齿形加工之展成法
利用展成原理加工齿形的方法
利用展成原理加工齿形的方法引言：齿轮是一种常见的机械传动元件，广泛应用于各类机械设备中。
而齿轮的加工过程中，齿形的精度对其传动性能有着重要影响。
利用展成原理加工齿形是一种常用的方法，本文将介绍这种方法的原理和具体操作步骤。
一、展成原理的原理展成原理是指通过一种特殊的切削方式，将齿轮的几何形状从一个基准形状展成所需的最终形状。
其基本原理是通过切削刀具的不断切削和移动，逐渐将齿轮的几何形状逼近目标形状，最终达到所需的精度和形状。
二、展成原理加工齿形的方法展成原理加工齿形的方法主要包括以下几个步骤：1. 设计齿轮的基准形状：首先需要根据传动要求和齿轮的使用条件，设计出齿轮的基准形状。
基准形状是齿轮展成过程中的初始形状，决定了最终齿形的准确性和精度。
2. 制定展成方案：根据齿轮的几何形状和加工要求，制定展成方案。
展成方案包括切削刀具的选择、切削路径的规划和切削参数的确定等。
3. 切削刀具的选择：根据齿轮的材料和几何形状，选择合适的切削刀具。
常用的切削刀具有滚刀、滚切刀、滚切插刀等，选择切削刀具要考虑到切削效率和加工精度。
4. 切削路径的规划：确定切削路径是展成加工中的关键一步。
切削路径应根据齿轮的几何形状和加工要求，合理规划，确保切削过程中不会出现干涉或误差。
5. 切削参数的确定：根据齿轮的材料和几何形状，确定合适的切削参数。
切削参数包括切削速度、进给量和切削深度等，合理的切削参数可以提高加工效率和加工质量。
6. 进行展成加工：按照展成方案进行切削加工。
在切削过程中，切削刀具会不断切削和移动，逐渐将齿轮的几何形状展成所需的最终形状。
7. 检验齿形精度：加工完成后，需要对齿轮的齿形精度进行检验。
常用的检验方法有齿间距测量、齿厚测量和齿形比检验等。
三、展成原理加工齿形的优点展成原理加工齿形具有以下优点：1. 精度高：展成原理加工齿形可以实现较高的加工精度，能够满足高精度齿轮的加工要求。
2. 加工效率高：展成原理加工齿形的加工效率较高，可以大大缩短加工周期。
实验三渐开线齿轮的展成法加工实验
实验三展成法加工渐开线齿轮的模拟实验渐开线齿廓的展成原理实验一、实验目的1、掌握展成法加工渐开线齿廓的切齿原理，观察齿廓的渐开线和过渡曲线（包络线）的形成过程。
2、了解渐开线齿轮产生根切现象和齿顶变尖现象的原因及采用变位避免发生根切的方法。
3、分析、比较渐开线标准齿轮与正（负）变位齿轮齿形的异同点。
4、分析、比较分度圆相同，模数不同的两种标准渐开线齿轮齿形的异同点。
补充：仿形法加工渐开线齿轮的实验演示二、实验设备和用具1、CJDJ-B渐开线齿轮展成仪：30台（齿条插刀两把: m1=20mm, α=20°,ha* = 1 c*=0.25m2=8mm, α=20°,ha* = 1 c*=0.25 ）2、自备：Φ220mm圆形绘图纸一张（圆心要标记清楚）3、HB铅笔，圆规（带延伸杆），（橡皮，三角尺，剪刀，计算器）三、实验内容1、切制(画出)m = 20mm, z = 8的标准、正变位（x1 = 0.6）（和负变位（x2= - 0.5））渐开线齿廓，每种齿廓至少画出两个完整的齿形，并比较这两（三）种齿廓。
2、切制(画出)m = 8mm, z = 20的标准渐开线齿廓，至少画出两个完整的齿形，并与m = 20mm, z = 8的标准渐开线齿廓进行比较。
四、实验步骤1、将轮坯圆纸和齿条插刀安装到展成仪上，并调整好。
注意2、将齿条插刀推至一边极限位置，依次单向移动齿条插刀，每次不超过1mm，并依次用铅笔描画出刀具刃廓各瞬时位置。
要求绘出两个以上完整齿形。
3、测量s,e,观察有无根切现象。
