弧齿锥齿轮的加工调整计算

第二章弧齿锥齿轮的加工调整计算

第一节弧齿锥齿轮切齿原理、方法概述

弧齿锥齿轮的切齿就是按照“假想齿轮”的原理进行的，而采用的切齿方法要根据具体情况而定。

一、弧齿锥齿轮的切齿原理

YS2250(Y225)和Y2280等机床是按所谓“假想平顶齿轮”原理考虑的。就是在切齿的过程中，假想有一个平顶齿轮与机床摇台同心，它通过机床摇台的转动而与被切齿轮做无隙的啮合。这个假想平顶齿轮的轮齿表面，是由安装在机床摇台上的铣刀盘刀片切削刃的相对于摇台运动的轨迹表面所代替,如图2-1中所示。在这个运动过程中，代表假想平顶齿轮轮齿的刀片切削刃就在被切齿轮的轮坯上逐渐地切出齿形。

图2-1

图2-2

在调整切齿机床的时候，必须使被切齿轮的节锥面与假想平顶齿轮的节锥面相切并做纯滚动，而刀顶旋转平面则需和被切齿轮的根锥相切，如图2-2所示。所以铣刀盘轴线与被切齿轮的节锥面倾斜一个大小等于被切齿轮齿根角的角度，这样就产生了刀号修正问题，从而导致被切齿轮的加工调整较为复杂，刀片的规格比较多。在加工渐缩齿圆弧齿锥齿轮时，都是采用这种切齿原理的。

二、弧齿锥齿轮的切齿方法

弧齿锥齿轮的切齿方法分为成形法和展成法两大类。

1．成形法

用成形法加工的大齿轮齿形与刀具切削刃的形状一样。

渐开线齿形的曲率和它的基圆大小有关，基圆越大、齿形曲率就越小，渐开线就直些；当基圆足够大时，渐开线就接近于直线。而齿轮的基圆大小是由模数m、齿数z和压力角的余弦大小来决定的。模数和压力角一定时，齿数愈多，基圆直径就越大，相应的齿形曲率越小，也就是齿形越接近于直线。对于螺旋锥齿轮，传动比也是影响因素之一，当传动比大一些时，大轮的齿形就更直一些。

)一定时，传动比越大，大轮齿数也就越多，这时大轮的当量圆柱小轮齿数(z

1

齿轮的基圆直径也越大，其齿形接近于直线形，采用成形加工比较方便．当锥齿轮传动比大于2.5，时，大轮就可采用成形加工。同时，为了保证其正确啮合，相配小轮的齿形应加以相应的修正，用展成法加工，这种切齿方法叫半滚切法或成形法。

此法生产效率较高，适于大批量生产。

半滚切法用以下三种方法加工：

①用普通铣刀盘加工，齿形为直线形，用于被切齿轮节角大于45的粗切或传动比大于2．5的大轮的精切。

②在专用机床上以圆拉刀盘加工，简称拉齿，齿形是直线形的，适用于传动比大于2．5的大轮。

③螺旋成形法是半滚切法的特殊形式。在专用机床上，用特殊的圆拉刀盘，精加工传动比大于 2.5齿轮副中的大轮，齿形是直线形的。切齿时，刀盘安装轴线垂直于被切齿轮的面锥母线，刀盘除具有圆周方向的旋转运动外，还沿其自身轴向作往复运动，每个刀片通过齿槽的同时，刀盘轴向往复一次，而使刀齿顶刃始终沿着被切齿轮齿根切削。相啮合的小轮用展成法加工。

螺旋成形法切出的轮齿纵向曲面是一个有规则的、可展的和同向弯曲的渐开螺旋面，它得到的是收缩齿。但是，可以获得理论上正确的啮合，是现在圆弧齿

锥齿轮和双曲线齿轮切齿方法中较完善的一种． 2．展成法(滚切法)

