第四章 直齿锥齿轮的铣削

1、中等职业教育机电类专业“十一五”规划教材中国机械工业教育协会全国职业培训教学工作指导委员会机电专业委员会组编黄冰 李胜 编铣工工艺学铣工工艺学1.了解直齿锥齿轮的特点和计算。2.正确选用直齿锥齿轮铣刀。3.加工直齿锥齿轮时能熟练地进行计算(正确计算分度头主轴倾斜角、工作台横向偏移量及分度头主轴回转量)。4.掌握在铣床上加工直齿锥齿轮的方法。5.了解直齿锥齿轮齿厚的测量方法，能分析铣削中容易出现的问题。第四章直齿锥齿轮的铣削图4-1直齿锥齿轮传动a)轴交角=90b)轴交角90第一节直齿锥齿轮的几何特点和几何尺寸计算第一节直齿锥齿轮的几何特点和几何尺寸计算一、直齿锥齿轮的几何特点一、直齿锥齿轮的几

2、何特点1)直齿锥齿轮的齿顶圆锥面(简称顶锥)、分度圆锥面(简称分锥)和齿根圆锥面(简称根锥)三个圆锥面交于一点。2)直齿锥齿轮的轮齿分布在圆锥面上，齿槽在大端处宽而深，在小端处窄而浅，轮齿从大端起逐渐向锥顶方向收缩。3)在直齿锥齿轮的背锥(通常就是锥齿轮轮齿的大端端面，背锥的素线垂直于分锥)的展开面中，轮齿的齿廓曲线为渐开线。4)直齿锥齿轮由大端至小端，其模数不同，在锥齿轮的设计与计算中，规定以大端模数为依据，并采用标准模数。二、锥齿轮模数二、锥齿轮模数表4-1锥齿轮模数(单位：mm)三、标准直齿锥齿轮几何尺寸的计算三、标准直齿锥齿轮几何尺寸的计算第一节直齿锥齿轮的几何特点和几何尺寸计算第一节

3、直齿锥齿轮的几何特点和几何尺寸计算表4-2标准直齿锥齿轮几何要素的名称、代号、定义和计算公式第一节直齿锥齿轮的几何特点和几何尺寸计算第一节直齿锥齿轮的几何特点和几何尺寸计算图4-2直齿锥齿轮的几何要素第一节直齿锥齿轮的几何特点和几何尺寸计算第一节直齿锥齿轮的几何特点和几何尺寸计算例4-1有一对相互啮合的标准直齿锥齿轮，模数m=4mm，主动轮齿数z1=20，从动轮z2=40，两轴交角=90，试计算两锥齿轮的各部尺寸。其计算结果列于表4-3。第一节直齿锥齿轮的几何特点和几何尺寸计算第一节直齿锥齿轮的几何特点和几何尺寸计算表4-3例4-1计算结果(单位：mm)第一节直齿锥齿轮的几何特点和几何尺寸计算

4、第一节直齿锥齿轮的几何特点和几何尺寸计算第二节直齿锥齿轮铣刀及其选择第二节直齿锥齿轮铣刀及其选择一、直齿锥齿轮铣刀一、直齿锥齿轮铣刀直齿锥齿轮的齿形是逐渐向圆锥顶点收缩的。二、直齿圆锥齿轮铣刀的刀号及选择二、直齿圆锥齿轮铣刀的刀号及选择1.刀号及选择标准直齿锥齿轮铣刀每一模数共8把或15把，并在侧面印有“伞形”或“”标记，以区别于直齿圆柱齿轮铣刀。2.直齿锥齿轮的当量齿数zv图4-3直齿锥齿轮的当量圆柱齿轮例4-2铣削一个模数m=3mm，齿数z=20，分锥角为45，试求铣刀号数。解：zv=z/cos=20/0707=28.328齿这表明，20齿的锥齿轮齿形相当于28齿轮的直齿圆柱齿轮的齿形，查

