螺旋锥齿轮加工
数控螺旋锥齿轮磨齿机技术
数控螺旋锥齿轮磨齿机技术规格1、机床用途及基本要求：1.1、φ1m数控螺旋锥齿轮磨齿机磨削螺旋锥齿轮设备，此机床采用展成法加工Gleason制弧齿锥齿轮，具备Gleason齿制的收缩齿和等高齿的加工功能，可加工成对啮合的盘齿轮、轴齿轮。
磨齿机适合对强化热处理后的零件进行高精度磨削加工。
机床结构成熟可靠，机床具有足够的静、动刚度，热稳定性和长期的精度保持性，机床具有良好的静态和动态精度。
机床设计和制造技术采用成熟可靠的技术，机床外观设计简洁、实用，并符合工厂使用要求。
机床伺服系统全部采用西门子执行元件，其精度高、可靠性好、抗干扰能力强、响应速度快。
机床设计具备良好的操作性，容易维修，符合工厂安全要求。
机床售后服务良好、在公司内设立培训中心及备件库，对于客户的机床售后问题，公司可在24 内进行响应。
机床采用全封闭式防护的防护罩，适用于长期、连续、高效率的加工，由于采用全封闭式防护设计对机床周围环境的的影响极小。
机床设计制造完全符合《GB15760-2004金属切削机床安全防护通用技术条件》标准。
1.2、加工材质及硬度：材质：渗碳（氮）钢如（17Cr2Ni2Mo、17CrNi3Mo、20CrMnTi）、42CrMo、ZG250～500等黑色金属硬度：调质处理HB200～340渗碳及淬火HRC58～621.3、验收加工典型零件：验收的零件由双方在机床加工精度和加工范围内协商确定。
1.3.1、盘齿轮1.3.2、轴齿轮2、机床使用环境：5.1 机床部件的结构、功能及性能详细描述。
YK20100型全数控螺旋锥齿轮磨齿机是七轴五联动全数控弧齿加工机床，机床采用展成法加工弧齿锥齿轮。
机床防护采用全封闭式结构。
机床配有独立的磨削油冷却过滤系统，高效的油雾收集装置（空气净化装置）及集中润滑系统，同时还带有余量分配规。
机床磨削精度达到锥齿轮和准双曲面齿轮精度标准5级精度的各项技术指标（GB5级），齿面粗糙度为Ra0.8。
螺旋锥齿轮制造技术对比研究及应用
求 ．利 用 相 切 曲 面 的 相 对 曲 率 原 理 对 小 轮 齿 面 计 算 点
的二 阶几 何参 数进 行修 正 。
（ ５ ）根 据 小 轮 切 削 时 产 形 轮 与 小 轮 的 线 接 触 条
件 ． 确定 小 轮 产形 轮参 数与小 轮 的相对 位 置 ， 可 以 计 算
满足小 轮计算 点二 阶几何参 数要求 的机床 和刀具参数 。
１ ． ２ 局 部 综 合 法
１ 理 论 基 础
１ ． １ Ｇｌ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ局 部 共 轭 理 论
Ｇｌ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ 技 术 是 利 用 二 阶 齿 面 展 成 原 理 在 齿 轮 副 节 点 处 形 成 局 部 共 轭 接 触 的条 件 来 计 算 切 齿 调 整 参 数
螺 旋 锥 齿 轮 制 造 技 术 对 比 研 究 及 应 用
口 李党育
河 南 西 峡 县 内燃 机 进 排 气 管 有 限 责 任 公 司 河 南 西 峡 ４ ７ ４ ５ ０ ０
摘
要： 针 对 螺 旋 锥 齿 轮 制 造加 工 理 论 进 行 研 究 ， 分 析 了局 部 共 轭 理 论 、 局部综合 法、 三 阶接 触 分 析 等 加 工 理 论 之 间
关键词 ： 螺旋锥齿轮
局部共轭理论
局 部 综 合 法 三 阶 接
中图分类号： Ｔ Ｈ１ ３ ２ ． ４ ２ １ ； Ｔ Ｐ ３ ９ １ 。 ７
文献标识码： Ａ
文章 编号 ： １ ０ ０ ０ — ４ ９ ９ ８ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ ０ ４ ７ — ０ ４
合 质量 ， 这 主要 是通 过 切齿 参数 的调整来 实 现 。 由 于 螺 旋 锥 齿 轮 在 几 何 上 的 高 度 复 杂 性 ，要 获 得 期 望 的 切 齿 参 数 是 很 困 难 的 ，需 要 复 杂 的 齿 轮 啮 合 和 加 工 理 论 及
螺旋锥齿轮加工机床发展综述
２ Ｂ ｏ ｕＬｇｔ ｎ ｕｔ ｏａ ｏ ａ Ｔ ｃ ｎｃｌ ｏ ｅｅ ａｔｕＩｎ ｒ ｎｏ ａ０ ４ ３ ，Ｃ ｉａ ． ａｔ ｉ ｄ ｓｙＶ ｃｔ ｎｌ ｅｈ ｉ ｌ ｇ ，Ｂ ｏ ｅ ｇｌ １０ ５ ｈｎ ） ｏ ｈＩ ｒ ｉ ａＣ ｌ ｏ ｎ Ｍｏ ｉ
螺旋 锥 齿轮 加工 机 床发 展 综述
李强 ，宿 宝龙 ，闰洪波 ，王瑞清