展成法是被切齿轮与旋转着的铣刀盘(摇台)按照一定的比例关系进行滚切运动，加工出来的齿形是渐开线形的，它是由刀片切削刃顺序位置的包络线形成的，如图2-3所示。

在切齿过程中刀片的顺序位置如图2-4所示．切削时，先切一面(如图的上侧面)的齿顶和另一面(如图的下侧面)的齿根：在滚切过程中，逐渐移向上侧面的齿根和下侧面的齿顶，最后脱离切削，如同一对轮齿的啮合运动一样．用此法加工的有以下两种常用的齿线形状：

①在YS2250、Y2280或格利森16号等机床上，用刀片切削刃为直线的铣刀盘，齿长方向曲线是圆弧的一部分。 ②在奥利康2号等机床上用刀片切削刃为直线的铣刀盘，以连续切削法加工，齿长方向曲线是延伸外摆线的一部分． 3．弧齿锥齿轮的切齿方法

弧齿锥齿轮的切齿方法很多．粗切齿多数是用双面刀盘同时切齿槽的两侧齿面。精切齿常用三种方法，即：单面切削法、双面切削法和双重双面法。这些方法的特性、优缺点和适用范围列于表2-1中。

选择切齿方法时，应按具体情况。诸如根据现有的切齿机床和刀盘的数量以及被加工齿轮的精度要求等，做出符合客观实际的决定。如果齿轮的加工精度要求较高，产量较大、机床与刀盘齐全时，采用固定安装法比较合适。精度要求不太高的齿轮可用单刀号单面切削法。半滚切和螺旋成形法适宜于大批量生产。

图2-3

图2-4

表 2-1 弧齿锥齿轮切齿方法表

第二节单号单面法切齿计算

第二节单号单面法切齿计算

第二节单号单面法切齿计算

第二节单号单面法切齿计算

第二节单号单面法切齿计算

第二节单号单面法切齿计算

第二节单号单面法切齿计算

中国齿轮协会教育培训中心资料

中国齿轮协会教育培训中心资料

中国齿轮协会教育培训中心资料

中国齿轮协会教育培训中心资料

中国齿轮协会教育培训中心资料

中国齿轮协会教育培训中心资料

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

第三节双面法切齿调整计算

双面法是用一个刀盘同时切出齿槽的两侧面，常用于大轮，切小轮时用单面法。这种方法有简单双面法、单号双面法或固定安装法。本章主要介绍固定安装的双面法。

固定安装法在切制大轮时，齿槽的两侧面是用一个刀盘同时精切成的，采用双面刀盘加工。这种方法广泛用于模数2.5～17毫米的范围。

固定安装双面法切制小轮的齿侧两面时，分别用内外精切刀盘加工。用不同的机床调整，分别精切齿的两侧面。利用对齿规控制余量分配及齿厚的一致性。

固定安装法的优点表现在对于齿的凸凹两面接触区完全是单独的控制。这个方法适合于尤其是生产高精度的锥齿轮。

固定安装双面法与单刀号单面法的主要区别为：

在采用固定安装双面法加工齿轮时，大轮的粗切和精切各采用一把双面刀盘加工而成；小轮的粗切采用一把刀盘加工，小轮凸面和凹面的精切各采用一把单面刀盘加工。共需五把刀盘。

而在单刀号单面法加工齿轮时，大小轮的粗精切均可采用一把刀盘加工。但错刀距必须小于大轮或小轮最小的齿槽宽，从而使加工效率降低。

固定安装双面法通常需要五台机床。分别用于大轮粗切、大轮精切、小轮粗切、小轮凸面精切和小轮凹面精切。这样可以减少调整时间，从而提高加工效率。因此，固定安装双面法广泛用于大批量生产中。而单刀号单面法可在一台机床上，完成大、小轮的粗、精切加工。但每完成一道工序都要调整机床，生产效率较低。适合单件小批量生产。

此外，由于双面法采用的刀盘多，接触区容易控制，所以采用双面法加工的齿轮接触区比用单号单面法加工的好。

下面为固定安装双面法切齿计算表（表2-2）。计算举例为解放牌载重汽车后桥螺旋锥齿轮。