滚齿刀、插齿刀课程设计
南 华 大 学
课程设计说明书
课程名称：机械设计制造及其自动化专业课程设计
学生姓名：
专业班级： 这是我们学校特有的题目，所以放心吧！学弟or学妹
指导教师： 学长只能帮你到这了
学 院： 机械工程学院
起止时间：2012年12月17日至2013年1月7日
2013年1月5日
1 南 华 大 学
课程设计任务书
题 目：齿轮滚刀、插齿刀设计及其加工工艺
学生姓名：
专业班级：
指导教师：
学 院： 机械工程学院
起止时间：2012年12月17日至2013年1月7日
2 一、课程设计内容及要求：
1．齿轮滚刀、插齿刀的设计，包括参数计算、结构设计、刀具加工工艺的设计
2．插齿刀零件图（2#图一张）
3．滚刀零件图（2#图一张）
4．插齿刀、滚刀加工工艺
5．课程设计说明书：应阐述整个课程设计内容，要突出重点和特色，图文并茂，文字通畅。应有目录、摘要及关键词、正文、参考文献等内容，字数一般不少于6000字。
二、主要参考资料
有关复杂刀具参数计算及结构设计、机械制造工艺与设备的手册与图册。
三、课程设计进度安排
阶段 阶 段 内 容 起止时间
1 布置任务，准备资料 1天(12月17日)
2 方案设计 1天(12月18日)
3 设计计算 4天(12月19～23日)
4 结构设计及绘图 8天(12月24～1月1日)
5 工艺编制 2天(1月2日～3日)
6 编写设计说明书 3天(1月3日～6日)
7 准备答辩和正式答辩 1天(1月7日)
指导教师（签名）： 时间：
教研室主任(签名)： 时间：
院 长（签名）： 时间：
3 专 业 课 程 设 计 刀 具 方 向 第 一 组
任 务 书
题目1：外啮合盘形直齿插齿刀的设计
已
知
条
件 名称 被切齿轮参数 共轭齿轮参数
符号 数值 符号 数值
模数 m 4 m 4
分圆压力角 f 27° f 27°
齿数 1z 19 2z 11
齿顶高 1eh 3.6 2eh 3.6
齿根高 1ih 4.6 2ih 4.6
齿全高 1h 8.2 2h 8.2
分圆弧齿厚 1fS 6.28 2fS 6.28
变位系数 1 0 2 0
齿顶圆半径 1eR 41.6 2eR 25.6
根圆半径 1iR 33.4 2iR 17.4
分圆半径 1fr 38 2fr 22
基圆半径 01r 33.858 02r 19.602
要求：（1）设计公称分圆φ100的外啮合A级盘形直齿插齿刀，前角=5°，齿顶后角e=6°，齿数gz=25，齿顶高系数egf=1.15，g=0。
（2）编制该刀具加工工艺。
题目2：齿轮滚刀的设计
要求：（1）设计A级Ⅱ型单头右旋齿轮滚刀，egD=90或95，前角=0°，顶刃后角
e=10°～12°，侧刃后角c不小于3°，有第二铲背量K2，滚刀螺旋角f≤5°。
（2）编制该刀具加工工艺。 已
知
条
件 名称 被切齿轮参数
符号 数值
法向模数 nm 4.25
分圆法向压力角 fn 17.5°
齿数 z 47
齿顶高系数 f 1
径向间隙系数 'C 0.25
分圆法向弧齿厚 fnS 6.68
变位系数 1 0
分圆螺旋角 f 5°14′10″
螺旋方向 右旋
精度等级 8FJ GB10095-88
4
目 录
一、齿轮滚刀部分„„„„„„„„„„„„„„„„„5
1.1设计原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
1.2结构设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
1.3参数计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
1.4工艺设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„10
二、插齿刀部分„„„„„„„„„„„„„„„„12
2.1 设计原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12
2.2 结构设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14
