机械制造技术 教学课件 作者 朱亚声 第11章 齿轮加工机床和齿轮加工.ppt

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1、第11章齿轮加工机床和齿轮加工齿轮加工机床工作原理及刀具11.1齿轮加工工艺方法11.2齿轮加工过程中几何量控制11.311.1齿轮加工机床工作原理及刀具11.1.1齿轮加工机床及工作原理1．齿轮加工机床的种类（1）圆柱齿轮加工机床圆柱齿轮加工机床分为圆柱齿轮切齿机床和圆柱齿轮精加工机床。（2）锥齿轮加工机床锥齿轮加工机床分为直齿锥齿轮加工机床和曲线锥齿轮加工机床。2．滚齿机典型的Y3150E滚齿机外形如图11.1所示。1—床身；2—立柱；3—刀架溜板；4—滚刀杆；5—滚刀架；6—后支架；7—工件心轴；8—后立柱；9—工作台图11.1Y3150E型滚齿机外形图滚齿机主要用于加工直齿和斜齿外啮

2、合圆柱齿轮及蜗轮的轮齿，滚齿是用展成法加工齿轮的一种方法。（1）Y3150E型滚齿机的组成。（2）Y3150E型滚齿机的用途及主要技术参数。Y3150E型滚齿机用于加工直齿和螺旋齿圆柱齿轮，并可用手动径向进给加工蜗轮。（3）机床的传动系统。机床的传动系统如图11.2所示。图11.2Y3150E型滚齿机传动系统（4）运动分析。加工直齿圆柱齿轮时，机床的传动原理如图11.3所示。图中虚线表示定比传动副，菱形表示可调环节（换置机构）并在旁边注出传动比u。图11.3加工直齿圆柱齿轮的传动原理3．其他齿轮加工机床（1）插齿机床插齿机主要用于加工直齿圆柱齿轮的轮齿，尤其适合加工内齿轮和多联齿轮的轮齿，还

3、可加工斜齿轮、人字齿轮、齿条、齿扇及特殊齿形的轮齿。图11.7插齿原理及其成形运动（2）剃齿机床剃齿加工原理相当于一对斜齿轮副的啮合过程，能进行剃齿切削的必要条件是齿轮副的齿面间有相对滑移，相对滑移的速度就是剃齿的切削速度。（3）磨齿机床磨齿多用于对淬硬齿轮的齿面进行精加工，能够纠正齿轮轮齿在预加工中产生的各项误差，可得到较高的加工精度。常用的磨齿方法有成形法和展成法。11.1.2齿轮刀具1．成形齿轮铣刀（1）成形齿轮铣刀的种类成形齿轮铣刀主要有盘形齿轮铣刀和指状齿轮铣刀，如图11.12所示。图11.12成形齿轮铣刀（2）齿轮铣刀的选用用盘形齿轮铣刀加工斜齿圆柱齿轮时，刀具是在齿轮的法向剖面

4、内进行铣削的。因此，选择铣刀号时，应按斜齿轮工件的法向模数mn和法剖面中的当量齿数ze选择。（11.1）（11.2）2．齿轮滚刀（1）齿轮滚刀的基本蜗杆在理论上，加工渐开线齿轮的齿轮滚刀的基本蜗杆应该是渐开线蜗杆，这样的滚刀称为渐开线滚刀。（2）齿轮滚刀的结构整体齿轮滚刀的结构如图11.13所示。该滚刀的切削部分由较多的刀齿组成。1—切削刃；2—侧刃后面；3—螺旋面；4—顶刃后面；5—前刀面图11.13整体齿轮滚刀的几何结构3．插齿刀（1）标准直齿插刀标准直齿插齿刀有3种形式，如图11.14所示。图11.14标准直齿插齿刀（2）斜齿插齿刀用于加工斜齿的插齿刀有盘形插齿刀和加工斜齿内齿轮的锥柄

5、插齿刀。（3）人字齿插齿刀人字齿插齿刀由两把组成一套，成对使用。每套中两把插齿刀的螺旋角相等，旋向相反，用以分别加工人字齿轮不同旋向的轮齿。11.2齿轮加工工艺方法11.2.1概述圆柱齿轮的分类如图11.15所示。图11.15圆柱齿轮的结构11.2.2圆柱齿轮齿形加工方法及选择1．齿轮加工方法从加工原理来看，齿形加工方法有成形法和展成法。2．齿形加工（1）滚齿加工滚齿加工生产率较高，是齿形加工中应用最广泛的一种方法。（2）插齿加工插齿加工方法是另一种最常用的齿形加工方法。图11.16剃齿加工（3）剃齿加工剃齿加工是在滚、插齿后常用的一种齿轮精加工方法。（4）磨齿加工磨齿加工是纠正齿轮在热处理

6、中产生的齿形误差，获得高精度的耐磨齿廓的唯一精加工方法。图11.17锥面砂轮磨齿3．齿端加工齿轮的齿端加工有倒棱、倒尖、倒圆和去毛刺等，如图11.22所示。图11.22齿端加工形式11.3齿轮加工过程中几何量控制11.3.1齿坯安装的几何偏心对齿轮几何误差影响齿坯基准孔的轴线与工作台旋转轴线的同轴度误差，即是齿坯安装的几何偏心。引起这种几何偏心的原因有以下3种，如图11.24所示。图11.24齿坯安装偏心（1）安装齿坯的夹具心轴与工作台旋转轴线的偏心。（2）齿坯基准孔与夹具心轴之间的间隙所引起的两轴线偏心。（3）齿坯基准端面与夹具心轴垂直度误差所产生的偏心。根据渐开线形成原理可知，齿轮的各个

7、轮齿应均布在基圆上，而基圆是由机床、刀具和齿坯安装偏心引起的齿形位置误差齿坯的相对位置及相对运动关系决定的，如图11.25所示。图11.25齿坯安装偏心引起齿形位置误差11.3.2机床因素对齿轮几何误差影响1．机床的运动偏心齿坯安装偏心会引起齿形的径向位置误差，而机床的运动偏心则会引起齿形的切向位置误差。前者称为径向误差，后者称为切向误差。图11.26机床运动偏心与切向误差2．机床的周期误差齿轮加工机床的周期