【文章內(nèi)容簡介】 ?167。 漸開線齒輪的加工原理 近代齒輪的加工方法有很多，有鑄造法、熱軋法、沖壓法、模鍛法、粉末冶金法和 切削加工法 。 最常用的是切削加工法，分為仿形法和范成法（展成法）。 ? 仿形法 特點(diǎn) ? 范成法 特點(diǎn) （ 1）刀刃的形狀與被切齒槽的形狀相同； （ 2）刀具為盤形銑刀和指狀銑刀； （ 3）加工精度低； （ 4）生產(chǎn)效率低，不宜于大批量生產(chǎn)。 （ 1）亦稱為包絡(luò)法或展成法； （ 2）利用一對齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，兩輪的齒廓曲線互為包絡(luò)線的原理來加工齒廓的。 （ 3）常用的刀具為齒條型和齒輪型刀具。 167。 漸開線齒輪的加工原理 一、 仿形法 二、 范成法 三、 標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具 四 、 標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪 五、 漸開線齒廓的根切及最少齒數(shù) 167。 漸開線齒輪的加工原理 ? 盤形銑刀 ? 指狀銑刀 ? 拉刀 仿形法： 利用與齒輪齒槽形狀相同的刀具，將輪坯 的齒槽部分切去而形成輪齒的方法。 有三種類型的刀具： 拉刀 一、仿形法 Form Cutting 一、仿形法 盤形銑刀 指狀銑刀（端銑刀 ) End milling cutter 拉刀 (broach) 仿形法的特點(diǎn) 當(dāng)齒輪的齒數(shù)或模數(shù)改變時(shí)，齒輪的基圓隨之改變，漸開線的形狀也就發(fā)生變化。 要銑出正確的齒形，就要求在同一模數(shù)下，對于每一種齒數(shù)應(yīng)有一把銑刀。這樣要求，將使銑刀的數(shù)量太多，實(shí)際上是不可能的。 同一模數(shù)的銑刀，通常有 8把。每把銑刀可銑一定齒數(shù)范圍的齒輪。 具體規(guī)定如下表： 刀號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 加工齒數(shù)的范圍 12～13 14～16 17～20 21～25 26~ 34 35~ 54 55~ 134 135以上 rb=rcos?=(mz/2)cos? 優(yōu)點(diǎn)： 可在普通銑床上加工 ， 不需專用機(jī)床 。 缺點(diǎn)： 1） 因加工好一個(gè)齒槽后要轉(zhuǎn)過一個(gè)角度 ， 故生產(chǎn)效率較低 。 2） 因銑刀數(shù)量有限 ， 故加工出來的齒輪精 度較低 。 仿形法的特點(diǎn) 是應(yīng)用包絡(luò)原理來加工齒輪齒廓的一種方法。 包絡(luò)原理： 凡是滿足齒廓嚙合基本定律的一對齒輪的齒廓稱為共軛齒廓。一對齒輪的共軛齒廓是互為包絡(luò)線的。 如果把其中一個(gè)齒輪（或齒條）做成刀具，就可切出與它共軛的漸開線齒廓。 有三種刀具： 二、范成法 Generating Cutting 二、范成法 ? 齒條插 刀 ? 齒輪滾刀 ? 齒輪插 刀 Fi g . 6 2 2Fi g . 6 2 2齒輪插刀 在插齒機(jī)床上安裝插刀和輪坯， 刀刃在輪坯上留下連續(xù)的刀刃廓線族（即切痕），其包絡(luò)線即為被加工齒輪的齒廓。當(dāng)插刀刀刃齒廓是漸開線時(shí)，加工出來齒輪的齒廓也一定是漸開線。 zzi ????刀 坯刀坯 齒輪插刀的形狀與齒輪形狀基本相同，齒廓曲線是漸開線，只是刀具頂部比正常齒高出 c*m，以便切出頂隙部分。 齒輪插刀加工外齒輪過程 齒輪插刀加工內(nèi)齒輪過程 齒輪插刀加工齒輪的運(yùn)動(dòng) 插刀和輪坯按恒定傳動(dòng)比緩慢 運(yùn)動(dòng)，是加工齒輪的主運(yùn)動(dòng)。 Cutting motion 為了形成齒槽 ,并將齒槽部分的材料切去 ,插刀需沿輪坯軸線方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng) . Feed motion 為了切出全齒高 ,插刀向輪坯方向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng) . Retreat motion 為了防止插刀向上退刀時(shí)與輪坯發(fā)生摩擦損傷已切好的齒面等原因 ,所以在插刀退刀時(shí) ,輪坯需沿徑向讓開一小段距離 ,在插刀向下切削時(shí) ,輪坯又恢復(fù)到原來的位置 . F ig . 6 2 3范成運(yùn)動(dòng)：相當(dāng)于齒輪齒條的嚙合。 齒輪的漸開線齒廓和齒條的直線齒廓是共軛齒廓，它們互為包絡(luò)。所以當(dāng)?shù)度旋X廓為直線時(shí)，切制出來的齒輪齒廓定是漸開線。 齒條插刀 rackshaped shaper cutter 齒條插刀的形狀與齒條形狀基本相同，齒條的齒廓為一直線，只是刀具頂部比正常齒條高出 c*m，以便切出頂隙部分。 根據(jù)正確嚙合條件，被切齒輪的模數(shù)和壓力角與插刀的模數(shù)和壓力角相等，故用同一把插刀切出的齒輪都能正確嚙合。 齒輪滾刀 滾刀的形狀像一螺旋，它的齒廓在水平面上的投影為一齒條。 用齒輪滾刀滾切直齒時(shí)， 滾刀的軸線與輪坯端面之間的夾角應(yīng)等于滾刀的螺紋升角 ，這樣滾刀螺紋的切線方向（或者說刀齒螺旋線方向）恰與輪坯的齒向相同，滾刀在輪坯端面上的投影為一齒條。 齒輪滾刀 范成運(yùn)動(dòng)：滾刀和輪坯分別繞自己的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。 滾刀的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，相當(dāng)于一根無限長的齒條在作連續(xù)移動(dòng)，而轉(zhuǎn)動(dòng)的輪坯則成為與其嚙合的齒輪。 齒輪滾刀在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，還需沿輪坯軸線方向作移動(dòng)。 