2.3 参数计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14
2.4 工艺设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„20
三、刀具现状与发展方向 „„„„„„„„„„„„„21
四、设计总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„23
五、主要参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„25
5 一、齿轮滚刀部分
1.1设计原理
（1）齿轮滚刀简单介绍
齿轮滚刀是加工直齿和斜齿圆柱齿轮最常用的刀具之一。一般地说，滚齿的生产率比插齿高。按其结构不同有整体式和镶片式。按模数的大小有小模数滚刀、中模数滚刀和大模数滚刀（m>8）。按加工用途可分为粗加工滚刀和精加工滚刀。按精度等级又可分为四种：AA级（用于加工7级精度齿轮）；A级（用于加工8级精度齿轮）；B级（用于加工9级精度齿轮）；C级（用于加工10级精度齿轮）。
滚刀很少做成双头刀，因为双头滚刀加工出来的齿轮容易出现相邻齿齿距误差超差情况，难以满足运动精度，传动精度。
（2）加工齿轮原理
齿轮滚刀加工齿轮的原理，犹如一对螺旋齿轮的啮合过程。滚刀就是具有一定切削角度的渐开线斜齿圆柱齿轮，滚刀的头数即相当于螺旋齿轮的齿数。这种齿数极少、螺旋角很大、牙齿能绕轴线很多圈的变态斜齿圆柱齿轮，其实质就是一个蜗杆。滚刀切削刃位在该蜗杆的螺纹表面上，这种切削刃所在的蜗杆称为基本蜗杆。滚刀要滚出正确的渐开线齿形，作为滚刀的基本蜗杆，应该是渐开线蜗杆。但是由于渐开线滚刀在制造上存在很多困难。工业上采用易于制造和检验，而端截面又近似于渐开线的蜗杆，作为滚刀的基本蜗杆。端面的齿形为阿基米德螺旋线。用这种近似蜗杆作为基本蜗杆的滚刀，称为阿基米德滚刀。但其存在造型误差
1.2结构设计：
(1)滚刀的外径
齿轮滚刀的外径是一个很重要的结构尺寸，其大小直接影响到其他结构参数的合理性。精度高的齿轮，滚刀的外径应愈大；反之可选择小一些。但滚刀外径愈大，则滚刀分圆螺纹升角愈小，因而可使滚刀的近似造型误差愈小，提搞齿形的设计精度。但是国外普遍采用小外径的滚刀。减少进给时间，效率高，精度低。但是靠剃齿提高精度。从而总工时少，精度反而更高。
(2)滚刀的长度
滚刀螺纹部分出去两端不全齿以外，应至少具有包络出被切齿面两侧完整齿形的所需长度，以及切削斜齿齿轮时所必须的增加量。
除2m的II型滚刀长度略小于滚刀外径以外，其余滚刀长度均等于其外径
(3)齿轮的容屑槽
除花键滚刀做成螺旋槽形式。滚刀的容屑槽一般做成与轴心线平行的直槽形式。提高制造和刃磨精度。
直槽滚刀左右两侧刃的切削条件不一致。当滚刀螺纹升角5f时，直槽滚刀并不引起被加工齿轮齿面质量有明显差别。5f时容屑槽做成垂直于滚刀螺纹的螺旋槽形式。当滚刀的容屑槽数关系到切削过程的平稳性、齿形精度和齿面光洁度，以及滚刀的每次重磨后的耐用度和使用寿命容屑槽数愈多。切削重叠系数愈大，分配在每个刀齿的负荷越小，因此切削过程愈平稳，滚刀耐用度愈高。但是槽数过多，刀齿的宽度减小，会使滚刀的可重磨次数减少。
6 (4)滚刀的切削角度：
滚刀的前角：精加工滚刀和标准滚刀为便于制造和测量，一般都采用0前角（非标刀同样适用）。负前角用于切削铸铁、硬齿面齿轮。正前角主要用于粗加工，精加工还是用0前角
滚刀的后角:
齿轮滚刀的顶刃后角和侧刃后角应保持一定的关系，侧刃后角小于顶刃后角。使滚刀重磨后齿形不发生变化。因此，滚刀的顶刃与侧刃必须采用相同的铲背量。其值用下式计算：
tanegegKDz
式中 K———滚刀径向铲背量；
Deg—— 滚刀外径；
zg—— 滚刀容屑槽数；
e—— 滚刀顶刃后角。
为使滚刀铲磨时有砂轮空刀，滚刀必须进行双重铲齿。
K 2 2.5
3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 8 9 10 12
