齿轮加工机床与齿轮刀具概述PPT课件( 43页)
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第四章齿轮加工机床精品PPT课件
4
（二）范成法(包络法或展成法）
是利用齿轮的啮合原理进行切削的，只需一把刀具就能加 工出模数相同而齿数不同的齿轮，其加工精度和生产率比 成形法高，因而应用也最广泛。采用范成法的加工齿轮的 机床有滚齿机，插齿机，磨齿机，剃齿机和珩齿机等。
二、齿轮加工机床类型 圆柱齿轮加工机床：滚齿机、插齿机等； 直齿锥齿轮加工机床：刨齿机、铣齿机、拉齿机 ； 弧齿锥齿轮加工机床：铣齿机。 齿轮精加工机床：剃齿，珩齿，磨齿，研齿。 齿轮粗加工机床：铣齿，滚齿，插齿。
（2）齿数很小（常用齿数Z=1。即为单头滚刀） （3）牙齿很长（成蜗杆形。并将牙齿开槽、铲背） 滚刀实际上是：一个经开槽、铲背的蜗杆。齿轮滚刀 在滚切过程中，工件的每个齿形是由滚刀在旋转中依次对工件切削的数条刀刃 线包络形成。 滚刀分屑槽数愈多—在转一转过程中形成刀刃线愈多—工件齿形包络误差愈小。
2020/10/10
滚齿机是根据滚切斜齿轮
的传动原理设计的。当滚
切直齿轮时，将差动链断
开，并把合成机构固定成
一个整体。
2020/10/10
10
（5）滚刀的安装
安装角δ取决于滚刀螺
旋升角λ0 、旋向及齿轮 螺旋角β、旋向。
二者同向时δ= β －λ0 ； 二者反向时δ= β＋λ0
滚切斜齿轮时，应尽量采用与工 件螺旋方向相同的滚刀，使滚刀
1/K转(1齿) 1/ z 转(1齿)
滚刀—4—5—ux—6—7—齿坯 （3）进给运动A21与B22 (螺旋线)
齿坯B12—7—8—uf—9—10—A21 （4）差动传动链
A21—11—uy—12—7—齿坯附加转
动B22(产生螺旋线的内传动链)
2020u/10y/按10 被切齿轮的螺旋角调整
《齿轮加工》课件
插齿加工
总结词
加工精度高
详细描述
插齿加工通过插齿刀与齿轮毛坯的啮合，精确 地切出齿轮的齿形，加工精度较高。
总结词
适用于中小批量生产
详细描述
由于插齿机调整较复杂，适合中小批量生产，不适 合大批量生产。
适用范围有限
总结词
详细描述
主要适用于直齿和少量的斜齿齿轮加工。
磨齿加工
总结词
高精度加工方法
01
详细描述
工作原理
利用一对交互运动的圆柱 形刀具，切削出直齿或螺 旋齿的齿轮。
应用
适用于加工直齿和斜齿圆 柱齿轮，尤其适用于加工 内齿轮和多联齿轮。
磨齿机
种类
按砂轮轴位置可分为立式、卧式和倾斜式。
工作原理
利用砂轮的磨削作用，将齿轮的齿面磨削至所需精度和光洁度。
应用
适用于高精度和高光洁度齿轮的加工，如汽车变速器齿轮。
其他齿轮加工设备
滚齿机
用于加工各种圆柱直齿和斜齿齿 轮。
剃齿机
用于加工内齿轮和少量的外齿轮。
珩齿机
用于提高齿轮精度和降低表面粗糙 度。
04
齿轮加工质量控制
齿轮精度等级
精度等级定义
01
根据齿轮的精度要求，将齿轮分为不同的精度等级，如ISO标准
和我国国家标准中的6、5、4、3、2、1级等。
精度等级选择
《齿轮加工》PPT 课件
目 录
• 齿轮加工简介 • 齿轮加工技术 • 齿轮加工设备 • 齿轮加工质量控制 • 齿轮加工发展趋势与未来展望
01
齿轮加工简介
齿轮加工的定义
01
齿轮加工是通过一系列的切削和 成形方法，将毛坯加工成满足精 度和强度要求的齿轮的过程。
齿轮加工PPT课件
（3）加工精度低：只能获得近似的齿形， 产生齿形误差；另外铣床所用分度头是通用附 件，分度精度不高。