（．内蒙古科技 大学机械 工程 学院 ，内蒙 古 包头 ０４ １ ； １ １００ ２ ．包头轻 工职 业技 术 学院机 电工程 系，内蒙古 包头 ０ ４ ３ ） １ ０ ５
摘要 ：总结了螺旋锥齿轮加工机床 由机械摇台式到全数控式的演变历史 ，重点关 注新技术 、薪理论在 机床变革 中的应
２１ ０ ２年 ４月
机床 与液压
ＭＡＣＨＩ ＮＥ Ｔ０ＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩ ＣＳ
Ａｐ ．２ ２ ｒ ０１ Ｖｏ． ０ Ｎｏ ８ １４ ．
第４ ０卷 第 ８ 期
ＤＯ ：１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ Ｉ ０ ３ ６ ／ ．ｓ ． ０ １—３ ８ ． ０ ２ ０ ． ５ ｓ ８ １２ １． ８０ ７
１１ ９ ３年 ，美 国 格 里 森 公 司 （ ｌ ｓｎＷｏ ｓ 的 Ｇｅ ｏ ｒ ） ａ ｋ
线偏置 的准双 曲面齿 轮并进行 了理论研究 。轴线偏置 可 以提高小轮强度 ，齿轮副 的重合度也 明显增加 ，这 些优点使得该种齿轮成为锥齿 轮中的重要类 型。１２ ９５ 年 ，格里森公 司 生产 出可 以加工 准 双 曲面锥 齿轮 的 Ｎ ．６ ｏ １Ｈ型机床 。１２ ９ ６年 ，美 国福特汽 车公司成 为世 界上第一家在 其 汽车上 使 用准 双 曲面齿 轮 的汽 车公
克林贝格螺旋锥齿轮精确化加工与检测
克林贝格螺旋锥齿轮精确化加工与检测王奎南京星能传动机械有限责任公司摘要：阐述了等高齿螺旋锥齿轮的基本特点及主要加工机床，详细介绍大型克林贝格等高齿的加工方法、检测方法及铣齿刀具。
关键字：螺旋锥齿轮；预粗切锥形刀盘；粗切及硬刮刀盘Abstract:Expounds the basic characteristics of the equal-height spiral bevel gear and main processing machine tools, detailed the large Klingelnberg spiral bevel gear machining methods, detection methods and gear milling cutter.Keyword: spiral bevel gear; pre-rough conical cutter head; rough and finishing cutter head1 螺旋锥齿轮的概念及特点螺旋锥齿轮是对于齿面节线为曲线的锥齿轮的习惯叫法。
其齿形一般都是呈锥状，像伞形。
克林贝格制螺旋锥齿轮是沿分度锥母线齿高不变的螺旋伞齿轮中的一种齿制，即沿齿长的方向看从齿的大端到小端齿高是一样的，齿长曲线为长幅外摆线的一部分，齿阔方向上是渐开线，而齿槽宽和齿顶宽是收缩的，大端齿槽宽和齿顶宽比小端的略宽。
一般情况下面锥、根锥与节锥平行，这种齿轮的面角、根角和节锥角均相等，俗称等高齿。
克林贝格制螺旋锥齿轮拥有稳定传动比、低噪音、传动平稳、较高的强度，其抗齿折断和抗齿面磨损能力较强，使用寿命一般不小于10年。
广泛被应用于冶金设备、船舶机械、水泥设备、煤矿机械、石油机械、矿山机械等行业。
2 克林贝格等高齿加工发展现状当前国内能够制造出高精度克林贝格制大型螺旋锥齿轮的企业极少，而且国内需求量较大，目前大型螺旋锥齿轮主要从欧洲KLINGELNBERG、ATA等公司采购，不仅价格比较昂贵，并且交货期长达12个月以上，针对交货期长、价格昂贵、国内需求量逐年递增等现状，南京星能传动机械有限责任公司在2012年从德国KLINGELNBERG公司引进世界最先进的螺旋锥齿轮加工机床Universal SpiralBevel Gear Cutting Machine Oerlikon C100U和Gear Machining Center Klingelnberg GMC 160，用于解决国内螺旋锥齿轮的需求日益增长问题，目前已成功为国内外许多机械传动企业（太原重工、西门子机械传动等）制造出优质的克林贝格制螺旋锥齿轮，其中为江苏溧阳某大型水泥制造企业在GMC160机床上制造出的直径1640mm的螺旋锥齿轮，被用于更换进口的立磨减速机中损坏的锥齿轮，实现将此型号的螺旋锥齿轮完全国产化，不仅为客户缩短了采购周期，而且大大降低了维修成本。
螺旋锥齿轮铣齿展成原理与数控加工