5、表3 7可知，应选用模数为3的第五号直齿锥齿轮铣刀。第二节直齿锥齿轮铣刀及其选择第二节直齿锥齿轮铣刀及其选择第三节直齿锥齿轮的铣削方法第三节直齿锥齿轮的铣削方法图4-4纵向进给铣削法铣锥齿轮图4-5垂直进给铣削法铣锥齿轮第三节直齿锥齿轮的铣削方法第三节直齿锥齿轮的铣削方法一、铣齿前准备工作一、铣齿前准备工作1.熟悉齿轮的工作图由工作图了解及掌握齿轮的几何要素、规格、精度和齿坯的尺寸及形状位置精度、表面粗糙度要求等。2.检查轮坯在铣削前，根据图样要求复验齿坯，其复验项目如下：1)检验齿坯角度。2)检验端平面与轴线的垂直度。3)检验齿坯外径、内孔孔径等。3.安装分度头和装夹齿坯第三节直齿锥齿轮的铣

6、削方法第三节直齿锥齿轮的铣削方法1)分度头安装方法与铣削直齿圆柱齿轮是相同。2)将心轴锥柄插入分度头主轴孔中，校正后用拉杆螺丝拉紧，装上齿坯，检查齿坯大端和小端的径向圆跳动。3)分度头主轴扳起一个根锥角f(俗称铣削角)。4)分度计算，并根据计算结果，选择分度圈，调整分度叉位置。4.选择铣刀，安装和对中心按当量齿数选择铣刀。二、铣削锥齿轮二、铣削锥齿轮第三节直齿锥齿轮的铣削方法第三节直齿锥齿轮的铣削方法锥齿轮轮齿和齿槽都是大端处宽且深，小端处窄且浅，换句话说，从大端逐渐向锥顶收缩。1.第一种方法分度头主轴回转量与工作台横向偏移量相结合用这种方法铣削齿侧面，分度头主轴回转方向和工作台的偏移方向按下

7、述方法确定：铣齿槽右侧面时，分度头主轴（即齿坯）逆时针方向回转，工作台横向向右偏移，铣齿槽左侧面时，分度头主轴顺时针方向回转，工作台横向向左偏移。第三节直齿锥齿轮的铣削方法第三节直齿锥齿轮的铣削方法图4-6分度头主轴回转和工作台横向偏移(铣齿槽右侧时)第三节直齿锥齿轮的铣削方法第三节直齿锥齿轮的铣削方法例4-3有一锥齿轮，齿宽b=30mm，模数m=2mm，外锥距R=100mm，求：工作台横向移动量S值。解：S=mb/2R=2mm30mm/2100mm=0.3mm移动S值后，再摇分度头手柄，使齿坯按图中实线箭头方向旋转，使铣刀右侧刃铣去大端齿槽右侧的余量，并微微擦着小端齿槽的右侧（此时铣刀左侧刃

8、不能碰到小端齿槽的左侧面）。2.第二种方法分度头在水平面内偏转角度和工作台横向偏移相结合这种方法以分度头在水平面内偏转为基准。第三节直齿锥齿轮的铣削方法第三节直齿锥齿轮的铣削方法图4-7锥齿轮铣削顺序1铣刀2轮坯轴线3轮坯第三节直齿锥齿轮的铣削方法第三节直齿锥齿轮的铣削方法图4-8偏转角计算1铣刀2轮坯轴线3圆转台第三节直齿锥齿轮的铣削方法第三节直齿锥齿轮的铣削方法例4-4锥齿轮的B大=7.4mm，B小=4.8mm，齿宽b=3.5mm，求分度头偏转角。解：sin=-/2b=74mm-48mm/235mm=26/7=0.3714=29图4-9锥齿轮小端需修整部位第三节直齿锥齿轮的铣削方法第三节直