2020/11/22
7
齿轮加工
铣齿的工艺特点
加工范围：可加工直齿、斜齿和人字齿圆 柱齿轮、齿条、锥齿轮及蜗轮等。
适用范围：用于单件小批生产或维修工作 中加工精度不高的低速齿轮。
加工精度：为9级或9级以下，齿面粗糙度 值Ra为6.3~3.2μm 。
滚齿和插齿的分度精度和齿形精度均较铣齿， 一般可加工7级精度、齿面粗糙度值Ra为3.2μm ~1.6μm；滚齿和插齿是连续分度和切削 ，生产效率 比铣齿高。用同一模数的滚到和插齿刀，可以各种 不同齿数的齿轮，大大减少了刀具数目，提高了经
济效益。 滚齿和插齿加工需专用设备。
2020/11/22
22
齿轮加工
2020/11/22
8
齿轮加工
范成法（一）——滚齿加工
2020/11/22
范成法也称展成法
9
齿轮加工
滚齿机Y3150E滚齿机外形图
1—床身 2—挡铁 3—立柱 4—行程开关 5—挡铁 6—刀架 7—刀杆 8—支撑架
9—工件心轴10—工作台
2020/11/22
10
齿轮加工
滚齿加工原理
原理： 刀具和工件的运动相当于一对螺旋齿轮的啮合。
（4）设备和刀具费用高：滚齿机为专用齿轮加 工机床，其调整费时。滚刀较齿轮铣刀的制造 、刃磨要困难。
2020/11/22
14
齿轮加工
滚齿加工工艺特性（二）
滚齿应用：应用范围较广，可加工直齿、斜 齿圆柱齿轮和蜗轮等。 但不能加工内齿轮和相距太近的多联齿轮。
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齿轮加工
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齿轮加工
铣齿的工艺特点
加工范围：可加工直齿、斜齿和人字齿圆 柱齿轮、齿条、锥齿轮及蜗轮等。
适用范围：用于单件小批生产或维修工作 中加工精度不高的低速齿轮。
加工精度：为9级或9级以下，齿面粗糙度 值Ra为6.3~3.2μm 。
滚齿和插齿的分度精度和齿形精度均较铣齿， 一般可加工7级精度、齿面粗糙度值Ra为3.2μm ~1.6μm；滚齿和插齿是连续分度和切削 ，生产效率 比铣齿高。用同一模数的滚到和插齿刀，可以各种 不同齿数的齿轮，大大减少了刀具数目，提高了经
济效益。 滚齿和插齿加工需专用设备。
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齿轮加工
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齿轮加工
范成法（一）——滚齿加工
2020/11/22
范成法也称展成法
9
齿轮加工
滚齿机Y3150E滚齿机外形图
1—床身 2—挡铁 3—立柱 4—行程开关 5—挡铁 6—刀架 7—刀杆 8—支撑架
9—工件心轴10—工作台
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齿轮加工
滚齿加工原理
原理： 刀具和工件的运动相当于一对螺旋齿轮的啮合。
（4）设备和刀具费用高：滚齿机为专用齿轮加 工机床，其调整费时。滚刀较齿轮铣刀的制造 、刃磨要困难。
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齿轮加工
滚齿加工工艺特性（二）
滚齿应用：应用范围较广，可加工直齿、斜 齿圆柱齿轮和蜗轮等。 但不能加工内齿轮和相距太近的多联齿轮。