螺旋锥齿轮铣齿展成原理与数控加工刘春华;冯立艳【摘要】通过分析螺旋锥齿轮加工展成原理及螺旋锥齿轮铣齿机的结构和机床运动关系,建立了螺旋锥齿轮铣齿机加工坐标系.分析了数控螺旋锥齿轮铣齿机调整参数的原理和计算方法,建立了螺旋锥齿轮铣齿机的数控加工模型.并通过实例介绍螺旋锥齿轮数控加工程序的编制.【期刊名称】《河北联合大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(033)002【总页数】4页(P70-73)【关键词】螺旋锥齿轮;展成原理;数控加工;加工程序【作者】刘春华;冯立艳【作者单位】河北联合大学机械工程学院,河北唐山063009;河北联合大学机械工程学院,河北唐山063009【正文语种】中文【中图分类】TH1320 引言螺旋锥齿轮是机械传动实现相交轴运动传递的基础元件,它具有重合度大、传动平稳、噪音小,承载能力高等优点,被广泛应用于各种机器设备中,是目前汽车、飞机等高精高速重载设备的主传动元件。
在齿轮加工行业属于一个加工难点,加工过程中对机床调整的要求很高。
因此对螺旋锥齿轮的数控加工技术的研究成为螺旋锥齿轮加工行业的一个重点。
1 螺旋锥齿轮铣齿展成原理螺旋锥齿轮铣齿原理如图1所示:机床上的摇台机构模拟一个假想的齿轮,安装在摇台上的铣刀盘旋转形成切削面相当于假想齿轮的一个齿面。
当被加工齿轮毛坯与假想齿轮按照一定的传动比绕各自的轴线一同旋转时,铣刀盘就在齿轮毛坯上切出一个齿槽。
然后摇台反转到初始位置,工件箱随床鞍一起后退,同时被加工齿轮转过一定的分齿角度,进入下一个切齿循环。
反复进行即可完成整个齿轮的加工。
这种加工方法称为展成法,摇台所代表的假想齿轮称为产形轮。
图1 加工原理示意图2 数控螺旋锥齿轮铣齿机结构与数学模型数控螺旋锥齿轮铣齿机机床简图如图2所示。
根据实际加工时各个机床部件所起的作用以及运动规律建立机床坐标系统如图3所示。
以机床为中心建立总坐标系∑m{Om,Xm,Ym,Zm},Om是机床中心,Zm通过摇台中心垂直摇台面指向摇台体外,Xm-Ym平面是机床平面,这个坐标系是静坐标系。
螺旋锥齿轮和伞齿轮现代加工方法概况
螺旋锥齿轮和伞齿轮现代加工方法概况螺旋锥齿轮和伞齿轮是机械传动中的重要零件，其在机械制造业中占有重要的地位，特别是在航空航天、汽车、船舶、工程机械等领域中更占有相当大的比重。
由于螺旋锥齿轮和伞齿轮具有传动平稳、承载能力高、重合度大、使用寿命长、在高速传动时的噪音和振动都比较小的特点，其应用领域正在不断扩大，在制造行业中有逐渐取代其他类型锥齿轮传动的趋势，因此对螺旋锥齿轮和伞齿轮的设计和研究具有十分重要的意义。
但螺旋锥齿轮和伞齿轮的几何特性与啮合过程及其机床结构和加工调整都非常复杂，同时加工刀具、机床参数设置、加载变形和装配误差等各种因素都会引起其啮合、承载及振动性能的改变，使得在设计和制造中控制其质量和性能十分困难t1~3]。
目前国外也只有美国格里森(GLEASON)，瑞士奥利康(OERLIKON)和德国克林贝格(KLINGELNBERG)三家拥有该方面技术，各自保密互不公开，同时也形成了三种齿制：格里森齿制，奥利康齿制和克林贝格齿制，格墨森齿制主要为双曲面圆弧收缩齿，采用单齿分度法加工，后二者为延伸外摆线等高齿，采用连续分度法加工，所以也把这三大齿制合并为准双曲面齿制和延伸外摆线齿制两大齿制。
格里森(GLEASON)加工技术是以局部共轭原理为基础的。
首先切出大轮齿面，然后选取一计算参考点求出与大轮齿面做线接触的小轮齿面在参考点处的位置、法向量以及法曲率等一阶、二阶接触参数，然后根据要求修正小轮齿面在参考点处的法曲率，并以此为基础来确定小轮切齿调整参数【6．刀。
格里森(GLEASON)公司这种早期设计方法的明显不足是没有直接控制弧齿锥齿轮这种局部共轭齿轮齿面的二阶接触参数，使得选择齿面曲率修正量十分困难，可能要经过多次试切才能获得理想的啮合质量，对操作人员经验的依赖性较大。
克林贝格( KLINGELNBERG)公司生产的锥齿轮采用等高齿，连续分度加工，生产效率高，机床调整相对简单，可以实现鼓形齿接触，它的硬齿面刮削工艺，即用硬质合金刀具从淬火硬度达HRC58-62的齿面上切除很薄的一层金属，以获得消除热处理变形误差的方法，相对经济、高效8-10]。
螺旋锥齿轮(螺伞)数控加工的简化计算
螺旋锥齿轮(螺伞)数控加工简易计算摘要：进入21世纪，我国经济进入了突飞猛进的发展期，国内中小特别是小型企业迅猛发展；同时，国内外机加工设备也在全面向着数字化变革，带来了加工工业的变革。
一些老的理论以及工艺已经不能完全适应当前这种需求。
本文通过对螺旋锥齿轮的调整计算、加工的现状分析，提出了简化计算及加工方法，尤其适用于数控加工。
一.螺旋锥齿轮加工现状螺旋锥齿轮又叫弧齿锥齿轮、螺旋伞齿轮，俗称螺伞齿轮、盆角齿轮。
