齿轮加工方法

成形法加工
铣 齿
二、范成法
根据包络法形成共轭齿廓的原理，当刀具的瞬心 线C1与齿轮的瞬心线C2相切作纯滚动时，与C1固结 的刀具齿廓K1可以包络齿轮的齿廓K2。这种加工方 法称为范成法。
1.刀具及其齿形
用范成法切削齿轮时，常用的刀 具有：齿轮插刀、齿条插刀(梳 刀)和滚刀。
（1）齿条型刀具的齿形
时刀具齿顶会把被加工齿轮根部的渐开线 齿廓切去一部分，这种现象称为根切。
根切的危害：
根切现象
根切将削弱齿根强度，甚至可能降低传动的重合度，影响传 动质量。
根切现象是如何产生的？
根切现象是因为刀具 齿顶线(齿条型刀具) 或齿顶圆(齿轮插刀) 超过了极限啮合点 （啮合线与被切齿轮 基圆的切点）N1而产 生的。
模数 ： mn mt cos
C
d D
pt E
F
A
pn
B
b pz
压力角 ：
tg t
AB BD
,
tg
n
AC CE
AC AB cos
∵BD=CE
E
D
n
t
C
BA
tg n
AC CE
AB cos
BD
tgt cos
齿顶高系数，顶隙系数：
han hat
cn ct
ha*n mn ha*t mt
（2）齿轮型刀具的齿形 盘形插齿刀
碗形插齿刀
套筒形插齿刀
齿条插刀插齿
齿轮插刀插外齿
齿轮插刀插内齿
滚直齿轮
滚斜齿轮
磨齿
齿轮的一般加工工艺路线：
滚齿（插齿）
剃齿
热处理
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滚齿（插齿）
剃齿
热处理
珩齿 磨齿
§5—5 渐开线直齿圆柱齿轮的传动
一、根切和最少齿数 1. 根切现象及产生原因 用范成法加工渐开线齿轮过程中，有
基圆的切线。
3) 基圆以内没有渐开线。
4) 渐开线齿廓上各点压力 角不等。
5）渐开线形状取决于基圆半径，基圆半径越大， 渐开线越平直。
复习
渐开线齿轮传动特点：
1.传动比恒定不变（定角度比） 2.中心距变动不影响传动比 （可分性） 3.啮合角不变，传力方向不变
d= m z 单位：mm ； m标准化。
最常用的为切削法。切削法加工也有多种方法，但
从加工原理看，可概括为范成法和成形法两大类。
概括上述的齿轮加工方法：
A、整体制造 一次把齿轮上的轮齿全部制出，如：铸造、模锻、冲压、粉 末冶金、拉刀拉齿。 B、整齿制造 每次把齿轮上的一个轮齿全部制出，如：铣齿、刨齿。 C、包络法制造 一次切削只能切制出轮齿上的一点或一线，如：插齿、滚齿、 磨齿。
2、齿轮不发生根切的最少齿数
ha*m NM
NM PN sin r sin 2 mz sin 2
2
ha*m
mz 2
sin 2
z
2ha*
sin2
20 ha* 1
Z min 17
P
r
P
B2 N M
ha*m
二、 变位齿轮
1、变位目的
1.避免根切 2.改善小齿轮的寿命（大传动比时，使小齿轮齿厚增大， 大齿轮齿厚减小，使一对齿轮的寿命相当） 3.凑中心距 a a
（用仿形法加工斜齿轮时，铣刀是沿螺旋齿槽的方向进刀的）
法面：垂直于分度圆柱面螺旋线的切线的平面 进刀方向⊥法面
端面：⊥轴线的面
刀具的模数应于斜齿轮的法 面模数一致， →法面上的模数和压力角为 标准值 。
计算斜齿轮端面参数与尺寸：
齿距： Pt mt Pn mn
在△DFE中 Pn Pt cos
斜齿轮的啮合特点：
（1）两斜齿齿廓的公法面既是 两基圆柱的公切面，又是传动的 啮合面
（2）两齿廓的接触线与轴线夹角 βb
（3）接触线0→长→0，传动平稳☆
齿廓工作深度
y
接触线
z
2 前端面
O x
基圆柱B1
S
O1
啮合面
接触线 渐开螺旋面
N1 P
N1 b K
P
K
b N2
A
N2 A
O2
基圆柱B2
二、斜齿轮的基本参数 1、斜齿轮的切削加工： ①仿形法；②范成法：滚齿
a a ——外啮合 a a 无法安装；
a a,
2、齿轮的变位
用改变刀具与轮坯径向相对 位置来切制齿轮的方法称径 向变位法。 变位齿轮 xm——移距或变位
x——移距系数或变位系数
规定：x 0 x 0 x 0
正变位 零变位 负变位
ha*m
xm
ha*m
xm
O xmtg
J
K
I
JK
s P
N 刀具节线
A、B两种方法称为成形法，C称为范成法。
一、成形法
成形法是利用与齿 轮的齿槽形状相同的刀 具直接加工出齿轮齿廓 的。盘状铣刀加工齿轮 时，铣刀绕自身轴线回 转，轮坯沿本身轴线移 动，当铣完一个齿槽后， 轮坯退回原处，再用分
度头将轮坯转过360/z。
用同样方法铣第二个齿 槽，重复进行，直至铣 出全部轮齿。
1、正确啮合条件
m11
m2
2
m
2、传动比
i12
1 2
r2 r1
rb 2 rb1
r2 r1
z2 z1
常数
3、标准中心距：
a
r1
r2
r1
r2
m(z1 2
z2 )
4、齿轮传动的连续性条件
B1B2 Pb
1
§4—6 渐开线齿轮的切齿原理
齿轮的加工方法很多，有：
铸造
热轧 冲压
模锻
粉末冶金
范成法
切削法
成形法
I m
M
中线(实线位置)
切削变位齿轮：分度圆不变，节线变
变位齿轮和标准齿轮相比： m、α、r齿距、rb、不变
齿厚、齿顶高、齿根高变化
§4—8 平行轴斜齿轮机构
一、斜齿轮齿廓曲面的形成和啮合特点
1、直齿轮：
发生面S
基圆柱， 发生面S， KK∥基圆柱母线NN
渐开线柱面
K
K
齿廓工作深度
y
rb
N
N
接触线
z
开式 半开式 闭式
复习 齿轮机构的主要类型
齿轮传动
平面齿轮传动
空间齿轮传动
直齿 斜齿 人字齿 圆锥齿轮 交错轴斜齿轮 蜗轮蜗杆
外啮合 内啮合 齿轮齿条啮合 平行轴斜齿轮
2.渐开线的性质
1) 发生线在基圆上滚过的线段 长度 KN 等于基圆上被滚过的
圆弧长度 AN ，即 KN AN 。
2) 渐开线上任一点的法线切于 基圆。发生线是渐开线的法线也是
cn*mn ct*mt
mn mt cos
hca*t*t
ha*n cos cn* cos
B
啮合特点：①齿廓曲面的接触线∥NN
O x
②受力突变，噪音较大。
2、斜齿轮：
基圆柱， 发生面S， KK与NN有夹角βb
渐开线螺旋面
βb——基圆柱上的螺旋角
发生面S
K b
N K
rb N
渐开线螺旋面齿廓的特点：
①与基圆柱相切的平面与齿廓曲面的交线为斜直线（与NN交角βb ） ②端面（垂直于齿轮轴线的面）与齿廓曲面的交线为渐开线。 ③与基圆柱同轴的圆柱面与渐开线螺旋面的交线为一螺旋线。 不同面→螺旋角不同