齿轮加工方法.ppt

1、【教学目的和要求】掌握齿轮材料及其合理的选择，齿轮加工的特点及要求，了解齿轮加工的基本原理，了解齿轮加工机床的主要组成部件及功用。具备按照齿轮技术要求，合理选用齿轮加工机床和工艺的初步能力。 【教学内容摘要】 齿轮材料及其合理的选择 齿轮加工的特点及应用 成形法和展成法原理（滚齿原理） 滚齿加工、齿轮滚刀 插齿、磨齿、剃齿、珩齿加工 【教学重点、难点】 齿轮加工的特点及应用、展成法基本原理、滚 齿的应用,齿轮加工的基本知识（部分）,一 齿轮材料的合理选择,1、满足材料的机械性能 齿根部受到大弯曲应力，可能产生齿面或齿体强度失效。 齿面各点都有相对滑动，会产生磨损。 齿轮主要的失效形式有齿面电蚀

2、、齿面胶合、齿面塑性变形和轮齿折断等。 因此要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面要有足够的硬度和耐磨性，芯部要有一定的强度和韧性。,2、满足材料的工艺性能 材料的工艺性能是指材料本身能够适应各种加工工艺要求的能力。 齿轮的制造要经过锻造、切削加工和热处理等几种加工，因此选材时要对材料的工艺性能加以注意。 一般来说，碳钢的锻造、切削加工等工艺性能较好，其机械性能可以满足一般工作条件的要求，但强度不高，淬透性较差。而合金钢淬透性好、强度高，但锻造、切削加工性能较差。我们可以通过改变工艺规程、热处理方法等途径来改善材料的工艺性能。,3、材料的经济性要求 在满足使用性能的前提下，选用齿轮

3、材料还应该注意尽量降低零件的总成本。 从材料本身价格来考虑。碳钢和铸铁的价格比较低廉，因此在满足零件机械性能的前提下选用碳钢和铸铁，不仅具有较好的加工工艺性能，而且可以降低成本。 从齿轮生产过程的耗费来考虑。首先，采用不同的热处理方法相对加工费用也不一样。其次，通过改进热处理工艺也可以降低成本 。,二、齿轮加工原理,齿轮加工的关键是齿面加工。目前，齿面加工的主要方法是刀具切削加工和砂轮磨削加工。前者由于加工效率高，加工精度较高，因而是目前广泛采用的齿面加工方法。后者主要用于齿面的精加工，效率一般比较低。按照加工原理，可分为成形法和展成法两大类。,1. 成形法（又叫仿形法） 成形法是采用与被切齿

4、轮齿槽相符的成形刀具加工齿形的方法。用齿轮铣刀在普通铣床上加工齿轮是常用的成形法加工。铣完一个齿槽后，分度头将齿坯转过360/z，再铣下一个齿槽，直到铣出所有的齿槽。,如图所示,1.1齿轮铣刀的选择 应选择与被加工齿轮模数、压力角相等的铣刀。同时按齿轮齿数根据下表选择合适号数的铣刀。,1.2铣削方法 在卧式铣床上，将齿坯套在心轴上安装于分度头和尾架顶尖中，对刀并调好铣削深度后开始铣第一个槽，铣完一齿退出进行分度，依次逐个完成齿数的铣削。,1.3 铣齿加工特点,（1）用普通的铣床设备，且刀具成本低。 （2）生产效率低。每切完一齿要进行分度，占用较多的辅助时间。 （3）齿轮精度低。齿形精度只达11

5、-9级。 主要原因是每号铣刀的刀齿轮廓只与该范围最少齿槽相吻合，而此号齿轮铣刀加工同组的其它齿数的齿轮齿形都有一定的误差。,三、齿轮加工机床的类型与加工方法,圆柱齿轮加工机床主要有滚齿机、插齿机、剃齿机、珩齿机和磨齿机等。,滚齿加工原理是滚齿刀和齿坯模拟一对螺旋齿轮作啮合运动。滚齿刀好比一个齿数很少（一至二齿）齿很长的齿轮，形似蜗杆，经刃磨后形成一排排齿条刀齿。因此，可把滚齿看成是齿条刀对齿坯的加工。,（一）滚齿加工 滚齿加工是用滚齿刀在滚齿机上加工齿轮的方法。齿轮加工精度为8-7级，齿面粗糙度Ra值为1.6m。在滚齿机上用蜗轮滚刀、链轮滚刀还能滚切蜗轮和链轮。,如图所示,Y3150E型滚齿机

6、,1. 加工直齿圆柱齿轮,根据展成法原理用滚刀加工齿轮时，必须严格保持滚刀与工件之间的运动关系。因此， 滚齿机在加工直齿圆柱齿轮时的工作运动有： 主运动：就是滚刀的旋转运动（r/min）。 展成运动：就是滚刀的旋转运动和工件的旋转运动的复合运动，即滚刀与工件间的啮合运动。两者之间应准确的保持一对啮合齿轮副的传动关系。即滚刀转一转，工件转k/z转。其中：k是滚刀的头数，z为齿轮齿数。,滚切齿轮过程可分解为：前一排刀齿切下一薄层材料之后，后一排刀齿切下时，由于旋转的滚刀为螺旋形，所以使刀齿位置向前移动了一小段距离，而齿轮坯则同时转过相应角度。后一排刀齿便切下另一薄层材料。正如齿条刀向前移动，齿轮坯

7、作转动。就这样，齿坯被一刀刀地切出整个齿槽，齿侧的齿形则被包络而成。所以，这种方法可用一把滚齿刀加工相同模数不同齿数的齿轮。不存在理论齿形误差。,2. 加工斜齿圆柱齿轮,除上述三个运动外，还有一个工件附加转动（即差动传动链。)。就是加工斜齿轮时，在垂直进给过程中，通过差动机构和分度蜗轮副使齿坯和工作台获得附加转速，它与轮齿的螺旋角相适应。通过调整差动交换齿轮可获得此运动。加工直齿轮时，该差动机构应脱开。,3. 滚刀的安装 滚齿时，要求在切削部位滚刀的螺旋线方向与工件齿长方向一致，这是沿齿向进给切出全齿长的条件。因此加工前要调整滚刀的安装角。 安装角度：； 螺旋升角：；齿轮螺旋角：（斜齿）,轴向进给运动：就是滚刀沿工件轴线方向作连续进给运动，在工件的整个齿宽上切出齿形。,（a)右旋滚刀滚切直齿轮； (b) 左旋滚刀滚切直齿轮,螺旋滚刀加工直齿圆柱齿轮的安装角，滚刀位于工件前面，从几何关系可知，滚刀安装角,螺