模块12 圆柱齿轮加工.ppt

模块12  圆柱齿轮加工 模块12 圆柱齿轮加工 知识点＊圆柱齿轮的结构特点。＊圆柱齿轮加工方法及工艺特点。技能点＊圆柱齿轮的加工方法。 一、课题引入 在机械传动中，齿轮是最常见的机械零件，那么齿轮是如何加工的？在加工过程中有哪些加工方法？在不同的加工方法中具体应注意什么问题？如图12-1所示的双联齿轮应如何进行加工？ 图12-1 双联齿轮 二、课题分析 齿轮是机械传动中的重要零件，它具有平均传动比准确、传动力大、工作效率高、结构紧凑和可靠性好等优点，应用极为广泛。随着科学技术的发展，对齿轮的传动精度和圆周速度等方面的要求越来越高。因此，齿轮加工在机械制造业中占有重要的地位。故本课题将主要学习有关圆柱齿轮的加工方法和比较典型的加工机床。 三、相关知识(一) 圆柱齿轮的功用、结构特点和精度要求 圆柱齿轮在机器和仪器中应用极为广泛，其功用是按一定速比传递运动和动力。 圆柱齿轮的结构因使用要求不同而不同。从工艺角度出发，可将其看成是由齿圈和轮体两部分构成。按齿圈上轮齿的分布形式，齿轮可分为直齿、斜齿和人字齿等；按轮体的结构形式，齿轮可大致分为盘类齿轮、套类齿轮、轴类齿轮和齿条等，如图12-2所示。 图12-2 圆柱齿轮的结构形式 圆柱齿轮的结构形式直接影响齿轮的加工工艺过程。单齿圈盘类齿轮的结构工艺性最好，可采用任何一种齿形加工方法加工轮齿；双联或三联等多齿圈齿轮的小齿圈的加工受其轮缘间的轴向距离的限制，故其齿形加工方法的选择受到限制，加工工艺性较差。齿轮的制造精度对机器的工作性能、承载能力、噪声及使用寿命影响很大。因此，为满足齿轮的使用性能，一般对齿轮提出了下列4项精度要求，具体如下： (1) 传递运动的准确性。要求齿轮在一转中的转角误差限制在一定范围内，使齿轮副传动比变化小，以保证传递运动准确。 (2) 传递运动的平稳性。要求齿轮一齿范围内的转角误差限制在一定范围内，使齿轮副瞬时传动比变化小，以保证传动的平稳性，减少振动、冲击和噪声。 (3) 载荷分布的均匀性。要求传动中工作齿面接触良好，以保证载荷分布均匀，否则将导致齿面应力集中，过早磨损而降低使用寿命。 (4) 传动侧隙的合理性。要求啮合轮齿的非工作齿面间留有一定的侧隙，以便储存润滑油，补偿弹性变形和热变形及齿轮的制造安装误差。 【知识链接】 国家标准GB 10095—88《渐开线圆柱齿轮精度》对齿轮、齿轮副规定了12个精度等级，1、2级属于有待发展的精度级，3~5级属于高精度级，6~8级属于中等精度级，9~12级属于低精度级。标准将齿轮每个精度等级的各项公差与极限偏差分成3个公差组见表12-1。 表12-1 齿轮公差组 对齿轮副侧隙的要求，标准以齿厚偏差为主要参数，规定了14种字母代号，用C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N、P、R、S等表示，齿厚的上、下偏差分别用两个字母表示。 (二) 齿形加工 按加工中有无切屑，齿形加工方法可分为无屑加工和切削加工两类。无屑加工包括热轧、冷轧、压铸、注塑和粉末冶金等。无屑加工生产率高，材料消耗小，成本低，但由于受到材料塑性和加工精度低的影响，目前尚未广泛应用。齿形切削加工精度高，目前仍然是齿形加工的主要方法。从加工原理上可将切削加工分为仿形法和展成法两种。 仿形法采用和被加工齿轮齿槽形状相同的刀刃的成形刀具来进行加工，常用的方法有模数铣刀铣齿、齿轮拉刀拉齿和成形砂轮磨齿等。这些方法由于存在分度误差及刀具的制造和安装误差，加工精度相对较低，一般只能加工出9~10级精度的齿轮，而且在加工过程中需要多次不连续分度，生产效率较低。展成法的原理是使齿轮刀具和齿坯严格保持一对齿轮啮合的运动关系来进行加工。这种加工方法的加工精度和生产率都较高，应用十分广泛。常见的有滚齿、插齿、剃齿、珩齿、挤齿和磨齿等。常见的齿形切削加工方法的加工精度和适用范围见表12-2。 表12-2 常见齿形加工方法的加工精度和适用范围 1.滚齿 滚齿加工原理即滚刀和工件相当于齿轮齿条啮合，齿轮滚刀是一个经过开槽和铲齿的蜗杆，具有切削刃和后角，其法向剖面近似于齿条，滚刀旋转时，就相当于齿条在连续地移动，被切齿轮的分度圆沿齿条节线作无滑动的纯滚动，滚刀切削刃的包络线就形成被切齿轮的齿廓曲线。 滚齿是齿形加工中生产率较高、应用最广的一种方法。用一把滚刀可加工模数相同而齿数和螺旋角不同的直齿圆柱齿轮、斜齿轮。滚齿法还可用于加工蜗轮。滚齿的加工尺寸范围和精度范围较大，既可用于齿形的粗加工，又可用作精加工。对于8、9级精度齿轮，可直接滚齿得到，对于7级精度以上的齿轮，通常滚齿可作为齿形的粗加工或半精加工。当采用AA级齿轮滚刀和高精度滚齿机时，可直接加工出7级精度以上的齿轮。  滚齿加工时齿面是由滚刀的刀齿