K2 0.6--0.7 0.7--0.8 0.8--0.9
简单结构图如下：
结构设计参考一般齿轮滚刀的结构参数。具体参数，请看所附零件图。
7 1.3参数计算
齿轮滚刀的设计步骤及计算
已
知
条
件 被加工齿轮参数：
25.4mn法向模数 5.17。分度圆法向压力角fn 47z齿数
齿顶高系数f=1 25.0'C径向间隙系数 68.6Sfn分度圆法向弧齿厚
变位系数01 分度圆螺旋角01415f 螺旋方向：右旋
精度等级：8FJ GB10095-88
序号 计算项目 符号 计算公式或选取方法 计算精度 计算举例
1 滚刀精度等级 按齿轮精度等级选定滚刀精度等级 A级
2 基本尺寸
（1）外径
（2）孔径
（3）全长
（4）容屑槽数
egD
d
L
Zg 根据滚刀精度等级为AA级，按表2-2-1选取基本尺寸
10903290zgLdDeg
3 法向齿形尺寸
（1）齿顶高
（2）齿根高
（3）齿全高
（4）法向齿距
（5）法向齿厚
heg
Sthhfngngig mnCfheg)'(
2)('mnSmnthhhmnfhfngnigeggigC
0.01
0.01
0.001
0.01 68.6225.41416.325.1325.41416.363.103125.53125.531.525.425.0131.525.425.01Sthhhfngngigeg
齿轮滚齿夹具
课程设计资料
系 部 机械与电子工程系
班 级
学 号
姓 名
指导教师
材 料 目 录
序号 名称 数量
1 课程设计任务书 1
2 课程设计报告书 1
3 课程设计图纸 3
4 课程设计其它资料
5
6
课程设计工作进度及组员分工
课程设计资料归档
名 称 齿轮滚齿夹具之二
系 部
班 级
指导教师
审 核
材 料 目 录
序号 名称 数量 备注
1 课程设计计划 1
2
课程设计任务书 1 3 课程设计管理材料 4 课程设计总结 1 《机械制造装备设计》课程设计任务书 课程设计名称：齿轮滚齿夹具之二 课程设计要求： 1．设计结构方案合理可行，内容正确，其结构应简单实用。 2．设计计算方法正确，制定夹具零件图加工工艺合理。 3．全面完成规定的设计任务，图面质量好，符合制图标准。 4．课程设计工作进度计划：
序号 时间 工 作 内 容
1 12.5-12.6 审阅图纸：全面分析零件的技术要求，明确设计夹具的主要目的及其使用条件，准备相关技术资料
2 12.7-12.8 拟订夹具结构方案：<1>工件定位方案拟订<2>工件夹紧方案拟订<3>刀具引导方案拟订<4>夹具体结构，与机床安装方式及其他部分结构型式。确定夹具的最佳结构方案，绘制夹具的结构草图
3 12.9-12.10 夹具结构方案精度分析和计算：正确选择定位元件，进行定位误差分析计算，设计夹紧机构及夹紧力计算，确定各配合元件的配合关系及材料选择
4 12.11-12.14 绘图：绘制夹具装配图，绘制被加工零件图、夹具主要零件图（2件以上）并制定其出合理的机械加工工艺
插齿刀参数设计计算
1151033652.xls2020/3/19
插刀设计计算程序注: 参数表中
带黑体字并在
字底部有横线
的参数为输入
参数.齿轮及插刀参数名称齿轮及插刀参数齿轮及插刀参数名称齿轮及插刀参数插刀设计说明
齿轮产品编号13-52-077-054 E插齿刀编号22-D000输入预定插齿刀分圆直径
法向模数2.33161216插齿刀法向模数2.33161216125
法向压力角20插齿刀法向压力角20计算插齿刀齿数（输入插齿刀齿数不能与齿轮齿数有公约数）
端面压力角23.9871894插齿刀端面压力角23.9871894
齿数23插齿刀齿数4343.85284897
齿轮奇偶系数0.068295492插齿刀奇偶系数0.036530147
螺旋角35.1166400插齿刀螺旋角35.1166400
螺旋方向左插齿刀旋向右
分圆直径65.560插齿刀分圆直径122.569
基圆直径59.898插齿刀基圆直径111.984
基圆螺旋角32.7211863插齿刀基圆螺旋角32.72118628
外径71.32插齿刀最小曲率半径6.000插齿刀最小曲率半径取值范围在3至25之间.