因相对使用较少，设备昂贵，原一般由国营大型企业加工。
其加工参数计算繁琐，且根据单号单面法、固定安装法、双面法等不同加工方法有不同计算公式，同时老式机床调整也复杂。
近年来，随着我国经济迅猛发展，对螺旋锥齿轮的需求也逐步增加，中小企业也开始参与到锥齿轮加工中来。
对于小型生产企业，可以购买新式数控机床，但是不可能掏出上万甚至几十万来购买计算模拟软件，普遍对于螺旋锥齿轮的计算及加工感到困难。
下面根据相关基本理论，结合实践，阐述简明的计算、加工过程。
二．调整计算，确定加工所需项目参数（以复合双面法为基础、综合固定安装法、单面法，使用最少刀盘，获得最高效率为目标）实例：Z1/Z2=8/33,m=5.85齿宽b＝33螺旋角β＝35轴交角Σ＝90齿高变位系数χ=0.475全齿高＝10.46 （0.8/0.188）1．几何计算：略2．刀具选用：（全部采用双精刀盘）－刀盘直径根据经验，选用中点锥距2倍左右即可，例如：中点锥距计算为82.821，我们可以选用6英寸刀盘（理论直径φ152.4）。
－刀号根据复合双面法刀号公式：N#＝540*tgβ[1-(Lsinβ/r)] / (tgα*Zc)= 11.52 （理论刀号）式中：r－刀盘半径，L－中点锥距，α－压力角，Zc－当量齿数此处采用10.5#刀盘。
（根据经验，为了减少刀盘数量，可以全部采购10.5#刀盘）。
根据刀号通用公式：N#＝(γ1+γ2) /20 * sinβ（γ1和γ2为大小轮齿根角，单位：分），将实际刀号10.5代人，反求得螺旋角β为：31.73°（后面计算均按此螺旋角计算，接触区会更容易达到理想状态）－错刀距根据复合双面法公式：W=mL[π/2*cosβ-2tgα(f+c)]/Le ＝2.77 （复合双面法理论错刀距）式中：m－模数，L－中点锥距，α－压力角，Le－大端锥距，f－齿高系数（0.8），c－顶隙系数（0.188）（此处插入一些说明：复合双面法采用同一把刀盘加工大、小轮，且均为一次成型，成本低，效率较高，所以在满足要求的情况下，企业均希望采用此种加工方法；而根据传统理论，此加工方法适用条件为：模数最大2.5，小轮齿数最少16，且齿高、顶隙系数定义也不同，这就很大程度限制了此加工方法的使用。
螺旋锥齿轮干切加工技术研究
生
产 强 场。
螺旋 锥齿轮 干切加 工技术研 究
摘 要 ：干切加工是 未来金属切 削加 工发展趋势 之一。近年来 ，特 别是 工业 发达国家 ，非常重视 干
式切 削 ，为 了贯彻环境 保护政策 ，更是大力研究开 发和 实施这种 新型加 工方法 。本 文针对４ ７ １ 等 ５ Ｅ Ｈ 高齿 制产 品 ，通过优化产品设计 、材料质量控制 、加工过程调整及试验 ，实现了 目标产 品干切 加工工
产应用考核 ，并在提高加工效率、提升产品质量 、降
低 制造 成 本 方面取 得 了阶段 性 成果 。
的推 广应 用 也得 益于 当前 工具 及其 相 关技 术 的发展 。 螺旋 锥齿 轮 干切 过程 要 求应 用 刀具具 备优 良的抗
冲击性和高温耐磨性 ，这需要几方面性能匹配。
１ 影 响 螺旋 锥 齿轮 干切 齿稳定 实现 的
处理 变 形。试 验 要 求毛坯 锻造 后 采用 等温 退 火工 艺 ，
同涂层材料 获得 的刀具性能差别很 大，这 需要经过
试 验确 定 。 ｄ刀具 刃磨 ：包括 一盘 刀条精 度 一 致性 、 刃 口直 ． 线 度 、倒钝 以及 微 观裂 纹缺 陷容 差 。
ｅ 刀具安 装 与调 整。 ．
（ ４）刀具 刃磨
为 提 高 刀 具 使 用 寿 命 ，设 计 尽 量 遵 循 最 大 刀 尖
圆角半径 、刀顶 宽 占齿槽 宽度８ ％ 以上、最终实际 ０
／ 的精 切 刀项 宽大 于 １ｍｍ的原则 。产 品 设计 结 果 ＪＴ ｎ
如 表 １ 。
２３ 工件 材料 控 制 ．
（ ） １ 材料一般要求
一
根据图纸设计要求准备毛坯材料。公司后桥齿轮
提高螺旋锥齿轮加工质量的分析
６ １０ ） ４ ３ ３
要 ： 对 螺 旋 锥 齿轮 在 冷加 ． 后 受热 处理 变形 较 大 ， 量 不稳 定 的 情 况 改 进 针 Ｙ － 质
加 工 工 艺 。 得 了较 为 满 意 的 成 果 。 取 关键词 ： 旋锥齿轮 ； 处理 ； 形； 螺 热 变 配切
中 图分 类 号 ： Ｇ １ Ｔ ６
验机 上 进行 滚 动调 整 接触 区 ， 直到 接 触 区和齿 侧 隙 满意 为 止 。 ）一 其 他精 机
加工 一 渗碳 一 淬 火一 回火一 喷 丸 强 化一 其 他 精 机 加 工 一 研 齿 （ 与大 齿 轮 ） 合格 后 刻 上配 对 号一 成 对油 封 包装 。
