齿轮加工工艺

渐开线圆柱齿轮传动的主要特点:
1. 2. 3. 4. 5. 6. 传动的速度和功率范围很大; 传动效率高: 单对齿轮可达98%~99.5%; 对中心距的敏感性小; 互换性好, 装配和维修方便; 可以进行变位切削及各种修形,修缘, 从而提高传动质量; 易于进行精密加工, 获得很高的精度.
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弦齿厚
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1. 齿轮变位的概念
齿轮的变位
通过改变刀具和轮坯的相对位置来切制齿轮的方法称为 变位修正法，这样切制的齿轮称为变位齿轮。
刀具向远离轮坯方向移动，称为正变位； 刀具向靠近轮坯方向移动，称为负变位。 刀具移动量为xm，x称为变位系数；正变位x>0, 负变位 x<0。
变位对齿廓的影响，见右图所示。
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•行星齿轮的特点
渐开线行星齿轮 (NGW机构) 的减速比计算:
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•人字齿轮的特点及应用
人字齿轮 的特点:
描述: 一般在左边为左旋齿轮, 右边为右旋齿轮 1. 2. 3. 承载能力强, 传动平稳, 轴向载荷小,
广泛应用于重型机械传动, 在电动工具行业基本上不用.
•圆柱直齿轮应用
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•圆柱斜齿轮应用
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渐开线圆柱直齿轮与斜齿轮的主要区别:
斜齿轮是在直齿轮的基础上研发出来的 • 1. 直齿轮在啮合中具有间歇传动和瞬时传动比变化的特性: • 轮齿的啮合原理为：轮齿啮入——渐开线纯滚动进行力的传递——轮齿啮出—— 将力的传递工作交义于下一对轮齿, 从上述可以看出，齿轮在啮合中，轮齿的啮合实 际上是间歇的，由于渐开线轮齿在制造中的制造误差、安装误差等因素，将会凸显间 歇传动的特性, 之所以用渐开线作为齿廓，是希望传递平稳、传动比恒定，缘于制造 误差，轮齿的突然啮入与突然啮出，将导致机构将形成瞬间冲击、瞬时传动比变化。 • 2. 斜齿轮运行平稳,传动比恒定 • 斜齿轮的啮合原理将不是具有冲击性的突然啮入和突然啮出，在啮入啮出的循环中， 每一对轮齿的啮入啮出将是渐次的，没有直齿轮的啮合冲击现象，运行比较平稳，容 易保证传动比恒定 • 3. 斜齿轮和直齿轮在载荷上基本相平 • 直齿轮的轮齿受力面是沿齿轮轴向分布于全齿宽，而斜齿轮的受力面在齿轮轴向的分 布却不能布满全齿宽，按这个道理，相同模数相同齿数相同材料的前提下，斜齿轮的 受力将小于直齿轮，但是，由于斜齿轮的轮齿螺旋角又将增强齿轮的法向受力能力， 这样看来，斜齿轮与直齿轮在载荷上基本加以忽略 4. 直齿轮制造简单, 斜齿轮制造和安装比较麻烦
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•圆柱齿轮滚齿:
1. 滚刀分类:
按结构分: 整体滚刀和镶齿滚刀
按材料分: 高速钢滚刀和硬质合金滚刀 按工艺要求分: 精滚滚刀, 剃前滚刀和磨前滚刀等
2. 滚刀精度选用
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•圆柱齿轮滚齿:
3. 对刀方法
A. 刀印法
B. 试滚法: 在工件外圆表面上切出很浅的刀痕, 观察刀痕两侧是否对称
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圆柱齿轮基本几何参数及检测
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渐开线的形成
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模数及压力角
Module= 25.4/Diameter Pitch
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压力角
如图1： AK——渐开线 基圆，rb n-N：发生线 θK：渐开线AK段的展角 用渐开线作为齿廓的的齿轮称为渐开线齿轮。 渐开线齿轮能保持恒定的传动比。 渐开线上任一点法向压力的方向线（即渐开线 在该点的法线）和该点速度方向之间的夹角称为该 点的压力角。 显然，图2中的 αk即为渐开线上K点的压力角。由图可知： cosαk=ON/OK=rb/Rk
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伞齿轮法向背隙及检测背隙
法向背隙
检测背隙= -------------------
COS(PA)*COS(HA)
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齿轮加工
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•圆柱齿轮的加工 圆柱齿轮加工方法: 1. 滚齿 2. 插齿 3. 剃齿 4. 绗齿 5. 磨齿 6. 刮齿
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•蜗轮蜗杆的应用
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•蜗轮蜗杆的特点
蜗轮蜗杆的分类: A. 圆柱蜗轮蜗杆 B. 环面蜗轮蜗杆 C. 锥蜗杆传动
蜗轮蜗杆的特点: 1. 2. 3. 4. 5. 承载能力强, 传动平稳, 轴向载荷小, 传动效率低, 在特定的条件下有自锁功能
广泛应用于重型机械传动, 在电动工具行业中如BAND SAW 上使用.
