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1、第二章 弧齿锥齿轮的加工调整计算第一节 弧齿锥齿轮切齿原理、方法概述 弧齿锥齿轮的切齿就是按照“假想齿轮”的原理进行的，而采用的切齿方法要根据具体情况而定. 一、弧齿锥齿轮的切齿原理YS25（Y25）和28等机床是按所谓“假想平顶齿轮原理考虑的。就是在切齿的过程中,假想有一个平顶齿轮与机床摇台同心，它通过机床摇台的转动而与被切齿轮做无隙的啮合。这个假想平顶齿轮的轮齿表面，是由安装在机床摇台上的铣刀盘刀片切削刃的相对于摇台运动的轨迹表面所代替，如图21中所示。在这个运动过程中，代表假想平顶齿轮轮齿的刀片切削刃就在被切齿轮的轮坯上逐渐地切出齿形。图2-1图2-2在调整切齿机床的时候,必须使被切齿轮
2、的节锥面与假想平顶齿轮的节锥面相切并做纯滚动，而刀顶旋转平面则需和被切齿轮的根锥相切，如图2-所示。所以铣刀盘轴线与被切齿轮的节锥面倾斜一个大小等于被切齿轮齿根角g的角度,这样就产生了刀号修正问题，从而导致被切齿轮的加工调整较为复杂,刀片的规格比较多。在加工渐缩齿圆弧齿锥齿轮时，都是采用这种切齿原理的。二、弧齿锥齿轮的切齿方法弧齿锥齿轮的切齿方法分为成形法和展成法两大类。1成形法用成形法加工的大齿轮齿形与刀具切削刃的形状一样. 渐开线齿形的曲率和它的基圆大小有关，基圆越大、齿形曲率就越小,渐开线就直些;当基圆足够大时，渐开线就接近于直线.而齿轮的基圆大小是由模数m、齿数和压力角a的余弦大小来决
3、定的。模数和压力角一定时，齿数愈多,基圆直径就越大，相应的齿形曲率越小,也就是齿形越接近于直线。对于螺旋锥齿轮，传动比也是影响因素之一,当传动比大一些时，大轮的齿形就更直一些. 小轮齿数(z)一定时，传动比越大,大轮齿数也就越多，这时大轮的当量圆柱齿轮的基圆直径也越大,其齿形接近于直线形，采用成形加工比较方便 当锥齿轮传动比大于2.，时，大轮就可采用成形加工。同时,为了保证其正确啮合，相配小轮的齿形应加以相应的修正,用展成法加工，这种切齿方法叫半滚切法或成形法. 此法生产效率较高，适于大批量生产。 半滚切法用以下三种方法加工： 用普通铣刀盘加工，齿形为直线形，用于被切齿轮节角大于45的粗切或传
4、动比大于2的大轮的精切。 在专用机床上以圆拉刀盘加工，简称拉齿,齿形是直线形的，适用于传动比大于2的大轮。 螺旋成形法是半滚切法的特殊形式。在专用机床上，用特殊的圆拉刀盘,精加工传动比大于2。5齿轮副中的大轮，齿形是直线形的.切齿时,刀盘安装轴线垂直于被切齿轮的面锥母线,刀盘除具有圆周方向的旋转运动外,还沿其自身轴向作往复运动，每个刀片通过齿槽的同时，刀盘轴向往复一次,而使刀齿顶刃始终沿着被切齿轮齿根切削。相啮合的小轮用展成法加工。 螺旋成形法切出的轮齿纵向曲面是一个有规则的、可展的和同向弯曲的渐开螺旋面,它得到的是收缩齿.但是，可以获得理论上正确的啮合，是现在圆弧齿锥齿轮和双曲线齿轮切齿方法