— —
６ ——
４ 产 品验证
这 种 工 艺方 法最 适 用 于传 动 比较 大而 用 渗 碳 钢 齿 轮 副 。如 目前 资 阳传 动 生产 的螺 旋 锥 齿 轮 副 ， 端 端 面 模 大 数 ｍ ＝１ ．６ ２ｍｍ， 齿 轮齿 数 ｚ ９， ０ １２ 小 ＝ 大齿 轮 齿数 ＝３ ， ７ 中点 螺 旋角 卢＝ ３ ． 。 齿形 角 ＝２ ． 。 材 料 ２ Ｃ Ｎ４ 渗 碳 淬 火 。采 用 这 种 新 的 工 艺 方 ７５ ， ２５ ， ０ ｒ ｉＡ， 法 ， 得 了较 为 圆满 的效 果 。大 小 齿 轮工 艺 流程 分别 如 下 ： 取
． ． — —
４ ．— ． —
设 计 研 究
隙也 适 当放 大 ；
铁道机 车车辆 工人 第 １ ２ １ 年 ｌ ２期 ０ １ ２月
（ ） 滚 动 检验 机 上 成对 运 转 ，并将 齿 面 接触 区和齿 侧 间 隙记 录下 来 ， ２在 作 接 触 区记 录 用 的大 齿 轮 的轮 齿及 作 齿 侧 间 隙记 录用 的大 齿轮 的 齿槽 和 小 齿 轮 的轮 齿 打上 标 记 ， 并在 大 小 齿 轮 的适 当位 置 上用 钢 印 打上 配 对顺 序 号 ， 热 处 理后 ， 在 原标 记 的位 置 测量 齿 侧 间 隙 和接 触 区 ； 仍 （ ） 处 理后 ， 照 热 处 理 前 同样 的 记 录 方 法 作 测 量 记 录 ， 比之 后 ， ３热 按 对 即可 获得 热 处理 后 齿 轮变 形 的初步 情 况 ，如 果 热 处 理 达 不 到技 术 要 求 ，则 应 重 复进 行 切齿 调 整 和热 处 理 变形 试 验 ， 直 选 到符 合 要求 为止 。 一 按 这 种 工艺 方 法 来提 高 螺旋 锥 齿 轮 的制 造 精度 比较 费工 费 时 。对 于产 品 比较 单 一批 量 大 的 专 业 化 厂 家 ， 费 一 定 的 精 力 去 摸 索 制 造 是 值 得 的 。 花 但 对 于 多 品种 小 批 量 生产 机 修配 件 的 厂 家来 说 ， 方 面制 造 成本 提 高 ， 一 另一 方 面制 造 时 间又 延 长 ， 别 是 在近 几 年 ， 户 对 配件 往 往 是 随 订 随 要 ，交 货 特 用
螺旋锥齿轮虚拟加工过程算法
螺旋锥 齿 轮属 于复杂 曲面 零件 的一种 ， 计和 加 设 工过 程复 杂 ， 往需 要通 过对切 齿 过程进 行仿 真来 初 往 步验 证 所使 用加 工调 整 参数 的合 理 Ｉ 同 时 ， 生． 由切 削
后 续 的 齿 面 接 触 分 析 （ Ｃ 等 提 供 足 够 精 确 的 模 Ｔ Ａ） 型 ．已有 的一些 多 轴数 控仿 真算 法 ＿ ｌ 不适 用于 螺 ４Ｊ 也
真．该算 法主要 包括建立切 削坐标 系、刀具数 学模型 、刀具 坐标 系的转换模型 、层 片分割模型、求 交计算模型 以及
相邻切 削位 置特 征点 的取 舍模 型． 以此 为基础 开发 的螺旋锥 齿轮虚 拟加 Ｘ软件 采 用 Ｗｉｄｗｓ作 为开发 平 台，以 － ｎｏ
Ｖｓａ Ｃ ＋ ．（ ） 为 基 础 编 程语 言 ，利 用 Ｏ ｅ Ｇ 图形 库 进 行 图形 显 示 并将 齿 轮 模 型 数 据 以规 定格 式输 出． 经验 ｉ ｌ ＋ ６ ＶＣ 作 ｕ ０ ｐｎ Ｌ
１６一 作 者简 介 ：王太 勇 （ ９２ 通 讯作 者 ：邢
） ，男 ，教 授 ，博士 生导 师 ，ｔｗａｇ ３ ． ｎ． ｙ ｎ ＠１９ ｏ１ ｃ
元 ，ｓ ｌｉ ｕ ｌ２＠ｙｈ ｏ ＯＩａ ｍｉ ｎ ｎ １３ ａｏ ． Ｉ． ． ｅｓ Ｃ Ｔｃ
２１ ０ ２年 ２月
王太 勇等 ：螺旋锥齿轮虚拟加工过程算法
（ ａ）实体模型
／ ３
ｔ ｇ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ｙ ｔｍ ｏ ｓｒ ｃｉｎ， ｃ ｔｉｇｔ ｏ ｏ ｅｉ ｇ， ｃ ｔｉｇｔ ｏ ｏ ｒ ｉａｅｓ ｓｅ ｔａ ｓｏ ｍｉ ｇ， ｓｉｅｍ ｏ — ｉ ｏ ｒ ｉａｅｓ ｓｅ ｃ ｎ ｔ ｔ ｎ ｕ ｏ ｕｔ ｏ ｌ ｄ ｌ ｎ ｍ ｎ ｕｔ ｏ ｌ ｏ ｄ ｎ ｔ ｙ ｔｍ ｎ ｆ ｒ ｎ ｎ ｃ ｒ ｌ ｄ ｃ
锥齿轮加工工艺课件
刀具与节锥面相切
时刀具中心坐标为
齿轮 O 节锥 顶点
机床平面
：
x=n1=X+R*sinα* Y cosβ
y=n2=Y