注意：变位距离x1m = 0.6×20mm = 12mm标准齿廓：被加工齿轮分度圆与齿条插刀分度线相切正变位：被加工齿轮分度圆与齿条插刀分度线相离,负变位：被加工齿轮分度圆与齿条插刀分度线相割，四、思考题1、用展成法加工齿轮时齿廓曲线是如何形成的？2、试比较标准齿轮、正变位齿轮（、负变位齿轮）的齿形有什么不同？并分析其原因。
齿形加工之展成法
齿形加工之展成法展成法就是利用齿轮刀具与被切齿坯作啮合运动而切出齿形的方法。
最常用的方法是插齿加工和滚齿加工。
1．插齿加工插齿加工在插齿机上进行，是相当于一个齿轮的插齿刀与齿坯按一对齿轮作啮合运动而把齿形切成的。
可把插齿过程分解为：插齿刀先在齿坯上切下一小片材料，然后插齿刀退回并转过一小角度，齿坯也同时转过相应角度。
之后，插齿刀又下插在齿坯上切下一小片材料。
不断重复上述过程。
就是这样，整个齿槽被一刀刀地切出，齿形则被逐渐地包络而成。
因此，一把插齿刀，可加工相同模数而齿数不同的齿形，不存在理论误差。
如图1所示。
图1 插齿加工原理a)插齿运动b)插齿齿形成形原理c)插齿机示意图1-插齿刀2-被加工齿轮插齿有以下切削运动：（1）主运动插齿刀的上下往复运动。
（2）展成运动（又称分齿运动）确保插齿刀与齿坯的啮合关系的运动。
（3）圆周进给运动插齿刀的转动，其控制着每次插齿刀下插的切削量。
（4）径向进给量插齿刀须作径向逐渐切入运动，以便切出全齿深。
（5）让刀运动插齿刀回程向上时，为避免与工件摩擦而使插齿刀让开一定距离的运动。
插齿除适于加工直齿圆柱齿轮外，特别适合加工多联齿轮及内齿轮。
插齿加工精度一般为7～8级，齿面粗糙度Ra值为1.6μm。
图2 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2．滚齿加工滚齿加工是用滚齿刀在滚齿机(见图2 )上加工齿轮的方法。
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。
滚切齿轮过程可分解为：前一排刀齿切下一薄层材料之后，后一排刀齿切下时，由于旋转的滚刀为螺旋形，所以使刀齿位置向前移动了一小段距离，而齿轮坯则同时转过相应角度。
后一排刀齿便切下另一薄层材料。
正如齿条刀向前移动，齿轮坯作转动。
摆线齿轮展成法原理
摆线齿轮展成法原理摆线齿轮是一种独特的齿轮类型，具有非圆齿形。
其展成法原理涉及将齿形从摆线齿轮的外齿廓展成平面上的直线段。
展成步骤展成摆线齿轮的过程涉及以下步骤：1. 确定参考圆：第一个步骤是确定齿轮的参考圆，它是齿轮外齿廓上一个任意半径的圆。
2. 创建摆线：沿参考圆的圆周运动一个点，形成一个称为摆线的闭合曲线。
3. 构造外齿廓：摆线形成齿轮的外齿廓，与参考圆相切。
4. 展成平面：将摆线齿廓沿参考圆半径展成平面。
这一步将齿形从圆形转变成直线段。
展成直线段展成过程中，摆线的每个点都被展成一条从参考圆中心发出的直线段。
直线段的长度等于摆线点的弧长。
齿廓特征展开后的齿廓具有以下特征：它由一系列直线段组成。
每条直线段与齿根圆相切。
直线段的长度随参考圆半径的增加而增加。
应用摆线齿轮展成法广泛应用于各种工程应用中，包括：平面印刷机：摆线齿轮展成法用于产生均匀的油墨分布。
卧式铣床：展成齿形用于生成复杂轮廓的精密零件。
复印机和扫描仪：展成齿廓用于实现精确的纸张进纸和成像。
汽车转向系统：摆线齿轮展成法用于制造具有平稳转向性能的齿条。
优点摆线齿轮展成法提供以下优点：简单性和准确性：展成过程简单且准确，可生成精确的齿形。
均匀运动：展成齿形提供均匀的运动，消除了振动和噪音。
高强度：直线段齿廓具有高强度，使其适用于高负荷应用。
