5.5 齿轮的切削加工(课件）-高一《机械基础》同步教学（人民邮电版）

5.5 齿轮的切削加工 5.5.1 铣齿 5.5.2 插齿 5.5.3 滚齿 5.5.1 铣齿 1．加工刀具 （1）盘状铣刀。 （2）指状铣刀。 盘状铣刀加工齿轮 指状铣刀加工齿轮 为了减少刀具数量，生产中通常用同一型号铣刀切制相同模数、不同齿数的齿轮，但是这样加工出来的齿形通常存在一定的形状误差。 2．加工特点 由渐开线的性质可知，同模数而齿数不同的齿轮，其渐开线的形状不同，故理论上应给同一模数中每一齿数的齿轮配备一把铣刀。但实际上为减少刀具的数量，通常一个模数只配一组刀具（如配8把），每把铣刀要加工同一模数的一定齿数范围内的齿轮，故不可避免会出现加工误差。 铣齿成形法加工齿轮不需要专用机床，但生产率较低，加工精度低，只适用于单件、小批量生产或修配。 5.5.2 插齿 1．齿轮插刀插齿加工 齿轮插刀是一个具有渐开线齿形且模数和压力角与被加工齿轮相同的刀具。 切齿时，插刀沿轮坯轴线做往复切削运动，同时机床带动插刀与轮坯模仿一对齿轮传动以一定的角速度比转动，直至全部齿槽切削完毕。 2．齿条插刀的插齿原理 当齿轮插刀切齿时将刀具做成齿条状，模仿齿条与齿轮的啮合过程，切出被加工齿轮的渐开线齿廓。齿条插刀切削轮齿的原理与齿轮插刀切削轮齿相同。 5.5.3 滚齿 滚齿加工是利用滚刀根据展成法原理来加工齿轮，是加工齿轮的常用方法之一。滚刀的形状像一个螺旋，其轴向截面的齿形与齿条相同。 滚刀转动时，相当于一假想齿条刀具连续沿其轴线移动，轮坯在滚齿机带动下与该齿条保持着与齿条插刀相同的运动关系，便可以连续切出渐开线齿廓。 5.6 其他齿轮传动 5.6.1 斜齿圆柱齿轮传动 5.6.2 直齿圆锥齿轮传动 5.6.3 齿条传动 5.6.1 斜齿圆柱齿轮传动 1．斜齿轮的齿廓形成原理 （1）假设一个曲面（发生面S）沿着一圆柱面（基圆柱）做纯滚动。 （2）在曲面上选取一条直线KK，该直线与圆柱的轴线（母线AA）不平行，与之成一交角βb（基圆柱上的螺旋角）。 （3）发生面绕基圆柱滚动时，直线KK就形成一螺旋形渐开螺旋面，即为斜齿轮齿廓面。 2．斜齿轮的传动特点 （1）啮合性能好。斜齿标准齿轮传动的每对轮齿逐渐进行进入啮合和脱离啮合，故传动平稳、噪声小，啮合性能较好。 （2）重合度大。斜齿标准齿轮传动降低了每对轮齿的载荷，从而提高了齿轮的承载能力，延长了齿轮的使用寿命，并使传动平稳。 （3）结构紧凑。斜齿标准齿轮不产生制造误差的最少齿数较直齿轮少。因此，采用斜齿轮传动可以得到更加紧凑的结构。 3．斜齿圆柱齿轮的参数 （1）螺旋角β。斜齿轮的齿面与分度圆柱的交线，称为分度圆柱上的螺旋线。螺旋线的切线与齿轮轴线之间所夹的锐角，称为分度圆螺旋角（简称螺旋角），用β表示。 （2）法面模数mn和端面模数mt。端面垂直于齿轮的轴线，法面垂直于螺旋线。 （3）法面压力角n和端面压力角t。通常法面压力角为标准值，即n = 20°。 （4）齿顶高系数和顶隙系数。从法面和端面观察，轮齿的齿顶高、齿根高分别相同。 4．斜齿圆柱齿轮正确啮合条件 （1）两齿轮的法向模数相等：mn1 = mn2。 （2）两齿轮的法面压力角相等：n1 = n2。 （3）外啮合时，螺旋角大小相等，方向相反：1 = −2。 （4）内啮合时，螺旋角大小相等，方向相同：1 = 2。 5.6.2 直齿圆锥齿轮传动 1．认识圆锥齿轮 （1）圆锥齿轮用于相交轴之间的传动，通常两轴线相交成90°。 （2）直齿圆锥齿轮的轮齿分布在一个锥体上，轮齿由大端向小端逐渐收缩。 （3）圆锥齿轮的轮齿是分布在一个圆锥面上的，与圆柱轮齿相似，圆锥齿轮有分度圆锥、齿顶圆锥、齿根圆锥和基圆锥。 （4）按照分度圆锥上的齿向，圆锥齿轮可分为直齿、斜齿和曲齿圆锥齿轮。直齿圆锥齿轮的设计、制造和安装都比较简单，应用上较广泛。 2．直齿圆锥齿轮传动的参数 （1）主要参数。直齿圆锥齿轮的轮齿大端尺寸较大，为便于测量和计算，通常取大端的参数为标准值，即大端的模数为标准模数，大端压力角 = 20°，齿顶高系数为1，顶隙系数为0.2。 （2）传动比。一对直齿圆锥齿轮啮合传动，小齿轮和大齿轮的分度圆锥角分别为 和 。两齿轮的传动比为： 5.6.3 齿条传动 1．认识齿条 齿条可视为模数一定、齿数z趋于无穷大的圆柱齿轮。 2．齿条传动的特点 （1）由于齿条的齿廓是直线，故齿廓上各点的法线均相互平行，齿条上各点的速度大小相同、方向一致。 （2）齿廓上各点的齿形角均等于齿廓的倾斜角，即压力角。 （3）由于齿条上各齿的同侧齿廓是平行的，所以不论在分度线上、齿顶线上，还是在与分度线平行的其他直线上，齿距均相等。 3