最大曲率半径19.3569剃齿留剃量 DEITA0.08
齿顶压力角32.8756437输入剃齿时要求的切深量0
齿顶螺旋角37.4170691REG1值61.466如果REG1小于REG时插齿时会产生根切.
根径58.45REG 值60.379产生上述情况时可适当增大最小曲率半径或减少插齿刀齿数.
齿根压力角#NUM!输入插齿刀側后角 EPS3.000直齿插齿刀側后角一般为2至3度,斜齿插齿刀侧后角为3至4度.
齿根螺旋角32.0867648输入插齿刀有效使用厚 LG12
齿顶高2.880插齿刀外径 DEG126.487
齿全高6.435插齿刀齿顶厚系数 DETSEG0.3插齿刀齿顶厚系数模数1~1.5为0.4,模数1.75~3为0.31,模数3以上为0.25.
中心距76.962插齿刀齿顶厚允许最小值SEG10.699当插齿刀齿顶变尖时可适当减少有效使用长.减少最小曲率半径,或增大
插齿与滚齿的区别
插齿与滚齿的区别：
一个齿轮的加工过程是由若干工序组成的。 为了获得符合精度要求的 齿轮，整个加工过程都是围绕着齿形加工工序服务的。齿形加工方法很 多，按加工中有无切削，可分为无切削加工和有切削加工两大类。
无切削加工包括热轧齿轮、冷轧齿轮、精锻、粉末冶金等新工艺。
无切削加工具有生产率高，材料消耗少、成本低等一系列的优点，目前 已推广使用。但因其加工精度较低，工艺不够稳定，特别是生产批最小 时难以采用，这些缺点限制了它的使用。
齿形的有切削加工，具有良好的加工精度，目前仍是齿形的主要加
工方法。按其加工原理可分为成形法和展成法两种。
成形法的特点是所用刀具的切削刃形状与被切齿轮轮槽的形状相
同，如图9-3所示。用成形原理加工齿形的方法有：用齿轮铳刀在铳床
上铳齿、用成形砂轮磨齿、用齿轮拉刀拉齿等方法。这些方法由于存在
分度误差及刀具的安装误差，所以加工精度较低，一般只能加工出9~10 级精度的齿轮。此外，加工过程中需作多次不连续分齿， 生产率也很低。 因此，主要用于单件小批最生产和修配工作中加工精度不高的齿轮。
展成法是应用齿轮啮合的原理来进行加工的， 用这种方法加工出来
的齿形轮廓是刀具切削刃运动轨迹的包络线。齿数不同的齿轮，只要模 数和齿形角相同，都可以用同一把刀具来加工。用展成原理加工齿形的 方法有：滚齿、插齿、剃齿、玲齿和磨齿等方法。其中剃齿、玲齿和磨 齿属于齿形的精加工方法。展成法的加工精度和生产率都较高，刀具通 用性好，所以在生产中应用十分广泛。
一、滚齿
（一） 滚齿的原理及工艺特点
滚齿是齿形加工方法中生产率较高、应用最广的一种加工方法。在
滚齿机上用齿轮滚刀加工齿轮的原理， 相当于一对螺旋齿轮作无侧隙强 制性的啮合，见图9-24所示。滚齿加工的通用性较好，既可加工圆柱齿 轮，又能加工蜗轮；既可加工渐开线齿形，又可加工圆弧、摆线等齿形;
既可加工大模数齿轮，大直径齿轮。
滚齿可直接加工8~9级精度齿轮，也可用作7级以上齿轮的粗加工及
滚刀授课内容
１ 齿轮滚刀的设计及通用性验算
一 前 言
我厂是中小模数齿轮生产的专业厂，用于加工齿轮的最常用的刀具-滚刀在我厂的应用非常普遍，批量化生产和单件小批量生产所需的滚刀大部分都属于专用滚刀，需要进行单独的设计与制造。