9、齿锥齿轮的铣削方法3.直齿锥齿轮铣削实例图4 10所示为一标准直齿锥齿轮，模数m=2mm，齿数z=30，齿形角=20，分度圆锥角=55，精度等级10级，材料为45钢。图4-10铣直齿锥齿轮第三节直齿锥齿轮的铣削方法第三节直齿锥齿轮的铣削方法(1)检查齿坯1)用游标万能角度尺检查齿坯的顶锥角和背锥角。2)检查端平面与内孔轴线的垂直度。3)检查齿坯外径、孔径等。(2)选择和安装铣刀1)当量齿数zv=z/cos=30/cos55=52.302)根据zv选择模数m=2mm的6号盘形锥齿轮铣刀。3)将铣刀安装在铣刀杆上，校正铣刀的跳动，使其回转平稳。(3)分度头、齿坯的安装第三节直齿锥齿轮的铣削方法第三

10、节直齿锥齿轮的铣削方法1)安装、调整分度头，使分度头主轴与工作台台面和铣刀回转平面平行。2)将心轴锥柄插入分度头主轴锥孔中，校正后用拉杆拉紧。3)将分度头主轴仰起扳转一个根锥角f，f=5115。(4)分度计算n=40/z=40/30=110/30r即：选择分度圈(孔数为30)，转1圈又10个孔距。(5)对中心采用划线试切对中，使铣刀廓形中线与工件轴线在同一垂直于工作台台面的平面内。(6)铣齿槽中部第三节直齿锥齿轮的铣削方法第三节直齿锥齿轮的铣削方法1)以齿坯大端为基准，对中后，使刀尖与齿坯大端接触，然后退出齿坯，将工作台升高ae=h=2.2m=4.4mm一次进给铣出齿深。2)分度逐齿铣削。(7

11、)铣大端齿侧余量用工作台横向偏移量为基准的铣削方法。1)计算第三节直齿锥齿轮的铣削方法第三节直齿锥齿轮的铣削方法2)按计算的S=0.27mm，向左横向移动工作台并紧固，摇动分度手柄使齿坯顺时针转动，当铣刀刚擦到小端齿槽的左侧，将分度手柄的插销插入分度盘孔中，并记下分度手柄转过的孔距数，依次分度分齿铣削齿槽左侧。3)松开工作台横向紧固螺钉，按2S=0.54mm向右横向移动工作台并紧固，按2倍孔距数反向摇动分度手柄使齿坯逆时针转动，依次分度铣削齿槽右侧。第三节直齿锥齿轮的铣削方法第三节直齿锥齿轮的铣削方法第四节锥齿轮的测量与质量分析第四节锥齿轮的测量与质量分析一、锥齿轮的测量一、锥齿轮的测量齿轮铣

12、削完毕后，一般都要进行检验测量。1.测量齿厚测量齿厚就是指测量齿轮的分度圆弦齿厚，一般是测量锥齿轮背锥上齿轮大端的齿厚。图4-11大端齿厚测量2.齿圈径向跳动测量检验时，将工件套入心轴内，在齿槽中放入?4mm的圆棒，使指示表测量头与圆棒最高点相接触，用手转动工件，找出每条齿槽的读数见图4 12，其读数差即为齿圈径向圆跳动量。3.齿向误差测量齿向误差是指通过齿高中部，在齿全长内实际齿向对理论齿向的最大允许误差。第四节锥齿轮的测量与质量分析第四节锥齿轮的测量与质量分析图4-12测量齿圈径向圆跳动第四节锥齿轮的测量与质量分析第四节锥齿轮的测量与质量分析图4-13测量齿向误差第四节锥齿轮的测量与质量分析第四节锥齿轮的测量与质量分析二、质量分析二、质量分析在普通铣床上加工锥齿轮，用分度头装夹工件进行分度，并用成形铣刀铣削齿形，一般说来其加工精度是较低的，因为影响加工精度的因素很多。1.齿形误差超差1)铣刀刀号选择错误。2)铣刀刃磨不好。3)铣削操作时分度头回转量和工作台偏移量控制不好。4)机床导轨平行度差，铣刀安装不好。2.齿距偏差超差第四节锥齿轮的测量与质量分析第四节锥齿轮的测量与质