第七章 齿轮齿形加工(与司乃钧主编《机械加工基础》配套)

1、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 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. 4、压力角 渐开线上各点压力角不等。基圆上压力角为零

2、，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，20。 渐开线齿轮正确啮合的基本条件是两齿轮的m和分别相等。 齿形加工时，刀具的m和必须与被加工齿轮一致。 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：6.33.2m。 m8，盘状模数铣刀；m8，指状模数铣刀。 （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34 盘状齿轮铣刀刀号及

3、其加工范围 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。 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 主运动：插齿刀上下往复运动 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 径向进给运动：切出齿深。 圆周进给运动：插齿刀的旋转运动。 让刀运动：防止擦伤。 （3）齿轮坯的安装 内孔和端面定位：大批量生产 外圆和

4、端面定位：单件小批生产 （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 7.2.3 滚齿 IT8IT7，Ra：3.21.6m。 1、滚齿机和齿轮滚刀 齿轮滚刀：相当于一个右旋螺旋齿轮。 2、滚齿运动 滚齿原理：展成法。 滚齿运动： ：主运动：滚刀旋转。 ：分齿运动： ；垂直进给运动：切出整个齿宽。 ：径向进给运动：切出整个齿深。 Z K n n 刀 工 3、滚齿与插齿比较 （1）加工原理相同：展成法 （2）加工精度和齿面粗糙度基本相同：精度为87级， Ra1.6m （3）插齿的分齿精度略低于滚齿， 滚齿的齿形精度略低于插齿。 （4）插齿的齿面粗糙度略优于滚齿。 （

5、5）插齿的生产率低于滚齿。 （6）加工范围不同。 插齿：内齿轮和小间隙多联齿轮 滚齿：螺旋齿轮、蜗轮和轴向齿轮较大的齿轮轴 （7）生产类型相同 7.3 圆柱齿轮精整加工 7.3.1 剃齿 IT7IT6， Ra：0.80.4m。 （1）剃齿刀 剃齿刀：相当于斜齿圆柱齿轮。 （2）剃齿原理和剃齿运动 原理：展成法 剃齿运动 剃齿刀旋转带动工件正转、反转转 动，工作台带动工件往复运动，往复 一次剃齿刀径向进给0.020.04 mm/str，剃齿余量0.080.12mm。 7.3.2 珩齿 （1）原理：剃齿相同（展成法）。 （2）作用：去除齿轮淬火后的氧化皮、齿面毛刺和压痕。 （3）珩磨轮：磨料和环氧

6、树脂合成后浇铸而成，相当于斜齿轮， 见图7.12（ m4，带齿芯； m4，不带齿芯）。 （4）珩齿运动：剃齿相同， 转速比剃齿高，为1000 2000r/min，余量为 0.010.02mm，或不 留加工余量，径向进给 一次完成，实现磨削、 剃削和抛光的综合作用。 珩磨轮 （5）珩齿特点：对修正齿形精度和齿向精度作用不大，不能修正 被切齿轮的分齿误差，生产率高，改善表面质量。常用工序：滚齿 剃齿淬火珩齿 7.3.3 磨齿 IT6IT4IT3， Ra：0.80.2m 原理：成形法和展成法。 （1）成形法磨齿 IT6IT5， Ra：0.80.4 m，用成形砂轮磨削，生产率较高， 加工精度较低，应用

7、较少。 成形法磨齿 图7.14 锥面砂轮磨齿 双碟形砂轮磨齿 两片砂轮倾斜一定角度，构成 假想齿条两个齿的外侧面，同时 磨削两个齿槽的两对应侧面。磨 削完毕，工件退离砂轮并进行分 度，再磨削另外侧面。直至各齿 面磨削完毕为止。 3、成形法磨齿与展成法磨齿的比 较 （1）展成法磨齿精度高。 （2）展成法磨齿生产率低。 （3）展成法磨齿成本高 。 双蝶形砂轮磨齿 7.3.4 研齿 IT7IT6， Ra：1.60.2m 设备：研齿机。 研具：精密的铸铁齿轮。 研磨剂：磨粒：220240， 活性润滑油 特点：与珩齿相同，只能降低 表面粗糙度，不能提高齿形精度。 1、平行轴线研磨法 （图7.16） 过程

8、：研磨轮与被研齿轮的 平行轴线研磨法 轴线平行，研磨时被研齿轮带动 研磨轮作无侧隙的自由啮合运动，被研齿轮还作轴向往复运动，研 磨轮被轻微制动。经一段时间后，研磨轮 和被研磨轮作反向旋转， 使齿的两个侧面被均匀研磨。 特点：由于齿面的滑动速度不均匀，研磨量也不均匀，在齿顶 及齿根部分的滑动速度大，研磨量也大。 2、交叉轴线研磨法 过程：研磨轮与被研齿轮的轴 线互相交叉。研磨直齿轮时三个研 磨轮中的两个为斜齿 轮，一个左旋， 一个右旋，轴线与被研齿轮的轴线 互相交叉；另一个研磨轮为直齿， 它的轴 线与被研齿轮的轴线平行。 被研齿轮安装于三个稍被制动的研 磨轮之间，并加注研 磨剂，被研齿 轮带动研磨轮作无侧