二 齿轮滚刀的加工原理：
齿轮滚刀加工齿轮的原理，就是一对螺旋齿轮的啮合过程。滚刀实质就是一个具有一定切削角度的蜗杆。滚刀切削刃所在的蜗杆，称为滚刀的基本蜗杆。目前我们常用的滚刀
是阿基米德滚刀，其轴向截面为直线齿形。
三 齿轮滚刀的分类:
齿轮滚刀按结构分为整体和镶片两种；按模数可分为大、中、小三种；按用途可分为粗、精两种；按精度等级又可分 ２ 为四种：AA级滚刀（用于加工7级齿轮），A级滚刀（用于加工8级齿轮），B级滚刀（用于加工9级齿轮），和C级滚刀（用于加工10级齿轮）。
四 齿轮滚刀的结构参数：
1，小模数齿轮滚刀为了能使刀齿顶部形成切削后角，其槽形角一般取45,并适当增大槽底圆弧半径。由于小模数齿轮滚刀螺纹升角很小，故容屑槽做成平行于其轴线的直槽。
2，滚刀的外径：
滚刀的外径是一个重要的结构尺寸，其大小直接影响到其它结构参数的合理性。一般情况，精度要求高的齿轮，滚刀的外径应选择大一些，精度底的齿轮，滚刀外径可选择小一些，因为滚刀外径越大，则分圆螺纹升角越小，滚刀的近似造型误差越小，可提高齿形的设计精度。
滚刀外径大可使孔径增大，从而增加滚刀心轴的刚性。同时，滚刀外径的增大，还可以使容屑槽数目增加，减少切 ３ 齿时齿轮齿面的包络误差，减小滚刀单齿的切削负荷，提高齿轮的耐用度和齿轮表面光洁度。同时，滚刀的外径也要考虑零件和机床的结构特点。
我厂齿轮滚刀外径尺寸一般为Ф25，Ф32（加工模数小于1的齿轮）Ф50Ф63(加工模数大于1的齿轮)。
3，滚刀外径偏差按d10(GB159-59)规定。
插齿机数控滚齿机
第三节 YM5150A插齿机
插齿机可加工内、外啮合的圆柱直齿轮，尤其是适合加工内齿轮和多联圆柱直齿轮。
一、插齿机的传动原理图
插齿机的加工原理类似一对啮合的圆柱直齿轮，一个是齿坯，另一个是插齿刀（端面具有切削刃的齿轮形刀具），按照展成法加工。插齿原理及插齿机传动原理图如图3-10所示。插齿刀的沿齿坯齿向的往复运动A2为主运动，由偏心轮的曲柄驱动，通过调整曲柄偏心距改变插齿刀的插齿行程；插齿刀往复运动A2为间接动力源，驱动插齿刀旋转运动B11的传动链为圆周进给链，圆周进给量为/rA2；插齿刀的旋转运动B11为间接动力源，驱动齿坯旋转的传动链为展成运动链，展成运动链为内联系传动链，其传动联系为
zzi0
式中:zz、0——插齿刀、齿坯的齿数。
二、YM5150A插齿机传动系统
YM5150A精密插齿机是在Y5150A基础上通过提高关键零部件的制造精度而成的。主a)
b)
图3-10 插齿原理及插齿机传动原理图
a) 插齿原理 b) 插齿机传动原理图 vifii图3-11 YM5150A插齿机传动系统图 要用于加工内、外齿、直齿圆柱齿轮、多联齿轮、轴齿轮。传动系统如图3-11所示。
1. YM5150A插齿机主运动链
YM5150A主电动机为Y112M-4，额定功率kW4，额定转速min/1440r，运动经同步带传递到离合器YL1，经主运动链变速机构至曲柄盘，带动插齿刀轴向运动；由粗加工变为精加工时，离合器YL1使插齿刀轴向运动速度自动提高58.1倍。主运动链传动路线为
——300100min/14404电动机rkW曲柄盘—47/4353/3759/3143/3257/1831/4940/40