该具加中工心齿轴其削是轨X轮线中一从迹α次齿坐为每心被根标压经坐加处以力转标工开节角动齿始锥，一轮加面Xν次-=绕工为Yδ后X-，基9的和0之准°刀Y后。,轴具δ铣现为转中削采节动到用锥的齿增角角顶大，度。到zφ，=1因半n由φ3=此径2齿为Z+计的轮R每*算方啮铣co刀式sα
锥齿轮加工工艺课件
2020年4月30日星期四
目录
•引言 •直齿锥齿轮加工工艺 •螺旋锥齿轮加工工艺 •螺旋锥齿轮电化学光整加工工艺
引言
直齿锥齿轮加工工艺
主要内容
锥齿轮加工方法介绍
锥 齿 轮 按照不同 加 行业和现 工 有设备 方 法
仿形铣削法
展成铣齿法 最
伞
精密锻造法 常
齿
用
刨
冷挤压法
粉末冶金方法
2020/4/30
螺旋锥齿轮
• 直齿锥齿轮和螺旋锥齿轮
2020/4/30
加工工艺路线
制坯
轮坯及安装连接部位的粗、精加工
安装连接部位的精加工
热处理
切齿
研齿
磷化
2020/4/30
光整加工
配对
制坯
• （1）汽车、拖拉机等车辆中使用的弧齿锥齿轮毛坯绝大 多数经模锻制成，材料为低碳合金钢。盘形大轮毛坯采用 碾扩孔工艺、轴类小轮毛坯采用立锻工艺可以降低材料消 耗。
展成加工过程
数控铣削加工步骤
生成程 序导入 机床加 工
数控铣削加工步骤
刀轨参数确定
数控铣削加工步骤
奥利康制锥齿轮设计与加工技术
线共轭与点共轭
一、
概述
3、奥利康制锥齿轮加工特点及优点
1 ）加工特点
连续分度 粗精切一次完成 双面法加工 刀齿分组 刀盘主轴与工件轴联动 刀齿半径控制齿厚 刀倾修正接触区
连续分度原理
一、
概述
2 ）加工优点
节锥与根锥平行，不需刀号修正，刀片规格简化。 加工原理准确，大小轮可用同一产形轮加工，理论上能加工出完全共轭的齿轮副。 连续分度、双面法加工，生产效率高，分度精度好，易于干切削。 粗精切一次完成，工序集中，工件定位精度好。 加工一个齿轮，摇台往复一次，减少了摇台往复运动冲击。 两台机床、两把刀具可加工 一对齿轮，占地面积小，劳动强度低。 在噪声、强度方面也具有一定优势，见表 1。
啮合界限点 M
极限法向 n0 极限压力角 α0 （一般为负值）
一、
概述
5 ）按齿制 格里森制 ：简称“格”制，主要为圆弧收缩齿，源自美国格里森公司。 奥利康制 ：简称“奥”制，主要为摆法线等高齿，源自瑞士奥利康公司。 克林根贝格制 ：简称“克”制，主要为摆线等高齿，源自克林根贝格公司。
刀盘：克林贝格刀盘为双层刀盘，内外刀不同心，可调。 奥利康刀盘为整体刀盘，内外刀同心，不可调。
奥利康制锥齿轮设计与加工
主讲人 聂少武 2015.07
主讲内容
一
奥概利述康制锥齿轮几何及加工原理
二
奥利康制锥齿轮几何设计
三
奥利康制锥齿轮加工调整
四
奥利康制锥齿轮齿面修正
一、
螺概旋述锥齿轮概述
1、螺旋锥齿轮分类
1 ）按齿长曲线 圆弧齿锥齿轮 ：齿线为圆弧的一部分。 延伸外摆线锥齿轮 ：齿线为延伸外摆线的一部分。
优点：刀具和机床对于凸面和凹面是分开的，易于单独控制和优化设计； 刀具磨削简便；
20CrMnTi螺旋锥齿轮加工工艺
专业课程设计任务书学生姓名班级：设计题目：装载机从动螺旋锥齿轮材料的选择及工艺设计设计内容：1、根据零件工作原理，服役条件，提出机械性能要求和技术要求。
2、选材，并分析选材依据。
3、制订零件加工工艺路线，分析各热加工工序的作用。
4、制订热处理工艺卡，画出热处理工艺曲线，对各种热处理工艺进行分析，并分析所得到的组织，说明组织及性能的检测方法与使用的仪器设备。
5、分析热处理过程中可能产生的缺陷及补救措施。
6、分析零件在使用过程中可能出现的失效方式及修复措施。
目录0前言 (1)1从动螺旋锥齿轮的工作条件及性能要求 (2)1.1齿轮零件的工作条件 (2)1.2螺旋锥齿轮的性能要求 (2)2材料的选择及技术要求 (3)320CrMnTi螺旋锥齿轮加工工艺 (4)3.1锻造和正火 (4)3.2高温回火 (4)3.3渗碳 (5)3.4淬火加低温回火 (5)3.5喷丸 (6)420CrMnTi螺旋锥齿轮的渗碳畸变及防护措施 (7)4.1渗碳温度对20CrMnTi钢渗碳畸变的影响 (7)4.2碳势对20CrMnTi钢渗碳畸变的影响 (8)4.3淬火温度对20CrMnTi钢渗碳畸变的影响 (8)520CrMnTi螺旋锥齿轮在使用过程中可能的失效形式及分析 (9)6心得体会 (11)装载机从动螺旋锥齿轮材料的选择及工艺设计0前言装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。
换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。