通用性：展成法适用于广泛的齿轮尺寸和材料。
总体而言，摆线齿轮展成法是一种强大的技术，用于将摆线齿形准确地展成平面直线段。
其应用广泛，生产出具有所需属性和性能的齿轮。
齿轮齿形加工方法
滚齿原理 a)滚齿运动 b)齿廓范成过程
Y3150E型滚齿机的外形如图所示，滚刀 装在滚刀刀杆4上作旋转运动；滚刀刀架3既 可沿立柱2上的导轨做上下直线移动，还可 绕自己水平轴线转位，以调整滚刀和工件间 的相对位置，使它们相当于一对轴线交叉的 螺旋齿轮啮合；工件装在心轴7上随工作台9 一起转动：后立柱8可以同工作台一起做水 平方向移动，以适应不同直径工件的需要以 及在用径向进给法切削蜗轮时作进给运动。
珩齿是一种用于加工淬硬齿面的齿轮精加工方法，工作时珩磨轮与工件之间的相对运动关系与剃齿相同，所不同的是作为切削工具的 珩磨轮是用金刚砂磨料加入环氧树脂等材料作结合剂浇铸或热压而成的塑料齿轮。 插齿机用来加工内、外啮合的圆柱齿轮，尤其适合于加工内齿轮和多联齿轮，这是滚齿机无法加工的。 主要是因为铣制同一模数不同齿数的齿轮所用的铣刀，一般只有8个刀号，每号铣刀有它规定的铣齿范围（见下表） 用展成法加工齿轮时，齿轮表面的渐开线用展成法形成，展成法具有较高的生产效率和加工精度。 插齿机用来加工内、外啮合的圆柱齿轮，尤其适合于加工内齿轮和多联齿轮，这是滚齿机无法加工的。 Y3150E型滚齿机的外形如图所示，滚刀装在滚刀刀杆4上作旋转运动； 火圆柱齿轮的精加工，生产效率很高，是软齿 将其中的一个齿轮的齿数减少到一个或几个，轮齿的螺旋倾角很大，就成了蜗杆 。 插齿机用来加工内、外啮合的圆柱齿轮，尤其适合于加工内齿轮和多联齿轮，这是滚齿机无法加工的。 工件装在心轴7上随工作台9一起转动：后立柱8可以同工作台一起做水平方向移动，以适应不同直径工件的需要以及在用径向进给法切 削蜗轮时作进给运动。 滚齿加工的原理为模拟一对交错轴斜齿轮副啮合滚动的过程。 当加工完一个齿间后，进行分度，再铣下一个齿间。 滚刀刀架3既可沿立柱2上的导轨做上下直线移动，还可绕自己水平轴线转位，以调整滚刀和工件间的相对位置，使它们相当于一对轴 线交叉的螺旋齿轮啮合； 当机床使滚刀和工件严格地按一对斜齿圆柱齿轮啮合的传动比关系作旋转运动时，滚刀就可在工件上连续不断地切出齿来。
齿形加工
齿形的加工方法齿形加工是整个齿轮加工的关键。
按照加工原理，齿形加工可分为成形法和展成法两种。
指状铣刀铣齿、盘形铣刀铣齿、齿轮拉刀拉内齿轮等是成形法加工齿形的例子，而滚齿、剃齿、插齿等是展成法加工齿形的例子。
现介绍几种用展成法加工齿形的加工方法。
1 滚齿⑴滚齿特点滚齿是齿形加工中生产率较高，应用最广的一种加工方法。
而且滚齿加工通用性好，可加工圆柱齿轮、蜗轮等，亦可加工渐开线齿形、圆弧齿形、摆线齿形等。
滚齿既可加工小模数、小直径齿轮，又可加工大模数、大直径齿轮，加工斜齿也很方便。
滚齿可直接加工9～8级精度齿轮，也可作为7级精度以上齿轮的粗加工和半精加工。
滚齿可以获得较高的运动精度。
因滚齿时齿面是由滚刀的刀齿包络而成，参加切削的刀齿数有限，故齿面的表面粗糙度值较大。
为提高加工精度和齿面质量，宜将粗、精滚齿分开。
⑵滚齿加工质量分析1）影响传动准确性的加工误差分析影响传动准确性的主要原因是，在加工中滚刀和被加工齿轮的相对位置和相对运动发生了变化。
相对位置的变化(几何偏心)产生齿轮径向误差，它以齿圈径向跳动ΔFr来评定；相对运动的变化(运动偏心)产生齿轮切向误差，它以公法线长度变动ΔF w来评定。
现分别加以讨论：①齿轮的径向误差。
齿轮的径向误差是指滚齿时，由于齿坯的回转轴线与齿轮工作时的回转轴线不重合(出现几何偏心)，使所切齿轮的轮齿发生径向位移而引起的齿距累积误差(图1)。