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齿轮加工
第5章齿轮加工PPT课件
第六节 齿轮 齿形加工
一、 概述
齿轮类型
应用
直齿轮、斜齿轮、人字 平行轴间传动
齿轮
螺旋齿轮、蜗轮与蜗杆 垂直交错轴间传动
内齿轮
பைடு நூலகம்平行轴间同向传动
齿轮齿条
旋转运动和直线移动的转换
直齿锥齿轮
相交轴间传动
（1）齿形轮廓线：渐开线、摆线、圆弧线 等。
1.直齿圆柱齿轮的主要参数及尺寸计算 （1）模数m ①分度圆：齿厚e与齿间相等的圆，d ②分度圆周节P：在分度圆上相邻两齿对应 点的弧长。
同一模数的齿轮铣刀，一般 制作8把或15把，表7.1。 表3－4 盘状齿轮铣刀刀号及 其加工范围
刀号
加工齿 数范围
1 12～13
2
3
4
5
6
7
14～16 17～20 21～25 26～34 35～54 55～134
8
135以上及 齿条
齿形
2.铣齿的工艺特点和应用
特点： （1）生产成本低。 （2）加工精度低。
展成法（包络法、范成法）：利 用齿轮刀具与被切齿轮的啮合运 动，在专用齿轮加工机床上切出 齿形的一种方法。如插齿、滚齿
五、齿形精加工
剃齿 珩齿 磨齿 研齿
❖铣齿
1.铣削直齿圆柱齿轮 （1）原理：成形法，IT9，Ra：6.3～3.2μm。 M≤10，盘状模数铣刀；M＞10，指状模数铣刀。
（2）成形铣刀
二、圆柱齿轮精度简介
1.齿轮传动的精度等级及其选择
（1）、齿轮的精度要求（GB10095-88）
① 运动的的准确性（第I公差组） ：分齿不均（误 差）。
② 传动的平稳性（第II公差组） ：渐开线齿形存在误 差。 ③ 载荷分布的均匀性 （第III公差组） 。
一、 概述
齿轮类型
应用
直齿轮、斜齿轮、人字 平行轴间传动
齿轮
螺旋齿轮、蜗轮与蜗杆 垂直交错轴间传动
内齿轮
பைடு நூலகம்平行轴间同向传动
齿轮齿条
旋转运动和直线移动的转换
直齿锥齿轮
相交轴间传动
（1）齿形轮廓线：渐开线、摆线、圆弧线 等。
1.直齿圆柱齿轮的主要参数及尺寸计算 （1）模数m ①分度圆：齿厚e与齿间相等的圆，d ②分度圆周节P：在分度圆上相邻两齿对应 点的弧长。
同一模数的齿轮铣刀，一般 制作8把或15把，表7.1。 表3－4 盘状齿轮铣刀刀号及 其加工范围
刀号
加工齿 数范围
1 12～13
2
3
4
5
6
7
14～16 17～20 21～25 26～34 35～54 55～134
8
135以上及 齿条
齿形
2.铣齿的工艺特点和应用
特点： （1）生产成本低。 （2）加工精度低。
展成法（包络法、范成法）：利 用齿轮刀具与被切齿轮的啮合运 动，在专用齿轮加工机床上切出 齿形的一种方法。如插齿、滚齿
五、齿形精加工
剃齿 珩齿 磨齿 研齿
❖铣齿
1.铣削直齿圆柱齿轮 （1）原理：成形法，IT9，Ra：6.3～3.2μm。 M≤10，盘状模数铣刀；M＞10，指状模数铣刀。
（2）成形铣刀
二、圆柱齿轮精度简介
1.齿轮传动的精度等级及其选择
（1）、齿轮的精度要求（GB10095-88）
① 运动的的准确性（第I公差组） ：分齿不均（误 差）。
② 传动的平稳性（第II公差组） ：渐开线齿形存在误 差。 ③ 载荷分布的均匀性 （第III公差组） 。
第四章齿轮加工机床
2.展成法的磨齿原理及运动 （1）连续磨齿 蜗杆砂轮型磨齿机
蜗杆砂轮磨齿机用直径很大的修整成 蜗杆形的砂轮磨削齿轮，其工作原理和滚 齿机相同，但行程齿线的轴向进给运动一 般由工件完成。
第四章齿轮加工机床
