第七章齿轮齿形加工(与司乃钧主编《机械加工基础》配套).pptx

3、分度圆与模数
①分度圆：齿厚s与齿槽宽e相等 的圆称为分度圆，其直径为d
②分度圆周节（分度圆齿距）P： 在分度圆上相邻两齿对应点的弧 长。
③由于πd＝Pz，为使分度圆直径 d成为整数或简单小数，令m＝ P/π，可得d＝mz，m叫模数。
④模数m的数值已标准化，共50 种。
4、压力角α
渐开线上各点压力角不等。基圆上压力角为零，齿顶圆上 压力角最大。分度圆上的压力角为刀具齿形角，称为标准压力 角，α＝20°。
以上三项是对齿轮本身提出的精度要求，用相应的偏差 项目对其控制。
④传动侧隙 指啮合传动齿 轮非工作面的齿侧存在的 间隙，用于存储润滑油， 减少磨损。
侧隙通过控制齿轮的 厚度得到，即分度圆上的 实际齿厚略小于理论齿厚。
传动侧隙是对齿轮副 提出的要求，是设计者根 据使用要求，对齿轮轮齿 尺寸大小规定的公差要求。
成形法铣齿加工的齿轮形状由模数铣刀保证；轮齿分布的均 匀性由分度头保证。
（2）成形铣刀 同一模数的齿轮铣刀，一般制作8把或15把，表7.1。
表3－4 盘状齿轮铣刀刀号及其加工范围
刀号
加工齿数 范围
1 12～13
2 14～16
3 17～20
4 21～25
5 26～34
6 35～54
7 55～134
插齿刀作直线往复运动，速度提高受到冲击和惯性力的限 制，具有空回程，所以一般情况下生产率低于滚齿，但高于 成型法铣齿。
7.2.3 滚齿 IT8～IT7，Ra：3.2～1.6μm。 1、滚齿机和齿轮滚刀 齿轮滚刀：相当于一个右旋螺旋齿轮。
滚齿原理：滚齿加工是展成法原理来加工齿轮。用滚刀 来加工对轮相当于一对交错螺旋轮啮合。这对啮合齿轮传动 副中，一个齿轮齿数很少，一个或几个，螺旋角很大就演变 成了一个蜗杆，再将蜗杆开槽并铲背，就成为齿轮滚刀。齿 轮滚刀按给定切削速度作旋转运动时，工件则按齿轮齿条啮 合关系传动（即当滚刀转一圈，相当于齿条移动一个或几个 齿距，齿轮坏也相应转过一个或几个齿距），齿坏上切出齿 槽，形成渐开线齿面 。
第七章 齿轮齿形加工
7.1 概述
齿轮在机械、仪器、仪表中应用很广。齿轮的质量直接影 响到机电产品的工作性能、承载能力、使用寿命及工作精度。 7.1.1 齿轮的基本知识
1、齿轮的分类
齿轮类型
应用
直齿轮、斜齿轮、人字齿 平行轴间传动 轮
螺旋齿轮、蜗轮与蜗杆 垂直交错轴间传动
内齿轮
平行轴间同向传动
齿轮齿条 直齿锥齿轮
7.2 圆柱齿轮齿形加工
齿形加工方法很多，可分为无屑加工和有屑加工两大类。 有屑加工按其形成齿形原理又分为成形法和展成法。
7.2.1 铣齿
成形法：用与被切齿轮齿槽法向截面形状相符的成形刀具切出 齿形。 1.铣削直齿圆柱齿轮 （1）原理：成形法，IT9，Ra：6.3～3.2μm。 m<8，盘状模数铣刀；m＞8，指状模数铣刀。
8 135以上及齿条
齿形
2.铣齿的工艺特点 （1）生产成本低。 （2）加工精度低。 （3）生产率低。
7.2.2 插齿
插齿属于展成法加工。展 成法是指利用齿轮刀具与被切 齿轮的啮合运动，在专用齿轮 加工机床上切出齿形的加工方 法。
（1）插齿机和插齿刀 插齿刀：相当于圆柱齿轮。
（2）插齿原理与插齿运动 插齿原理：展成法。
旋转运动和直线移动的转 换
相交轴间传动
2、渐开线
齿形轮廓线：渐开线、摆线、圆弧 线等。
渐开线齿形的齿轮具有加工、安装 简便、传动平稳等优点，应用最多。
在平面内,当一直线沿着一个固定圆 作纯滚动时,该直线上任一点的运动轨迹, 称为该圆的渐开线.这个圆称为基圆,这 条直线称为发生线.