插齿刀每分钟的往复冲程数为
插齿应用与插齿刀的加工
插齿应用与插齿刀的加工几年前，有些齿轮专家曾预言今后插齿刀在齿轮加工方面的应用将大大减少，到那时，将没有汽车齿轮生产企业再使用插齿刀，在设计制造齿轮传动装置时也将不再考虑采用插齿工艺加工齿轮。通常认为插齿工艺是在齿轮不能用滚刀加工的情况下采用的齿轮加工方法，这种加工方法费用高、齿轮制造质量差。但事实上，认为插齿工艺主要适用于加工带台肩齿轮的原因，是因为带台肩的齿轮容易产生刀具干涉问题通常不能采用滚齿工艺加工（如图!所示）。其实，插齿刀也广泛用于直齿、斜齿的内齿轮加工。一般来说，如果齿轮采用内齿拉削工艺比较困难，就可以采用插齿加工。图!用插齿刀对带台肩的齿轮进行插齿加工与滚齿相比，插齿的缺点在于加工的循环时间较长。另外，在插齿加工时，由于插齿刀和齿轮两者的啮合运动，插齿刀的整体误差、插齿刀刀齿上可能出现的误差或变形（如裂纹、刀齿磨损及刀齿的损坏）会传递到被加工齿轮上，严重时甚至会引起齿轮轮齿的损坏。尽管如此，过去对插齿刀的悲观预言现在却并未得到证实。相反，插齿刀目前还是齿轮加工使用最广泛的刀具之一。其主要原因不仅因为滚齿工艺比插齿工艺的成本高，更重要的是随着制造技术的发展，高精度、高效率的现代插齿机与插齿刀目前已可以达到几年前难以想象的切削速度和切削效率。齿轮刀具的效率提高主要应归功于刀具材料的优化、"#$涂层技术与设备的改进，而优化全部加工动作、操作功能的现代数控系统的发展则可大大缩短机床加工的循环时间。除此之外，还有许多已开发（尚未完全实现）的方案可使滚齿和插齿在技术上的差距进一步缩小。这关系到使用新型的齿轮刀具加工机床。即使不能充分利用齿轮刀具而且重磨次数有限制，这些新型的齿轮机床也有利于降低生产制造费用。如图%所示，磨削插齿刀时难以让根圆直径!#和齿顶倒角高度"&保持一致。这是因为重磨后插齿刀与齿轮的轴距和插齿刀齿厚的减少不可能与插齿刀自身的齿顶倒角高度及齿顶倒角角度取得一致。图%中轴距#的减小严格遵照数学定理，数学模型中包含着让轴距变化与插齿刀高度$不相称的三角方程。相反，齿顶修形"’与齿顶倒角角度以线性关系对应，二者随插齿刀高度的减少呈线性变化。图"根圆直径与齿顶倒角在插齿刀插齿过程中因寿命变化而有所变化要达到上述目标的必要条件在于通过平移砂轮而得到想要的插齿刀。这类砂轮，加工时除了在刀具两齿面上作渐开线运动，还作轴向运动以使齿顶倒角角度呈线性变化。如今，这种先进的插齿刀制造工艺很受刀具制造商欢迎。过去许多齿轮制造商采用带固定砂轮的机床，这对齿顶倒角的角度影响很大，会使齿顶倒角的斜线出现在齿轮的齿根上。因此，在刀具使用过程中，齿轮上的倒角变化很大。除此之外，插齿刀的倒角变化也取决于插齿刀高度$及磨削齿面、齿根的砂轮直径。用于磨削剃齿刀的现代刃磨机床可以轻松地磨削插齿刀，这样有助于直接编程序并加快磨削效率。然而，由于使用的是碟片砂轮，故齿顶倒角角度不均匀的问题仍然存在。与插齿刀磨削机床使用的砂轮相比，碟片砂轮的直径比较大（约!()*&&），而平面砂轮的直径只有大约%)*&&。两种磨削方法———平面砂轮磨削和碟片砂轮磨削分别见图+。图#成形磨削加工的两种不同方法：碟片砂轮磨削，平面砂轮磨削,,工具技术
插齿机设计原理图.