（2）单齿分度 锥形砂轮型磨齿机
锥形砂轮型磨齿机是利用齿条和齿轮啮合原理来磨削齿轮的，它 所用的砂轮截面形状是按照齿条的齿廓修整的。
转，依次完成各个齿的磨齿工作循环。ux是用来调节工件齿数和模数
变化的换置机构。
第四章齿轮加工机床
4.分度运动 工件的分度由分度运动传动链“分度机构—21—
22—u y—23—24—[合成]—15—16—回转工作台”实现，机床的自动
控制系统与分度机构离合器接合，使分度机构在旋转一定角度后即脱 开，并由分度盘准确定位。在分度机构接合一次的过程中，工件在展
第四章齿轮加工机床
4.2 滚齿机
（四）刀架快速移动的传动路线 1．加工原理
刀架快速移动的方向可通过控制快速电动机的旋转方向来变换。 在Y3150E型滚齿机上，起动快速电动机之前，必须先用操纵手柄 P3将轴ⅩⅧ上的三联滑移齿轮移到空挡位置，以脱开ⅩⅦ和ⅩⅧ之间 的传动联系（见图4-7)。为了确保操作安全，机床设有电气互锁装置 ，保证只有当操纵手柄P3放在“快速移动”的位置上时，才能起动快速 电动机。
（一） 加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理
第四章齿轮加工机床
4.2 滚齿机 滚齿机动态传动路线
（一） 加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理
滚切直齿第圆四柱章齿齿轮轮加的工传机床动原理图
4.2 滚齿机
（一） 加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理 1.范成运动
滚刀与工件之间的啮合运动，是一个复合的表面成形运动。这个 运动可以被分解为两个部分：滚刀的旋转运动B11和工件的旋转运动 B12。这一复合运动需要有一个内联系传动链用以保持B11和B12之间 的相对运动关系
齿轮加工机床及原理 ppt课件
d) 导出置换公式： uv u变BA12n.刀 4583
②展成运动传动链（换置器官为）
a) 确定末端件：滚刀——工件 b) 计算位移：滚刀转 1 r——工件转 k r
Z工 c) 列运动平衡方程式：
1 8 2 0 0 2 2 8 8 2 2 8 8 2 2 8 8 5 4 u 6 2 合 e f b a d c 7 1 2 Z k 工
滚齿机、插齿机等；直齿锥齿轮刨齿机、铣齿机、拉齿机 ； 弧齿锥齿轮铣齿机。剃齿机、珩齿机、磨齿机。
成形法加工齿轮及滚齿
5.4.2 滚齿机的运动分析 （1）滚齿原理—模拟一对螺旋齿轮啮合过程
滚齿机运动分析 主运动—滚刀旋转运动； 展成(啮合)运动—齿坯与滚刀按一定速比转动； 进给运动—滚刀沿齿坯轴向运动。
滚刀—4—5—ux—6—7—齿坯
③进给运动A21 齿坯B12—7—8—uf—9—10—A21
④ 附加转动B22 A21—11—uy—12—7—齿坯附加
转动B22(产生螺旋线的内传动链) uy按被切齿轮的螺旋角调整
实际上必须用合成机构 把展成运动要求工件转 动B12和差动链要求工件 附加转动B22迭加起来， 然后再传给工作台。
齿轮加工机床及原理
5.4 齿轮加工机床 5.4.1齿轮加工机床的工作原理和分类
（1）齿轮加工方法 5章录象\滚齿.rm 按轮齿成形原理分两大类： ①成形法 加工精度和生产率较低， 适于单件小批生产。 ②展成法 加工精度和生产率较高， 一把刀可加工相同模数、相同压力角的任何齿数的齿轮。
（2）齿轮加工机床的类型 (圆柱齿轮加工机床、圆锥齿轮加 工机床）