渐开线的形状与基圆半径大小有关, 基圆半径愈大,渐开线曲率愈小,曲线愈 平坦;反之,则曲率愈大,曲线愈弯曲.
渐开线齿轮正确啮合的基本条件是两齿轮的m和α分别相等。 齿形加工时，刀具的m和α必须与被加工齿轮一致。
7.1.2 圆柱齿轮精度 1.齿轮传动的精度要求
齿轮的加工精度对机械的工作性能、承载能力和使用寿 命有很大影响。对齿轮传动性能提出的要求包括： ① 运动的准确性：齿轮一转中，其最大转角误差不能超过允 许范围。最大转角误差是以一转为周期的长周期误差。 ② 传动的平稳性：齿轮在一个齿距范围内，其最大转角误差 不能超过允许范围。以一齿为周期的误差为短周期误差。 ③ 载荷分布的均匀性：齿轮传递转矩时，要求齿面接触良好， 使齿面载荷均匀分布。这项要求可用沿齿轮齿宽和齿高方向 上，保证有一定接触区域的面积来表示。
齿轮精度等级的选择应根据齿轮的用途、使用要求和工 作条件来决定。选择的方法主要有计算法和经验法。
机械传动中应用最多的齿轮既传递运动又传递动力，其 精度等级与圆周速度密切相关，因此可计算出齿轮的最高圆 周速度，再确定齿轮精度等级。
3、齿轮精度等级和齿厚偏差在图样上标注
4、齿轮坯精度
齿轮在加工、检验和安装过程中，常以内孔、顶圆和端 面作基准。基准对齿轮加工、安装质量影响很大，因此对齿 坯规定了误差，包括尺寸偏差、形位误差、基准面跳动及表 面粗糙度等。
（4）插齿工作范围 内外直齿圆柱齿轮、间距小的双联
和多联齿轮、内外螺旋齿轮
Fra Baidu bibliotek
（5）插齿工艺特点和应用
插齿切出的齿形不像成形法铣齿存在理论误差。插齿刀的 精度比模数铣刀高，所以插齿精度比铣齿高。
插齿刀沿轮齿全长连续切削，包络齿形的切线数量较多， 因而齿面粗糙度值小，为1.6um。
一把插齿刀可加工模数和压力角与其相同而齿数不同的圆 柱齿轮。
插齿加工相当于一对无啮合间 隙的圆柱齿轮传动。
插齿运动包括 ① 主运动：插齿刀上下往复运动 ② 分齿运动：强制插齿刀与齿轮坯之
间保持一对齿轮的啮合关系 ③ 径向进给运动：切出齿深。 ④ 圆周进给运动：插齿刀的旋转运动。 ⑤ 让刀运动：防止擦伤。
（3）齿轮坯的安装 ①内孔和端面定位：大批量生产 ②外圆和端面定位：单件小批生产
2、齿轮的精度等级
国标中对常用渐开线圆柱齿轮齿距累积总公差、齿距累 积极限偏差、单个齿轮齿距极限偏差、齿廓总公差、螺旋线 总公差及切向综合总公差、一齿切向综合公差和径向跳动公 差分别规定了十三个精度等级，从高到低分别用0~12表示； 对径向综合总公差和一齿径向综合公差分别规定了九个精度 等级，从高到低分别用4~12表示。