刀齿廓的精度。渐开线的形式随着滚刀的切入产生，在滚刀上留有裂痕时，渐开线是不真实的。但是，如果说有14条切线产生在曲率半径约20毫米的齿侧，从真实的渐开线分离，仅仅大约0.5微米。滚刀的制造和安装误差可以超过10微米。使用两头开始的滚刀或斜滚齿机可增加误差水平，因为滚刀的齿距误差的转移到切割齿轮上。
金属去除率高，因为螺旋铣刀或工件没有做往复运动的需要，所以40m/min的切割速度可用于传统的滚刀,切割速度高达150m/min的用于硬质合金滚刀。通常一个直径为100毫米的滚刀转速达到100rpm，所以20个齿的工件以每分钟5转的速度旋转。工件的每个旋转运动将对应于0.75毫米的进给量，所以滚刀会提前通过工件约每分钟4毫米。对于汽车生产，近似多头开始的滚刀，可用于每转3毫米的粗糙进给量，以便在切割机上达到100rpm的速度，一个两头开始的滚刀和20个齿的齿轮可提供每分钟30毫米的进给速率。
非常高的精确度是十分重要的，而成型切割机的不准确性也是相当要紧的。因为它们可能转移到削减齿轮。很明显侧面的错误将转移，但比起离心机或破碎机给予的特点，“掉落的轮齿”，是相当不明显的。对于掉齿有几个原因，但它发生最频繁的是，当工件的直径大约是刀具直径的一半，1.5倍或2.5倍时。如果刀具开始在高点，在最后完成渐开线齿轮期间结束在低点，在刀具上峰与峰的偏心误差发生在最后的渐开线切割齿轮的第一个和最后一个齿轮之间。当刀具的累积螺距误差可能刚好超过25微米时，切割轮齿时就会有一个突然的这个数量的螺距误差。在机床上切割的下一个齿轮可能在邻近的节圆上是好的，如果在切割机上最后的切割碰巧发生在一个有利的位置。
当一个轮齿形成时，该刀具是呈正被加工出来的空间的形状的。一些磨床使用此原理，与一个指示装置配套在一起使轮齿一个挨一个形成。刀就是同时加工所有轮齿形成刀具的例子。
成型
成型本质上是与平面图类似的，但采用了圆形的切削刀具替代了齿条，由此产生的往复惯性的减少，允许更高的行程速度：现代的成型切割汽车齿轮可以以每分钟2000切割行程运行。切削刀具的形状大致是与渐开线齿轮相同的，但轮齿的顶端是圆形的。