YT3150E型滚齿机主要 用于滚切直齿圆柱齿轮和 斜齿圆柱齿轮，也可滚切 花键轴或用手动径向进给 法滚切蜗轮。
②展成运动传动链（换置器官为）
a) 确定末端件：滚刀——工件 b) 计算位移：滚刀转 1 r——工件转 k r
Z工 c) 列运动平衡方程式：
1 8 2 0 0 2 2 8 8 2 2 8 8 2 2 8 8 5 4 u 6 2 合 e f b a d c 7 1 2 Z k 工
滚齿机、插齿机等；直齿锥齿轮刨齿机、铣齿机、拉齿机 ； 弧齿锥齿轮铣齿机。剃齿机、珩齿机、磨齿机。
成形法加工齿轮及滚齿
5.4.2 滚齿机的运动分析 （1）滚齿原理—模拟一对螺旋齿轮啮合过程
滚齿机运动分析 主运动—滚刀旋转运动； 展成(啮合)运动—齿坯与滚刀按一定速比转动； 进给运动—滚刀沿齿坯轴向运动。
滚刀—4—5—ux—6—7—齿坯
③进给运动A21 齿坯B12—7—8—uf—9—10—A21
④ 附加转动B22 A21—11—uy—12—7—齿坯附加
转动B22(产生螺旋线的内传动链) uy按被切齿轮的螺旋角调整
实际上必须用合成机构 把展成运动要求工件转 动B12和差动链要求工件 附加转动B22迭加起来， 然后再传给工作台。
齿轮加工机床及原理
5.4 齿轮加工机床 5.4.1齿轮加工机床的工作原理和分类
（1）齿轮加工方法 5章录象\滚齿.rm 按轮齿成形原理分两大类： ①成形法 加工精度和生产率较低， 适于单件小批生产。 ②展成法 加工精度和生产率较高， 一把刀可加工相同模数、相同压力角的任何齿数的齿轮。
（2）齿轮加工机床的类型 (圆柱齿轮加工机床、圆锥齿轮加 工机床）
YT3150E型滚齿机主要 用于滚切直齿圆柱齿轮和 斜齿圆柱齿轮，也可滚切 花键轴或用手动径向进给 法滚切蜗轮。
齿轮加工机床的制造(ppt 53页)
3.直齿圆柱齿轮的滚削
滚削齿形表面的运动 形成母线－－－n1 + n2 1/k 1/z工 1 k/z工 形成导线－－－f3 (沿工件轴向即齿向）
这样，即可方便地绘出传动原理图
滚刀垂直进给运动f3不是复合 运动，采用内联系传动链是为了 简化结构，因此亦可改为外联系 传动链。
4.斜齿圆柱齿轮的滚削
14 3106542ugvB28 28 28 80 nc （3）挂轮计算公式 A nc
B 125ugv
实际工作中，A、B、ugv查机床说明书中的专用表格 来选取。
b.范成传动链
（1）两端件的计算位移
滚刀1转－－工件k/z
（2） 2 8 8 2 2 8 8 5 4 8 8 u 6 2 E 1 e f 3 3 b 6 6 a d c 7 1 2 Z k
针对齿轮的不同要求，机床具有相应的品种 例如：
对应于不同精度的齿轮，设备上就有滚齿机、剃齿机、磨 齿机、研齿机等等。
因轮齿的工作表面是一非圆曲面，故加工时机床的运动一 般较复杂，认识与了解齿轮加工机床，首先要进行机床的运 动分析。
第一节 机床运动分析的基本概念
机床加工的是工件上一定形状的表面，因此，了解或设计 一台机床的过程通常是：
a.成形运动～为了进行切削并切出要求的工件表面形状，刀具 与工件之间必须具有的最基本的相对运动。
如车床上的工件旋转和车刀的直线运动。 b.分度运动～使表面形状在工件上周期地实现。
c.切入运动～使工件获得要求的尺寸。 d.辅助运动～为切削加工创造条件的运动，如进、退刀、转
位、回程等运动。 e.操纵及控制运动。
3.发生线成形的方法及所需的运动
a.轨迹法～点切削刃，点接触，形成发生线需要一个 独立运动。