第 1 页 共 48 页 教学实验用齿轮插齿机设计
姓 名：
班 级：
学 号：
指导教师：
学 校：
日 期：
第 2 页 共 48 页 摘 要
本设计研究的是小型教学实验用齿轮插齿机，主要内容有插齿机的传动原理与方法的拟订、传动系统的运动分析与计算和总体结构设计。
在设计过程中主要采用机械传动方式，基本上包含了各种比较典型和常用的机械传动，如：带传动、圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动、蜗轮蜗杆和链传动等。总体结构设计上采用了分离式传动，能够比较直观地反映机械加工机床的特点。机床实现了齿轮加工所需的插齿、圆周进给、径向进给等运动。
关键词：机械传动; 插齿; 加工
第 3 页 共 48 页 目 录
前 言 .......................................................................................................................... 6
1 概述 ............................................................................................................................ 7
1.1 本设计的目的和意义 ..................................................................................... 7
1.2本设计的研究内容 .......................................................................................... 8
机械制造与自动化专业《项目七、任务2 掌握齿轮加工方法》
任务2 掌握齿轮加工方法
一、齿形的铣削加工
铣削加工是用成形法加工齿轮齿形的一种方法，这种方法简单，但生产率不高，加工精度较低〔9～11级〕，齿面外表粗糙度数值较大〔～〕，适用于单件小批生产。
〔一〕工作原理
一般在普通卧式铣床或立式铣床上用成形法加工齿轮，此时铣刀的旋转是主运动，被切齿的毛坯随工作台作纵向进给运动。当一个齿槽切好后利用分度头进行分度，再依次加工另一个齿槽，直到切完所有齿槽为止，如图7-9所示。
-齿轮滚刀 2-工件
图7-9 齿形的铣削加工
图7-10 用滚刀加工齿轮
〔二〕铣削过程
以m=3mm，=24直齿圆柱齿轮为例，其铣削过程如下。
1．铣刀的选定。m=3mm，=24，按表7-1对应的所铣齿轮齿数21~25，应选用4号铣刀。
2．分度头计算。按简单分度法计算分度头手柄的转数n：
n= z40=2440=12416 即铣完一齿后，分度头手柄摇一圈，再在24的孔圈上转过16个孔距
3．工件的装夹与校正。加工直齿圆柱齿轮时，应配制相应的心轴，将工件锁紧在心轴上后，用分度头夹紧心轴一端，尾座顶尖顶另一端。夹紧后应对工件进行以下校正：
①校正工件的径向和端面的圆跳动；
②校正分度头和尾座顶尖的等高；
③校正工件对铣床导轨的平行。
4．对刀及背吃刀量的控制。刀具对正工件中心一般采用切痕法。即将铣刀转动后，先升高工作台使齿坯接近铣刀，再横向来回移开工作台让铣刀圆周切削刃轻擦工件顶部，擦出椭圆形刀痕，接着调整铣刀廓形对称线对准椭圆中心即可。
背吃刀量应按2.25m计算。即×3=6.75mm。为了保证齿面的外表粗糙度，应分粗、精铣两次进行。一般粗铣后要留~2mm再精铣。本例中可先铣去~5mm，再对好齿轮所要求的尺寸铣第二刀。
用成形法可加工直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮等。
二、齿形的滚齿加工
滚齿是在滚齿机上用与被切齿轮同模数的齿轮滚刀来加工齿轮，如图7-11所示。
硬质合金插齿刀的结构设计