从图1可以看出，O为切齿时的齿坯回转中心，O′为齿坯基准孔的几何中心(即齿轮工作时的回转中心)。
滚齿时，齿轮的基圆中心与工作台的回转中心重合于O，这样切出的各齿形相对基圆中心O分布是均匀的（如图中实线圆上的P1＝P2），但齿轮工作时是绕基准孔中心O′转动的(假定安装时无偏心)，这时各齿形相对分度圆心O′分布不均匀了(如图中双点划线圆上的P1′≠P2′)。
显然这种齿距的变化是由于几何偏心使齿廓径向位移引起的，故又称为齿轮的径向误差。
r—滚齿时的分度圆半径r—以孔轴心O′为旋转中心时，齿圈的分度圆半径图1 几何偏心引起的径向误差②齿轮的切向误差：齿轮的切向误差是指：滚齿时因滚齿机分齿传动链误差，引起瞬时传动比产生不稳定，使机床工作台不等速旋转，工件回转时快时慢，所切齿轮的轮齿沿切向发生位移所引起的齿距累积误差。
五种齿轮的加工方法
五种齿轮的加工方法
齿轮的加工方法有很多种，以下是其中五种常用的方法：
1. 铣齿：这是一种成形法加工方法，使用盘形模数铣刀或指状铣刀进行铣削。
铣刀的刀齿截面形状与齿轮齿间形状相对应，这种方法加工效率和加工精度均较低，仅适用于单件小批生产。
2. 滚齿：属于展成法加工，其工作原理相当于一对螺旋齿轮啮合。
滚齿是除铣齿以外常用的一种利用展成法的切齿工艺。
3. 剃齿：在大批量生产中剃齿是非淬硬齿面常用的精加工方法。
剃齿还可形成鼓形齿，用以改善齿面接触区位置。
4. 插齿：插齿是除滚齿以外常用的一种利用展成法的切齿工艺。
插齿时，插齿刀与工件相当于一对圆柱齿轮的啮合。
插齿刀的往复运动是插齿的主运动，而插齿刀与工件按一定比例关系所作的圆周运动是插齿的进给运动。
5. 展成法磨齿：展成法磨齿的切削运动与滚齿相似，是一种齿形精加工方法，特别是对于淬硬齿轮，往往是唯一的精加工方法。
展成法磨齿可以采用蜗杆砂轮磨削，也可以采用锥形砂轮或碟形砂轮磨削。
以上内容仅供参考，建议查阅专业机械书籍或咨询机械工程师以获取更多有关齿轮加工的信息。
齿轮展成加工的原理
齿轮展成加工的原理
1.齿轮形状设计：首先需要进行齿轮的形状设计。
根据加工要求，确定齿数、模数、压力角等参数，然后进行齿轮的计算和绘制。
在设计过程中，需要考虑齿轮的强度、精度等要求。
2.制作展成模板：根据齿轮的形状设计，制作展成模板。
展成模板通常由金属板材或塑料板材制成，具有齿数和模数对应的齿凹形状。
在制作过程中，需要精确控制展成模板的形状和尺寸。
3.齿轮展成：将制作好的展成模板放置在要加工的齿轮上，然后通过机械或液压装置施加力对展成模板进行压制。
在压制的过程中，展成模板的齿凹形状会被压印到齿轮上，使其逐渐形成齿轮的齿形。
4.调整和修整：展成后的齿轮需要进行调整和修整。
首先需要检查齿轮的齿数、齿形、间隙等参数是否满足要求，如有必要，可以进行微调。
然后对齿轮进行修整，消除可能出现的凸起、磨损等不良情况。
5.热处理：完成调整和修整后，对齿轮进行热处理。
通常采用淬火、回火等方式，提高齿轮的强度和硬度，使其适应于高负荷和高速度的工作环境。
6.表面处理：最后，对齿轮进行表面处理，以提高其耐磨性和耐腐蚀性。
常见的表面处理方式包括镀硬铬、氮化、喷涂涂料等。
总的来说，齿轮展成加工的原理是通过将展成模板的齿凹形状压印到齿轮上，使其逐渐形成所需的齿形。
通过调整、修整、热处理和表面处理等工艺，最终得到满足要求的齿轮产品。
齿轮展成加工具有生产效率高、成本低、加工精度高等优点，广泛应用于齿轮制造和机械传动领域。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
