4齿轮加工机床

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1、第4章齿轮加工机床4.1概述齿轮加工机床是用来加工齿轮轮齿的机床。由于齿轮传动具有传动比准确、传递功率大、效率高、结构紧凑以及可靠耐用等优点。因此，被广泛应用于各种机械及仪表中。随着现代科学技术和工业水平的不断提高，对齿轮制造质量的要求也越来越高。齿轮的需要量也日益增加。这就要求机床制造业生产出高精度、高效率和高自动化程度的齿轮加工机床，以满足生产发展的需要。4.1.1齿轮加工机床的加工原理齿轮加工机床的种类繁多，构造各异，加工方法也各不相同，但就其加工原理来说，可分为成形法和展成法两大类。14.

2、1概述4.1.1齿轮加工机床的加工原理齿轮加工机床的种类繁多，构造各异，加工方法也各不相同，但就其加工原理来说，可分为成形法和展成法两大类。1．成形法成形法加工齿轮所采用的刀具为成形刀具，其切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状相吻合。例如，在铣床上用盘形铣刀或指状铣刀铣削齿轮，在刨床或插床上用成形刀具刨削或插削齿轮等。盘形铣刀指状铣刀24.1.1齿轮加工机床的加工原理这种方法的优点是不需要专门的齿轮加工机床，而可以在通用机床(如配有分度装置的铣床)上进行加工。由于轮齿的齿廓为渐开线，其廓形取决于齿轮的基

3、圆直径(d基＝mzcosa)，故对于同一模数的齿轮，只要齿数不同，其渐开线齿廓形状就不相同，需采用不同的成形刀具。而在实际生产中，为了减少成形刀具的数量，每一种模数通常只配有8把一套或15把一套的成形铣刀，每把刀具适应一定的齿数范围。这样加工出来的渐开线齿廓是近似的，加工精度较低。而且，每加工完一个齿槽后，工件需要分度一次，生产率也较低。所以，本方法常用于修配行业中加工精度要求不高的齿轮，或用于重型机器制造业中，以解决缺乏大型齿轮加工机床的问题。盘形铣刀指状铣刀34.1.1齿轮加工机床的加工原理在

4、大批量生产中，也有采用多齿廓成形刀具加工齿轮，如用齿轮拉刀、齿轮推刀或多齿刀盘等刀具，此时，其渐开线齿形可按工件齿廓的要求精确制造。加工时在机床的一个工作循环中即可完成全部齿槽的加工，生产率较高，但刀具制造比较复杂且成本较高。2．展成法展成法加工齿轮是利用齿轮的啮合原理进行的，即把齿轮啮合副(齿条一齿轮、齿轮一齿轮)中的一个转化为刀具，另一个转化为工件，并强制刀具和工件作严格的啮合运动，在工件上切出齿廓。由于齿轮啮合副正常啮合的条件是模数相同，故展成法加工齿轮所用刀具切削刃的渐开线廓形仅与刀具本身

5、的齿数有关，而与被切齿轮的齿数无关。因此，每种模数，只需用一把刀具就可以加工各种不同齿数的齿轮。此外，还可以用改变刀具与工件的中心距来加工变位齿轮。这种方法的加工精度和生产率一般比较高，因而在齿轮加工机床中应用最为广泛。44.1.2齿轮加工机床的类型按照被加工齿轮种类不同，齿轮加工机床可分为圆柱齿轮加工机床和圆锥齿轮加工机床两大类。圆柱齿轮加工机床主要有滚齿机、插齿机等。圆锥齿轮加工机床可分为直齿锥齿轮加工机床和弧齿锥齿轮加工机床。直齿锥齿轮加工机床主要有刨齿机、铣齿机和拉齿机等；弧齿锥齿轮加工机

6、床主要有加工各种不同弧齿锥齿轮的铣齿机和拉齿机等。另外，用于精加工齿轮齿面的机床有剃齿机、珩齿机和磨齿机等。54.2滚齿机滚齿机是齿轮加工机床中应用最广泛的一种。它多数是立式布置的，用于加工直齿和斜齿外啮合圆柱齿轮及蜗轮；也有卧式布置的，用于仪表工业中加工小模数齿轮和在一般机械制造业中加工轴齿轮、花键轴和链轮等。4.2.1滚齿原理滚齿加工是由一对交错轴斜齿轮副啮合传动原理演变而来的。将这对啮合传动副中的一个齿轮的齿数减少到几个或一个，螺旋角增大到很大(即螺旋升角很小)，它就成了蜗杆。再将蜗杆开槽并

7、铲背，使其具有一定的切削性能，就成为一把齿轮滚刀。在齿轮滚刀按给定的切削速度作旋转运动的同时，将工件即齿轮坯按一对交错轴斜齿轮副啮合传动即蜗杆蜗轮副啮合传动的运动关系配合滚刀一起转动。这样就在齿轮坯上滚切出具有渐开线齿廓的齿槽，如图4—2a所示。64.2.1滚齿原理所以，滚齿时齿廓的成形方法是展成法，成形运动是滚刀旋转运动和工件旋转运动组成的复合运动(B11+B12)，这个复合运动称为展成运动。当滚刀与工件连续不断地旋转时，便在工件整个圆周上依次切出所有齿槽。也就是说，滚齿时齿面的成形过程与齿轮的

8、分度过程是结合在一起的，因而展成运动也就是分度运动。在滚切过程中，分布在螺旋线上的滚刀各刀齿相继切去齿槽中一薄层金属，每个齿槽在滚刀旋转中由若干个刀齿依次切出，渐开线齿廓则由刀刃一系列瞬间位置包络而成，如图4—2b所示。由上述可知，为了得到所需的渐开线齿廓和齿轮齿数，滚齿时滚刀和工件之间必须保持严格的相对运动关系：即当滚刀转过1转时，工件应该相应地转是1／z转(是为滚刀头数，z为工件齿数)。74.2.2加工直齿圆柱齿轮其中，滚刀的旋转运动既是形成渐开线齿廓的运动，又是形成直线形齿线