在道路、特别是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场的集料与装料等作业。
此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。
由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。
装载机的铲掘和装卸物料作业是通过其工作装置的运动来实现的。
齿轮生产工艺流程 [齿轮加工工艺流程]
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竭诚为您提供优质的服务，优质的文档，谢谢阅读/双击去除齿轮生产工艺流程 [齿轮加工工艺流程]利用机械的方法获得齿轮特定结构和精度的工艺过程。
齿轮是汽车运动中的核心传动部件，其加工质量的优劣对汽车总成乃至整车的振动噪声以及可靠性等会带来直接影响，有时会成为制约产品水平提高的关键因素。
以下是小编为大家整理的关于齿轮加工工艺流程，给大家作为参考，欢迎阅读!齿轮加工工艺汽车齿轮一般属于大批量专业化生产，圆柱齿轮和锥齿轮具有广泛的代表性，根据不同结构及精度需要采用不同的工序组合。
由于设备投资大，工艺方式的选择通常都充分考虑已有资源。
齿轮加工过程中的微小变形及工艺稳定性控制相对复杂。
毛坯锻造后大多要采用等温正火，以期获得良好的加工性能和趋势变形的均匀金相组织;对于精度要求不高的低速网柱齿轮可以热前剃齿而热后不再加工，径向剃齿方法的应用扩大了剃齿应用范围;圆柱齿轮热后加工有珩齿和磨齿两种方式，珩齿成本低但齿形修正能力弱，磨齿精度高而成本高;采用沿齿高方向的齿顶修缘和沿齿长方向的鼓形齿修形工艺能够显著降低齿轮啮合噪声和提高传动性能，是被广泛关注的研究领域。
直齿锥齿轮主要用于差速器，由于速度低，精度要求相对较低，精锻齿形是重要发展方向。
螺旋锥齿轮加工计算和机床调整中，以往非常复杂和耗时的手工操作已被现代专用软件和计算机程序所取代，有限元分析的引入使工艺参数设计更为可靠和便捷。
螺旋锥齿轮热后加工有研齿和磨齿两种，由于磨齿的成本高、效率低且有局限性而目前大多采用研齿，研齿几何上的修正能力很弱，因此螺旋锥齿轮的从动齿轮多采用渗碳压淬工艺。
齿轮材料及其热处理技术发展是齿轮加工中对变形控制的具有挑战性的课题。
齿轮分类可分为4类。
①圆柱齿轮。
按零件结构可分为盘齿和轴齿，按齿形可分为直齿和斜齿，用于平行轴动力和运动的传递，如变速箱速度变换、发动机点火正时等。
②锥齿轮。
根据齿形可分为直齿锥齿轮和螺旋锥齿轮，用于交叉轴或交错轴动力和运动的传递，如后桥的差速器和减速器等。
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五、圆弧齿锥齿轮轮齿加工时使用的切齿 刀具——铣刀盘
六、圆弧齿锥齿轮副齿面接触区及提高精 度的方法
机床运动
1）切削运动 2）展成（滚切）运动 3）分齿运动 4）切入切出运动
1—切齿铣刀 2—摇台 3—偏心角 4—摇台角 5—分齿齿轮箱 6—垂直轮位(E) 7—水平轮 位 8—床位刻度 9—工件安装角10—床鞍 11—机 床中心 12—被切削锥齿轮及装夹用心轴夹具
三、圆弧齿锥齿轮切齿原理
二、平面齿轮和平顶齿轮
二、平面齿轮和平顶齿轮
2.平顶齿轮
平顶齿轮是顶锥角等于90度的锥齿轮，如图所示。 从图中可以看到，平顶齿轮的顶锥面为一圆环平面 。 而节锥面为一圆锥面，其背锥为一圆锥体。
三、圆弧齿锥齿轮切齿原理
(Gleason切齿法)
三、圆弧齿锥齿轮切齿原理
三、圆弧齿锥齿轮切齿原理
四、圆弧齿锥齿轮齿面的切削方法
四、圆弧齿锥齿轮齿面的切削方法
2.圆弧齿锥齿轮副的齿面的加工 1)展成切齿法 (滚切切齿法 ) 双面—单面切削法 大、小轮轮齿的粗切齿分别使用 两把双面粗切铣刀，同时切削凸、凹齿面，并给精切 齿留出一定的精切余量；大轮轮齿精切齿时，使用一 把双面精切铣刀，同时切削出凸、凹齿面；小轮轮齿 精切齿时，分别使用两把单面精切切齿铣刀，在两道 工序（或切齿机床）中分别切削出凸、凹齿面。
a.同样体积能够实现较大的 传动比 b.小轮的螺旋角加大，因此 提高了小轮的强度、增加齿 轮副的寿命。 c.因为偏置量的存在会改变 整个地盘的重心高度，所以 一般采用下偏置来提高平稳 性，但是对于越野车来说要 采用上偏置来提高越野性能。
一、螺旋锥齿轮的类型和特点
3)按齿高分类
(1)等高齿锥齿轮
1.齿面接触区检验
六、圆弧齿锥齿轮副齿面接触区及提高精 度的方法
2.磨齿
六、圆弧齿锥齿轮副齿面接触区及提高精 度的方法
2.研磨齿
七、延伸外摆线齿锥齿轮加工