5、中较完善的一种. 展成法（滚切法)图2-4 展成法是被切齿轮与旋转着的铣刀盘（摇台）按照一定的比例关系进行滚切运动,加工出来的齿形是渐开线形的，它是由刀片切削刃顺序位置的包络线形成的,如图2-3所示。图2-3在切齿过程中刀片的顺序位置如图24所示.切削时，先切一面（如图的上侧面)的齿顶和另一面(如图的下侧面)的齿根:在滚切过程中，逐渐移向上侧面的齿根和下侧面的齿顶，最后脱离切削，如同一对轮齿的啮合运动一样用此法加工的有以下两种常用的齿线形状： 在Y2250、28或格利森1号等机床上，用刀片切削刃为直线的铣刀盘,齿长方向曲线是圆弧的一部分. 在奥利康号等机床上用刀片切削刃为直线的铣刀盘,以连续切
6、削法加工，齿长方向曲线是延伸外摆线的一部分。 3。弧齿锥齿轮的切齿方法 弧齿锥齿轮的切齿方法很多粗切齿多数是用双面刀盘同时切齿槽的两侧齿面。精切齿常用三种方法，即：单面切削法、双面切削法和双重双面法。这些方法的特性、优缺点和适用范围列于表21中。 选择切齿方法时，应按具体情况。诸如根据现有的切齿机床和刀盘的数量以及被加工齿轮的精度要求等，做出符合客观实际的决定。如果齿轮的加工精度要求较高，产量较大、机床与刀盘齐全时,采用固定安装法比较合适.精度要求不太高的齿轮可用单刀号单面切削法.半滚切和螺旋成形法适宜于大批量生产。切齿方法 加 工 特 性 需 要 机 床需 要刀 盘 优 缺 点 适用 范 围
7、单刀 号单面切削法大轮和小轮轮齿两侧表面粗切一起切出，精切单独进行。小轮按大轮配切 至少需要1台万能切齿机床一把双面刀盘接触区不太好，效率低;但可以解决机床和刀具数量不够的困难。 适用于产品质量要求不太高的单件和小批生产 双 单 台 双 面切 削 法大轮的粗切和精切使用单独的粗切刀盘和精切刀盘同时切出齿槽两侧表面. 小轮粗切使用一把双面粗切刀盘;小轮精切分别用一把外精切刀盘和内精切刀盘切出齿槽的两侧面 至少需要1台万能切齿机床大轮：粗切一把 精切一把小轮:粗切一把 外精切一把 内精切一把 接触区和齿面光洁度较好。生产效率较前者高. 适用于质量要求较高的小批和中批生产 面 切 固 定 安 装 法
8、 加工特性和单台双面切削法相同.但每道工序都在固定的机床上进行。大轮：粗切台精切1台小轮： 粗切1台外精切1台 内精切台大轮：粗切一把 精切一把小轮:粗切一把 外精切一把 内精切一把 接触区和齿面光洁度均好，生产效率也比较高。但是，需要的切齿机床和刀盘数量都比较多 适用于大批量生产 削半 滚 切 法 加工特性和固定安装法相同但大轮采用成形法切出,小齿轮轮齿两侧表面分别用展成法切出. 和固定安装法相同 和固定安装法相同 优缺点和固定安装法相同但大轮精切比用展成法的效率可以成倍地提高 适用于 i2的大批量流水生产 法 螺 旋 成 形 法 加工特性和半滚切法相同.但在大轮精切时，刀盘还具有轴向的往复
9、运动,即每当一个刀片通过一个齿槽时，刀盘就沿其自身轴线前后往复一次。刀盘每转一转，就切出一个齿槽 和固定安装法相同 和固定安装法相同 接触区最理想，齿面光洁度好,生产效率高是目前比较先进的新工艺 和半滚切法相同。双重 双面法 大轮和小轮均用双面刀盘同时切出齿槽两侧表面。 大轮,小轮粗精切各1台,共用4台 大轮、小轮粗精切各一把，共需四把.生产率比固定安装法高，但接触区不易控制，质量较差. 模数小于2.5及传动比为:1的大批量生产适用.表2 弧齿锥齿轮切齿方法表第二节 单号单面法切齿计算第二节 单号单面法切齿计算第二节单号单面法切齿计算第二节 单号单面法切齿计算第二节 单号单面法切齿计算第二节