齿形加工之展成法
展成法就是利用齿轮刀具与被切齿坯作啮合运动而切出齿形的方法。
最常用的方法是插齿加工和滚齿加工。
1．插齿加工
插齿加工在插齿机上进行，是相当于一个齿轮的插齿刀与齿坯按一对齿轮作啮合运动而把齿形切成的。
可把插齿过程分解为：插齿刀先在齿坯上切下一小片材料，然后插齿刀退回并转过一小角度，齿坯也同时转过相应角度。
之后，插齿刀又下插在齿坯上切下一小片材料。
不断重复上述过程。
就是这样，整个齿槽被一刀刀地切出，齿形则被逐渐地包络而成。
因此，一把插齿刀，可加工相同模数而齿数不同的齿形，不存在理论误差。
如图1所示。
图1 插齿加工原理
a)插齿运动b)插齿齿形成形原理c)插齿机示意图1-插齿刀2-被加工齿轮
插齿有以下切削运动：
（1）主运动插齿刀的上下往复运动。
（2）展成运动（又称分齿运动）确保插齿刀与齿坯的啮合关系的运动。
（3）圆周进给运动插齿刀的转动，其控制着每次插齿刀下插的切削量。
（4）径向进给量插齿刀须作径向逐渐切入运动，以便切出全齿深。
（5）让刀运动插齿刀回程向上时，为避免与工件摩擦而使插齿刀让开一定距离的运动。
插齿除适于加工直齿圆柱齿轮外，特别适合加工多联齿轮及内齿轮。
插齿加工精度一般为7～8级，齿面粗糙度Ra值为1.6μm。
图2 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
2．滚齿加工
滚齿加工是用滚齿刀在滚齿机(见图2 )上加工齿轮的方法。
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。
滚切齿轮过程可分解为：前一排刀齿切下一薄层材料之后，后一排刀齿切下时，由于旋转的滚刀为螺旋形，所以使刀齿位置向前移动了一小段距离，而齿轮坯则同时转过相应角度。
后一排刀齿便切下另一薄层材
料。
正如齿条刀向前移动，齿轮坯作转动。
就这样，齿坯被一刀刀地切出整个齿槽，齿侧的齿形则被包络而成。
参见图3。
所以，这种方法可用一把滚齿刀加工相同模数不同齿数的齿轮。
不存在理论齿形误差。
滚切直齿圆柱齿轮时有以下运动：
（1）主运动滚刀的旋转运动。
（2）展成运动（又称分齿运动）是保证滚齿刀和被切齿轮的转速必须符合所模拟的一对齿轮的啮合运动关系。
即滚刀转一转，工件转K/Z转。
其中：K是滚刀的头数，Z为齿轮齿数。
（3）垂直进给运动要切出齿轮的全齿宽，滚刀须沿工件轴向作垂直进给运动。
图3 滚齿机及加工原理
滚齿加工适于加工直齿、斜齿圆柱齿轮。
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。
3.齿形加工方法比较
滚齿、插齿与铣齿比较铣齿采用普通设备和简单刀具即可加工齿形。
但是只能加工11～9级精度、齿面粗糙度Ra值为6.3μm ～3.2μm 的齿形. 滚齿和插齿的分度精度和齿形精度均较铣齿高，可以加工6 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。
滚齿与插齿比较滚齿是刀齿作连续的旋转切削、切削速度较高，插齿是刃齿作往复运动，限制了切削速度，故滚齿生产率比插齿烙高，滚齿机可以加工直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗轮，但不能加工内齿轮和相距太近的多联齿轮；插齿时播齿刀沿齿全长连续切出，包络线数量也多，而滚齿时轮齿全长是由滚刀多次连续切出，故插齿的齿面粗糙度值较小；插齿刀的制造、刃磨检验壁滚刀方便，易得到高精度，但插齿机分齿传动链比滚齿复杂，因此，加工齿轮的精度基本一样；插齿机可以加工内齿轮和多联齿轮,但不能加工蜗轮。