GEAR TRAINING 用以圆弧齿轮为代表的特殊齿形： •优点： • 1. 有很大的曲率半径大，有很高的接触强度； • 2. 非硬齿面的双圆弧齿轮，相同条件下按齿根弯曲强度 和接触强度计算的承载能力都比渐开线齿轮大； • 3. 良好的跑合性能； • 4. 由于其自身的齿形特点，不会发生根切， 最小齿数可 以取得很小。 •缺点： • 1. 对中心距和切齿深度敏感； •
C. 对刀规
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•圆柱齿轮滚齿:
4. 加工方法
1. 顺滚: 滚刀旋转方向与刀具进给方向相反。铣削时每齿切削厚度从最大逐 渐减小到零; 2. 逆滚: 滚刀旋转方向与刀具进给方向相同。铣削时每齿切削厚度从零逐渐 到最大而后切出;
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•螺旋伞齿加工 螺旋伞齿轮加工方法: 1. 滚切法 (展成法) 2. 切入法 (成形法) 3. 研齿 4. 磨齿
旋向：
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节点及节圆直径
节点
节点：齿轮副中，两齿轮的基圆公切线与两齿轮的中心连线的交点； 节圆：节点所在的直径为节圆； 分度圆：一个虚拟的圆，等于端面模数乘以齿数。 在标准齿轮副传动和高度变位齿轮副传动中，分度圆与节圆相等。
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弧齿厚与弦齿厚
弧齿厚 弧齿厚
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By Fancy.Xu
July 16th, 2010
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内容:
1. 齿轮历史, 发展趋势, 特点及其应用; 2. 齿轮参数及检测方法介绍; 3. 齿轮加工介绍;
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齿轮的重要性
齿轮传动是传递机器动力和运动的一种形式, 齿轮的设计与制 造水平将直接影响到机械产品的性能和质量. 由于齿轮在工业 发展中的突出地位, 致使齿轮被公认为工业化的一种象征.
2. 变位齿轮的传动类型
当x1=-x2, 即x1+x2=0时，称为高度变位。 当x1+x2≠0时，称为角度变位。其中，当x1+x2>0时，称为正传动；当x1+x2<0时，称为负传动。
3. 变位的意义
1. 当用范成法加工齿轮时，被加工齿轮的齿数必须大于Zmin（当 ha*＝1，α＝20° 时, Zmin=17）， 否则会产生根切现象；而采用变位可加工出齿数小于Zmin、又无根切的齿轮。 2. 能够配凑中心距。 3. 可改善齿轮的啮合性能。（提高齿根的弯曲强度，提高齿面的接触强度等）
齿轮历史及发展趋势介绍
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齿轮发展史
世界最早的齿轮: 公元前400~200, 中国山西出土的青铜齿轮 齿轮应用技术: 指南车
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•齿轮发展史
1694年: 法国学者Philippe De La Hire, 首先提出渐开线可做为齿形曲线. 1733年: 法国Camus M.提出轮齿接触点的公法线必须通过中心连线上的节 点, 明确建立接触点轨迹的概念. 1765年: 瑞士Euler L. 提出渐开线齿形解析研究的数学基础 Savary 进一步完善, 形成Euler-Savery 方程. Robert Willis 提出中心距变化时, 渐开线齿轮具有角速度不变的优 点. 1873年: 德国工程师Hoppe, 对不同齿数的齿轮, 在压力角改变时的渐开线齿 形,从而奠定了现代变位齿轮的思想基础. 1874年，威. 格里森首先发明了直齿锥齿轮的加工原理 1875年, 试制成功第一台直齿锥齿轮刨齿机，首先使用了仿形法加工直齿锥 齿轮的加工方法。 1908年: 瑞士MAAG公司研究并制造出展成法加工的插齿机. 接着, 英国BSS, 美国AGMA, 德国的DIN等相继对变位齿轮提出了多种计算方法.