10、单号单面法切齿计算第二节 单号单面法切齿计算中国齿轮协会教育培训中心资料中国齿轮协会教育培训中心资料中国齿轮协会教育培训中心资料中国齿轮协会教育培训中心资料中国齿轮协会教育培训中心资料中国齿轮协会教育培训中心资料2 21 4 5 2 7 28 9 3 / 第三节 双面法切齿调整计算双面法是用一个刀盘同时切出齿槽的两侧面，常用于大轮，切小轮时用单面法。这种方法有简单双面法、单号双面法或固定安装法。本章主要介绍固定安装的双面法.固定安装法在切制大轮时，齿槽的两侧面是用一个刀盘同时精切成的,采用双面刀盘加工。这种方法广泛用于模数517毫米的范围.固定安装双面法切制小轮的齿侧两面时,分别用内外精切刀盘
11、加工。用不同的机床调整，分别精切齿的两侧面。利用对齿规控制余量分配及齿厚的一致性。固定安装法的优点表现在对于齿的凸凹两面接触区完全是单独的控制。这个方法适合于尤其是生产高精度的锥齿轮.固定安装双面法与单刀号单面法的主要区别为:在采用固定安装双面法加工齿轮时,大轮的粗切和精切各采用一把双面刀盘加工而成；小轮的粗切采用一把刀盘加工,小轮凸面和凹面的精切各采用一把单面刀盘加工.共需五把刀盘。而在单刀号单面法加工齿轮时，大小轮的粗精切均可采用一把刀盘加工。但错刀距必须小于大轮或小轮最小的齿槽宽,从而使加工效率降低。固定安装双面法通常需要五台机床。分别用于大轮粗切、大轮精切、小轮粗切、小轮凸面精切和小轮
12、凹面精切。这样可以减少调整时间,从而提高加工效率.因此，固定安装双面法广泛用于大批量生产中。而单刀号单面法可在一台机床上，完成大、小轮的粗、精切加工。但每完成一道工序都要调整机床,生产效率较低。适合单件小批量生产.此外,由于双面法采用的刀盘多，接触区容易控制，所以采用双面法加工的齿轮接触区比用单号单面法加工的好。下面为固定安装双面法切齿计算表（表2-2)。计算举例为解放牌载重汽车后桥螺旋锥齿轮。表1 固定安装双面法切齿计算表（格利森16号铣齿机）序号齿轮参数和计算公式举 例备 注1234567801113141181920小轮齿数大轮齿数端面模数齿形角中点螺旋角齿面宽小轮节圆直径大轮节圆直径外
13、锥距周节小轮齿顶高大轮齿顶高小轮齿根高大轮齿根高小轮节角大轮节角小轮齿根角大轮齿根角小轮根角小轮弧齿厚以上数据来自几何计算（即来自产品)212232425262728293031 （分）14。940。55662180。8520。7001311.302.48。9196划分为刀号计算值用标准刀号用标准刀号后，使用的中点螺旋角一下均以此“”进行计算,一般应介于间刀盘名义半径(见表3)中点锥距内锥距刀位的垂直坐标序号轮齿参数和计算公式举 例备 注323356373394044243444547 精切留量（见表)精切留量查表10,若大于（43）值就取与(43）同 。896243。04520.622066.77806570.94165750。8967070。3639725取463.5。3921。71,取171.5413。3657。50910.770刀位水平坐标大端螺旋角小端螺旋角大轮精切刀顶距大轮粗切刀顶距小轮粗切刀顶距精切留量可见表5-2小轮精切刀顶宽小轮法向弦齿厚序号齿轮参数和计算公式举 例备 注849051
