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第8章 齿轮加工技术 8.1 齿轮加工原理 8.2 齿轮加工工艺及方法 8.3 齿轮的测量 8.4 圆柱齿轮的机械加工工艺过程及工 艺分析 8.1 齿轮加工原理 8．1．1常见齿轮的种类 齿轮在切削加工时，工件和刀具按一定规律运动，利用刀具切削刃对工件毛坯的切削作用，切除毛坯上多余的金属，而得到所要求的表面形状。常用的齿轮有圆柱齿轮，圆锥齿轮及蜗杆蜗轮等，而以圆柱齿轮应用最广。齿轮齿面的表面形状有渐开线表面，摆线表面，圆弧表面等，渐开线表面齿轮是最常用的齿轮，它能方便地在机床上加工出来，图8-1为常见齿轮种类。 图8-1 常见齿轮种类 8.1 齿轮加工原理 8．1．2齿轮表面形成方法及其成型运动 轮齿加工机床在切削轮齿表面时，必须保证刀具和工件之间必要的相对运动。这些运动即为齿轮加工机床的成型运动。 成型运动是机床最基本的运动，除成型运动外，还需要辅助运动。齿轮机床辅助运动为分度、切入、快进、快退等操纵及控制。 要使被加工表面成型，必须通过刀具与工件间的相对运动形成两根发生线。由于所用的刀刃形状不同，形成发生线的方法也不相同，齿轮加工中主要有成型法和展成法两种。 8.1 齿轮加工原理 1．成型法 成型法加工齿轮所采用的刀具为成型刀具，其刀刃形状1与被切齿轮齿槽的截面形状相同，即与发生线中的母线2形状吻合，因而当刀具旋转时，即能在齿坯上切出渐开线，当刀具与工件相互移动时，即能使渐开线沿导线移动而加工出整个齿的齿槽，如图8-3所示。 2．展成法 展成法加工齿轮是利用齿轮的啮合原理进行的，即把齿轮啮合副中的一个制成刀具，另一个则作为工件，并强制刀具和工件作严格的啮合运动而展成切出齿廓。 图8-3 成型法加工齿轮 8.2 齿轮加工工艺及方法 8．2．1齿形加工的特点及方法 1．圆柱齿轮结构特点和传动精度 圆柱齿轮的结构因使用要求不同而异，从加工工艺角度出发可将其看成是由齿圈部分和轮体部分组成。按齿圈上轮齿的分布形式，齿轮可分为直齿、斜齿、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，其中带孔的盘形齿轮在实际生产中应用最广。 为了满足齿轮的使用性能，一般对齿轮传动提出下列四项精度要求。 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。 8.2 齿轮加工工艺及方法 2)传递运动的平稳性 要求齿轮在一齿转角内的最大转角误差在规定的范围内，使齿轮工作时振动小，噪声低，无撞击，传动平稳。 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，从而避免因应力集中而使齿面过早磨损而降低使用寿命。 4)齿侧间隙的合理性 要求啮合轮齿的非工作齿面留有一定的侧隙，以便储存润滑油，补偿弹性变形和热变形及齿轮的制造和安装误差。 8.2 齿轮加工工艺及方法 2．齿形加工的方法及特点 一个齿轮的加工过程是由若干工序组成的，为了获得符合精度要求的齿轮，整个加工过程都是围绕着齿形加工工序服务的。齿形加工方法很多，按加工中有无切屑，可分为有切屑加工和无屑加工。 无屑加工近年来发展较快，具有生产率高，材料消耗少，成本低等优点。主要加工方法有热轧、冷轧、精锻、粉末冶金等，但由于受到材料塑性和加工精度不够高，工艺不够稳定的限制，目前还未广泛应用，特别是生产批量小时难以采用。 齿形的有屑加工，由于加工精度较高，目前仍是齿面加工的主要方法，从加工原理上可将其分为成型法和展成法两种。 8.2 齿轮加工工艺及方法 成型法的特点是所用刀具的切削刃形状与被切削齿轮齿槽的形状相同。用成型法原理加工齿形的方法有：用齿轮铣刀在铣床上铣齿等方法。这些方法由于存在分度误差及刀具的制造安装误差，所以加工精度较低，一般只能加工出9级～10级精度的齿轮。此外，加工过程中需多次不连续分度，生产率也很低，因此主要用于单件小批量生产及修配工作中加工精度不高的齿轮。 展成法是应用齿轮啮合原理来进行加工的，用这种方法加工出来的齿形轮廓是刀具切削刃运动轨迹的包络线。齿数不同的齿轮，只要模数和压力角相等，都可以用同一把刀具来加工。用展成原理加工齿形的方法主要有滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿等方法，其中剃齿、珩齿、磨齿属于齿形精加工方法，展成法的加工精度和生产率都较高,刀具通用性好,所以在生产中应用十分广泛。 8.2 齿轮加工工艺及方法 8．2．2齿形的铣削加工 1．圆柱直齿轮的铣削 图8-8是圆柱齿轮铣削的状况，铣削圆柱齿轮是铣削工作主要内容之一，也是铣螺旋齿轮和圆锥齿轮的基础。 1)铣削前准备工作。必须先熟悉