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•行星齿轮的应用
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•行星齿轮的特点
渐开线行星齿轮 (NGW机构) 的特点:
1. 2. 3. 4. 结构紧凑, 体积小,重量轻, (NGW型行星齿轮减速机构与普通圆柱齿轮减速机 构相比, 体积和重量可减少30%~50%) 传动比大, 能实现运动的合成与分解
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单齿综合误差,总体综合误差,测量半径
Tooth-to-tooth composite tolerance: fi” Total composite tolerance: Fi”
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伞齿轮基本几何参数及检测
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伞齿轮基本几何参数及检测
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近代齿轮发展趋势:
1.小型化: 2. 高速化 3. 低噪音化 4. 高可靠性 主要表现: a, 硬齿面技术的使用; b, 采用以圆弧齿轮为代表的特殊齿形; c, 在大型船上采用大功率行星齿轮装置; d, 加工方面的工艺及数控技术的发展;
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硬齿面技术的使用：
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螺旋角及旋向
Helix Angle
圆柱面上, 圆柱螺旋线的切线与通过切点的圆柱面直母线之间所夹的锐角, 称为螺旋角。 增大螺旋角β可以增大轴向重合度 εβ=Bsinβ/πmn，一般要求εβ＞1～1.15，提高传动的平稳 性和降低噪声，使传动平稳，但轴向力随之增大
编外话:大重合度可以降低噪音,但是对尺寸的精度要求也要高,不然会适得其反.通常1.2-1.5之 间的就够用了，如果采用大于2的重合度就要相应提高齿轮精度,不然噪音反而大.另外,想采用 大的重合度可能要减小模数,承载能力也会下降. 总之,主要是看使用环境和使用要求,在满足条件的前提下,适当提高重合度对尺寸整体性能是 有好处的.
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齿形公差
Fa ffa fHa
Profile total deviation Profile form deviation Profile angular deviation
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源自文库
齿向公差
Fb ffb fHb
Lead total deviation Lead form deviation Lead angle deviation
因此，大型齿轮、受冲击的齿轮、对传动比没什么要求的机构，将用直齿轮，反之则用 斜齿轮
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•螺旋伞齿轮的应用
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•螺旋伞齿轮的分类及特点
按轴线位置区分: A. 正交 Σ=90º B. 斜交 Σ=90º C. 轴线偏置: 准双曲面齿轮传动, 小齿轮轴线偏置一个距离 2. 按齿高区分: A. 等高齿; B. 收缩齿: 正常收缩齿; 等顶隙收缩齿; 双重收缩齿 3. 按齿面节线区分: A. 直齿: 制造简单, 对安装误差和变形很敏感, 承载能力低, 噪声大, 用于 速度小于5m/s, 负载小而稳定的场合; B. 斜齿: 应用较少, 在锥齿轮很大, 用弧线制造有困难时可用斜齿锥齿轮 C. 螺旋伞齿轮(格林森齿制), 常用β=35º 承载能力强, 工作平稳, 对安装误 : 差和变形不敏感; 轴向推力大,其方向与转矩有关. 用于速度大于5m/s及 重载的传动; D. 零度弧齿伞齿轮, β=0º 用以代替直齿锥齿轮, 生产效率高, 平稳性好, : 速度可达5m/s, 磨削加工的齿轮, 速度可达50m/s; E. 延伸外摆线齿锥齿轮(奥利康齿制): 特点与弧齿锥齿轮相同 F. 准渐开线齿锥齿轮(克林贝根齿制): 特点与弧齿锥齿轮相同 1.
齿轮特点及应用介绍
GEAR TRAINING 齿轮分类：
按齿轮外形分: 圆柱齿轮、锥齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆等 按齿轮齿向分: 直齿轮、斜齿轮、人字齿轮等 按齿轮齿形分: 渐开线齿轮、摆线齿轮、圆弧齿轮等 按加工方法分: 切制齿轮、铸造齿轮、注塑齿轮、压制齿轮等
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圆柱齿轮