硬质合金插齿刀的结构设计 Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｃａｒｂｏｎ Ａｌｌｏｙ Ｇｅａｒ ｓｌｏｔｔｉｎｇ Ｔｏｏｌ 包头职业技术学院（０１４０３０）樊忠和 【摘要】硬齿面齿轮加Ｉ，特别是热处理后直径较小的内齿轮精加Ｉ，既不能采用传统的磨齿 艺，也不能采用硬质合金滚齿刀进行刮削加Ｉ，这里主要介绍用于硬齿面插齿的硬质合金插齿 刀结构设计的关键问题——修正计算与误差分析。 关键词硬质台盎插齿刀 修正计算 误差分析 Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｃａｒｂｏｎ ａｌｌｏｙ ｇｅａｒ—ｓｌｏｔｔｉｎｇ ｔｏｏｌ，ｒｅｖｉｓｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｅｒｒｏｒ ａｎａｌｙｓｉｓ 随着机械工业的发展，硬齿面齿轮的应用越来 越广。但是，硬齿面的内齿轮、双联（三联）或带台肩 的齿部加工，却一直没有一个既经济又有效的工艺 方法。这种齿轮既不能采用传统的磨齿工艺，也不能 采用硬质合金滚齿刀进行刮削加工，特别是热处理 后直径较小的内齿轮精加工，目前还没有更好的加 工方法，因此，严重影响其工作寿命。 我院与兄弟厂共同研制的硬质合金插齿刀，主 要用于普通结构的硬齿面插齿，适宜硬齿面内齿轮、 双联或三联以及带台肩齿轮齿面精加工，插齿刀精 度分为Ａ、Ｂ级２种，分别用于ＪＢ一８３规定７、８精 度齿轮。刀具规格范围是模数１－－６，公称圆直径ｉ００ ｍｍ，基准齿形角为２０。，前角为 ５。，盘形直齿 结构。 下面探讨硬质合金插齿刀设计的关键问题，也 就是齿形角的修正计算与误差分析，所给出的方法 及公式均在实践中得以验证。 齿形角的修正计算 插齿刀工作时的产形轮齿廓是切削刃在端面上 的投影，由于前、后角的影响，这个投影不是渐开线， 故使被切齿轮产生了齿形误差，误差的计算式为： ４ 一（ 一ｔｏ）ｔａｎ７・ｔａｎａ．・ｓｉｎａ 式中：ｒｎ、 ——刀具分圆半径、计算点半径； ｙ、 、ｎ——刀具前角、后角、分度压力角。 误差值随前、后角的增大而增大，误差方向随前 角正负而改变，如图１。对于ｍ一５、ｙ一一５。、％一 ６。、口一２０。、ｚ一２０、ｒ日。＝５６．２ｒａｍ的插齿刀，齿顶误 差△ 一一０．０１９４ｒａｍ，齿根附近误差 一 ＋Ｏ．００９３ｍｍ。这已经超出了齿形误差允许值，为了 减小上述误差，可对插齿刀的分度圆压力角进行修 正，使切削刃在端面上的投影接近于所要求压力角 的正确的渐开线齿形。 硬齿面加工用的硬质合金插齿刀一般都作成顶 刃负前角形式，使得两侧切削刃获得相应的负刃倾 角，插齿过程便具有斜角切削的特性。这种切削特性 不仅在硬齿面滚齿加工中获得成功，在硬齿面插齿 加工中也同样有效。但硬质合金插齿刀的制造与检 验条件不允许采用较大的顶刃前角。这是与硬质合 金刮削滚刀不一样的。为了兼顾硬质合金插齿刀的 齿形精度与切削性能，顶刃前角一般选用 ５。为好。
刀具的结构
教学课题 刀具的结构
教学课时 2
教学目的
掌握常用车刀的类型及特点
掌握铣刀的几何角度
掌握孔加工刀具的结构特点
教学难点 孔加工刀具的结构特点
教学重点 常用车刀的类型及特点
教学方法 讲解法、讨论、实物
教具准备 教材
、车刀、麻花钻
教学过程
复习导入 在工件上加工出内﹑外螺纹的方法,主要有切削加工和滚压加工两类。
新课学习 课题导入
刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。 绝大多数的刀具是机用的，但也有手用的。由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料，所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。切削木材用的刀具则称为木工刀具。
授课内容
刀具分类
1. 按材料分：高速钢、硬质合金
2. 按加工方式和具体用途分：车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和磨具等。
3. 按结构分：整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等；
4. 按是否标准化分：标准刀具和非标准刀具。
一. 车刀
应用最广。主要用于加工回转面(如内外圆柱面、圆锥面、成形回转面等)、端面、螺纹、切槽和切断等。
1. 车刀分类
按用途分：图4-1偏刀、割刀、镗刀、成形刀。
按结构分：整体式、焊接式(图4-2)、机夹式(图4-3)、可转位式(图4-4)和成
形车刀等。高速钢刀具一般制成整体式；硬质合金刀具一般制成焊接式和机夹式。
可转位刀片型号：见标准GB2079-87。
可转位车刀常用的夹紧机构：见图4-5。
2. 可转位机夹刀片特点
1) 用机械夹固的方法将普通刀片夹持在刀杆上；
2) 刀片无需高温焊接，不会引起硬度下降、产生裂纹；
3) 刀具耐用度高，生产率高；
4) 刀杆可重复使用，废刀片可回收再制，经济效益高；
5) 刀片重磨后，尺寸逐渐变小，为了恢复刀片的工作位置，在车刀结构上设有刀片调整机构，以增加重磨次数；
6) 刀片压板的端部，可起断屑器作用。