齿轮加工方法 ppt课件
（一）滚齿加工
滚齿加工是用滚齿刀在滚齿机上加工齿轮的方法。齿轮加 工精度为8-7级，齿面粗糙度Ra值为1.6μm。在滚齿机上用蜗轮 滚刀、链轮滚刀还能滚切蜗轮和链轮。
Y3150E型滚齿机
如图所示
滚齿加工原理是滚齿刀和齿坯模拟一对螺旋齿轮 作啮合运动。滚齿刀好比一个齿数很少（一至二齿） 齿很长的齿轮，形似蜗杆，经刃磨后形成一排排齿条 刀齿。因此，可把滚齿看成是齿条刀对齿坯的加工。
22
• 用滚刀加工斜齿圆柱齿轮时，由于滚刀和 工件的螺旋方向都有左、右方向之分，共 有四种不同的组合。则有 • 当被加工的斜齿轮的螺旋线方向相反时取 “+”号，方向相同时取“-”号。
ppt课件 23
4．滚齿加工时工件的装夹 加工的齿轮直径较小时，工件以内孔定位装夹在 心轴上，心轴上端的圆柱体用后立柱支架上的顶尖 或套筒支承，以加强工件的装夹刚度。加工直径较 大的齿轮时，通常用带有较大端面的底座和心轴装 夹，或者将齿轮直接装夹在滚齿机工作台上。 5．滚齿加工的特点 （1）适应性好。 （2）生产效率高。 （3）齿轮齿距误差小。 （4）齿轮齿廓表面粗糙度较差。 （5）滚齿加工主要用于直齿圆柱齿轮、斜齿圆 24 ppt课件 柱齿轮和蜗轮。
ppt课件 3
2、满足材料的工艺性能 材料的工艺性能是指材料本身能够适应各种加 工工艺要求的能力。 齿轮的制造要经过锻造、切削加工和热处理等 几种加工，因此选材时要对材料的工艺性能加以注 意。 一般来说，碳钢的锻造、切削加工等工艺性能 较好，其机械性能可以满足一般工作条件的要求， 但强度不高，淬透性较差。而合金钢淬透性好、强 度高，但锻造、切削加工性能较差。我们可以通过 改变工艺规程、热处理方法等途径来改善材料的工 艺性能。
ppt课件 16
滚齿加工是用滚齿刀在滚齿机上加工齿轮的方法。齿轮加 工精度为8-7级，齿面粗糙度Ra值为1.6μm。在滚齿机上用蜗轮 滚刀、链轮滚刀还能滚切蜗轮和链轮。
Y3150E型滚齿机
如图所示
滚齿加工原理是滚齿刀和齿坯模拟一对螺旋齿轮 作啮合运动。滚齿刀好比一个齿数很少（一至二齿） 齿很长的齿轮，形似蜗杆，经刃磨后形成一排排齿条 刀齿。因此，可把滚齿看成是齿条刀对齿坯的加工。
22
• 用滚刀加工斜齿圆柱齿轮时，由于滚刀和 工件的螺旋方向都有左、右方向之分，共 有四种不同的组合。则有 • 当被加工的斜齿轮的螺旋线方向相反时取 “+”号，方向相同时取“-”号。
ppt课件 23
4．滚齿加工时工件的装夹 加工的齿轮直径较小时，工件以内孔定位装夹在 心轴上，心轴上端的圆柱体用后立柱支架上的顶尖 或套筒支承，以加强工件的装夹刚度。加工直径较 大的齿轮时，通常用带有较大端面的底座和心轴装 夹，或者将齿轮直接装夹在滚齿机工作台上。 5．滚齿加工的特点 （1）适应性好。 （2）生产效率高。 （3）齿轮齿距误差小。 （4）齿轮齿廓表面粗糙度较差。 （5）滚齿加工主要用于直齿圆柱齿轮、斜齿圆 24 ppt课件 柱齿轮和蜗轮。
ppt课件 3
2、满足材料的工艺性能 材料的工艺性能是指材料本身能够适应各种加 工工艺要求的能力。 齿轮的制造要经过锻造、切削加工和热处理等 几种加工，因此选材时要对材料的工艺性能加以注 意。 一般来说，碳钢的锻造、切削加工等工艺性能 较好，其机械性能可以满足一般工作条件的要求， 但强度不高，淬透性较差。而合金钢淬透性好、强 度高，但锻造、切削加工性能较差。我们可以通过 改变工艺规程、热处理方法等途径来改善材料的工 艺性能。
ppt课件 16