齒輪滾刀 滾刀的轉(zhuǎn)動(dòng)提供切削運(yùn)動(dòng)，等價(jià)于齒條型切刀的連續(xù)移動(dòng)。 分析三種刀具的優(yōu)缺點(diǎn)： 1. 齒輪插刀加工齒輪 切削是不連續(xù)的，生產(chǎn)率較低，但可加工內(nèi)齒輪。 2. 齒條插刀加工齒輪 切削是不連續(xù)的，生產(chǎn)率較低。 3. 齒輪滾刀加工齒輪 切削是連續(xù)的，生產(chǎn)率較高，適用于大批量生產(chǎn)。 用范成法加工齒輪時(shí)，只要刀具和被加工齒輪的模數(shù)、壓力角相同，則不管被加工齒輪齒數(shù)的多少，都可用同一把刀具加工出來。 ha*mc2*mmmah*== *cm*hamah*m*cππ2mπ2mπ2mαρρρ=20176。=20176。αdedendum linededendum linereference lineaddendum linecutter tip linereference lineaddendum lineha*mc2*mmmah*== *cm*hamah*m*cππ2mπ2mπ2mαρρρ=20176。=20176。αdedendum linededendum linereference lineaddendum linecutter tip linereference lineaddendum line三、標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具 三、標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具 ha*mc2*mmmah*==*cm*hamah*m*cππ2mπ2mπ2mαρρρ=20176。=20176。αdedendum linededendum linereference lineaddendum linecutter tip linereference lineaddendum lineOOBB1212PKN2N1ωωααα139。39。a 22m*CC 頂刃線 c*m大于齒頂線，目的是為切削齒輪根部的輪廓以提供頂隙。 rrN2∞r(nóng)mah*a1*c m1B1==139。ω 1Nf1r2PVrb1α α=39。=1 頂刃線 c*m大于齒頂線，目的是為切削齒輪根部的輪廓以提供頂隙。 使用標(biāo)準(zhǔn)齒條形刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)，采用的是范成法。 四 、 標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪 四 、 標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪 ha*mc2*mmmah*==*cm*hamah*m*cππ2mπ2mπ2mαρρρ=20176。=20176。αdedendum linededendum linereference lineaddendum linecutter tip linereference lineaddendum linereference l in ereference ci rc lepitch l in ebase cir cleO 1P GN 1m2KIJxmxmta n*mha xmπααπm2αpitc h ci rcle = 不論是否是標(biāo)準(zhǔn)齒輪，切制齒輪時(shí)，刀具和坯料之間的線速度滿足 : 211 vr ??1rr a1PVmah*α α39。==ω 11==1r 39。2b1r1N∞2N 當(dāng)切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)，刀具的分度線應(yīng)與齒輪的分度圓相切。刀具的分度線與齒輪的分度圓作純滾動(dòng)。 齒輪分度圓上的 m、 ?、 p、 s 和 e與刀具分度線上的這些值分別相等。 **11 ()far r h c m? ? ?rrN 2 ∞r(nóng)mah*a1*c m1B1==139。ω 1Nf1r2PVrb1α α=39。 =1 當(dāng)?shù)毒叩?s2和 e2在分度線上相等時(shí)，所切削的齒輪有 : s = e = p/2 = ?m/2。 齒輪的齒根圓被刀具的齒頂線切削。 rrN2∞r(nóng)mah*a1*cm1B1==139。ω 1Nf1r2PVrb1α α=39。 =1 齒輪的齒頂圓在車床上被切削，而不是被齒輪刀具切削。 基圓 漸開線齒廓的根切現(xiàn)象： 用范成法加工齒廓時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)刀具的齒頂部分把被加工齒輪齒根部分已經(jīng)切削出來的漸開線齒廓切去一部分，這種現(xiàn)象稱為根切現(xiàn)象。 根切造成的不良影響： 1) 由于齒根部分嚴(yán)重削弱，使輪齒的彎曲強(qiáng)度大大減弱； 2) 當(dāng)根切侵入漸開線齒廓工作段時(shí)，使 ??下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使 ??＜ 1，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性，破壞定傳動(dòng)比傳動(dòng)，故應(yīng)力求避免根切。 五、 漸開線齒廓的根切及最少齒數(shù) 五、 漸開線齒廓的根切及最少齒數(shù) 產(chǎn)生根切的原因 以齒條刀具為例討論根切現(xiàn)象發(fā)生的原因： 齒條刀具的中線與被切齒輪的分度圓切于節(jié)點(diǎn) P。 刀具齒頂線 MM’與嚙合線的交點(diǎn) B2已經(jīng)超過了被切齒輪的極限點(diǎn) N。 B1－被切齒輪齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)。 當(dāng)?shù)毒啐X廓從 B1點(diǎn) → 通過點(diǎn) N的位置 l 時(shí)，刀具齒廓 NF段切出輪坯漸開線齒廓的 NE段。這段