（Oerlikon切齿法） 1.切齿原理
利用平面齿轮原理加工， 每组刀片的运动轨迹代 表假象平面齿轮的一个 轮齿。
七、延伸外摆线齿锥齿轮加工
一、螺旋锥齿轮的类型和特点
(2)渐缩齿锥齿轮 (3)双重收缩齿锥齿轮
一、螺旋锥齿轮的类型和特点
2. 轮齿的各要素名称
一、螺旋锥齿轮的类型和特点
螺旋方向：齿的螺旋方向规定为：
左旋齿：如果面对齿轮齿面，轮齿自齿面中点到大
端旋向为反时针的叫做左旋齿。 右旋齿：如果面对齿轮齿面，轮齿自齿面中点到大
四、圆弧齿锥齿轮齿面的切削方法
四、圆弧齿锥齿轮齿面的切削方法
单循环法圆盘拉刀成形精拉齿
四、圆弧齿锥齿轮齿面的切削方法
螺旋成形法切齿
五、圆弧齿锥齿轮轮齿加工时使用的切齿 刀具——铣刀盘
1.粗切铣刀盘和精切铣刀盘 2.单面铣刀盘和双面铣刀 盘
五、圆弧齿锥齿轮轮齿加工时使用的切齿 刀具——铣刀盘
为了提高大轮轮齿切齿的生产率，在双面—单面切 削法的基础上，发展了一种称之为半滚切法切齿的 工艺方案。锥齿轮副传动比大于2.5~3时，则大轮 轮齿齿廓近似于直线齿廓，这样就可以使用直线刃 的切齿铣刀以成形法切齿。采用成形法切削大轮轮 齿凸、凹齿面时，切齿机床就不需要展成运动了， 可以缩短切齿时间，提高了大轮轮齿切齿的生产率。
七、延伸外摆线齿锥齿轮加工
七、延伸外摆线齿铣刀盘
七、延伸外摆线齿锥齿轮加工
七、延伸外摆线齿锥齿轮加工
八、加工工艺总结
八、加工工艺总结
UMC ：格里森万能运动设计原理软件（Universal Motion Concept)
八、加工工艺总结
八、加工工艺总结
螺旋锥齿轮加工
吉林大学机械科学与工程学院 贾庆祥
一、螺旋锥齿轮的类型和特点
1.类型
1)按齿面节线分类
(1)圆弧齿锥齿轮
一、螺旋锥齿轮的类型和特点
(2)延伸外摆线齿锥齿轮
一、螺旋锥齿轮的类型和特点
2)按轴线相互位置分类
(1)两轴垂直相交
一、螺旋锥齿轮的类型和特点
(2)轴线偏置的锥齿轮(准双曲面齿轮)
七、延伸外摆线齿锥齿轮加工
延伸外摆线齿锥齿轮的切齿方法： 这种齿轮的加工方法比较简单，一般不分粗 切和精切，是一次成形。
组合切削法 即：大、小齿轮各安装一次，同时 切出两侧齿面。粗进刀时轴向送进。 进到预定 齿深后，展成运动开始。这种方法适用于大批 量生产。
七、延伸外摆线齿锥齿轮加工
七、延伸外摆线齿锥齿轮加工
1)两刀法将取代五刀法； 2）根据螺旋锥齿轮使用情况不同，可以使
用滚研或铣磨工艺组合，一般使用条件下建 议优先选用滚研工艺组合； 3）在商用车领域，等高齿比收缩齿更有优 势。
二、平面齿轮和平顶齿轮
1.平面齿轮
半锥角δ＝90°，节锥面为中心与锥顶重合的圆形 平面，这种锥齿轮称为平面齿轮。其当量圆柱齿轮 为一齿条，节圆半径r＝∞，因而齿形为直线齿形。
二、平面齿轮和平顶齿轮
平面齿轮亦称为平面产形轮，如图所示。从图中看 到，平面齿轮的节锥面为一圆环平面，与它相垂直 的背锥为一圆柱体。
三、圆弧齿锥齿轮切齿原理
三、圆弧齿锥齿轮切齿原理
四、圆弧齿锥齿轮齿面的切削方法
1. 单个轮齿齿槽的加工
1)双面切削法 如果使用具有内、外切削刃的双面切齿铣刀， 同时切削弧齿锥齿轮轮齿齿槽的凸、凹齿面， 称为双面切削法。
2)单面切削法 如果使用只有外切削刃或内切削刃的单面切齿 铣刀，分别切削弧齿锥齿轮的凹齿面或凸齿面， 称为单面切削法。
上述五道工序的切齿固定在五台切齿机床上分别进行， 这样的双面—单面切削法，称为固定安装双面—单面 切削法，简称为固定安装法，也叫五刀法。
两刀法 大、小轮轮齿分别各使用一把双面铣刀盘一 次完成粗、精加工。也称为全工序法。
四、圆弧齿锥齿轮齿面的切削方法
2)半展成切齿法(半滚切切齿法) ——大轮成型 法加工
端旋向为顺时针的叫做右旋齿。
一、螺旋锥齿轮的类型和特点
3.特点
1)增加了重叠系数，减轻冲击，传动平稳； 2）增大了负载能力，增长了使用寿命； 3）可实现大的传动比，小齿轮齿数可少至5齿。
一、螺旋锥齿轮的类型和特点
4.螺旋锥齿轮在汽车上的应用
一、螺旋锥齿轮的类型和特点
4.螺旋锥齿轮在汽车上的应用
一、螺旋锥齿轮的类型和特点
4.螺旋锥齿轮在汽车上的应用
一、螺旋锥齿轮的类型和特点
汽车后桥主传动曲线齿锥齿轮主要有两类： 收缩齿弧齿锥齿轮和等高齿延伸外摆线锥齿 轮。使用传统的机械传动的切齿机床加工这 两类锥齿轮，需要分别采用格里森(Gleason) 公司的单分齿切齿机床和奥利康(Oerlikon) 公司的连续分齿切齿机床。由于数控技术的 发展，这两家公司所研发的切齿机床都实现 了不同齿制的格里森齿制和奥列康齿制的曲 线齿锥齿轮的切齿加工实现了通用。