齿轮加工试验指导书

一、 试验目的与要求：

1．了解齿轮加工的工艺方法；

2. 掌握插齿和滚齿加工渐开线齿轮齿廓曲线的原理和特点； 3. 了解齿轮公法线测量和齿厚测量的原理和公式； 4．了解螺旋锥齿轮加工的方法和特点；

二、实验设备和工具 1. 滚齿机；

2. 齿坯材料；

3. 游标卡尺，齿深卡尺；

三、齿轮加工的原理

齿轮加工主要采用成型法和展成法，成型法是直接使用齿轮成型铣刀将齿铣出,但生产率低，精度差，齿轮主要参数(模数、齿数、变位系数等)的任何一个发生改变都要更换刀具，仅适用于单件生产及精度要求不高的齿轮加工。

展成法是利用刀具和齿轮形成展成运动,来加工齿轮. 展成法加工时，其中一轮为刀具，另一轮为轮坯。他们之间保持固定的角速度比传动，好象一对真正的齿轮啮合传动一样，同时刀具还沿轮坯的轴向作切削运动，这样制得的齿轮齿廓就是刀具的刀刃在各个位置的包络线。

展成法主要有滚齿和插齿,滚齿是模拟蜗杆齿轮啮合来加工的.插齿是用模拟两个齿轮啮合来加工的.滚齿用的多,因为滚齿的滚刀的齿形是直线的,方便加工,而插齿的刀具就是一个铲背了的齿轮,齿形是渐开线,加工起来没这方便.但插齿能用在一些滚齿不能加工的位置上,如内齿和退刀距离过短的双联或多连齿轮.

本试验采用滚齿的方法加工直齿轮和斜齿轮，滚齿的几种运动如下： 1．切削运动：主传动链

2．分齿（展成）运动：展成传动链 3．轴向进给运动：进给传动链 4．附加运动（差动）：差动传动链

主运动传动链：由动力源（电机）到刀具主轴的传动链称为外联系传动链，即电机-1-2-iv-3-4-滚刀。

展成传动链，联系滚刀和工件之间的传动链，它用以保持B1和B2之间的严格传动比关系，故又称内联传动链，滚刀（B1）-4-5-ix-6-7-工件（B2）。 进给传动链为：工件-7-8-is-9-10-刀架升降丝杠-刀架。

差动传动链：这条内链即：刀架-丝杠-12-13-iy-14-15-合成-6-7-ix-8-9-工件，由于形成的导线是螺旋线，即刀架的下降运动A和工件的旋转运动B3复合成螺旋运动。此前工件因参与展成运动与具有旋转运动B2，而工件只有一个自由度，所以B2和B3必须合成一个运动之后再传给工件才行，B3称为附加运动。刀架和工件之间的复合运动保证刀架直线移动一个螺旋线的导程T时，工件的附加转动为一转。

如上所述，滚切斜齿圆柱齿轮时，除了滚切直齿的3个传动链外，只增加了1个差动链。滚齿机既要能加工直齿，又要能加工斜齿圆柱齿轮。因此，滚齿机是根据滚切斜齿轮的传动原理图设计的。当滚切直齿圆柱齿轮时，要将差动链断开（iy不挂挂轮）使其不起作用；对合成机构的结构上稍作变动，把机构自由度由二变为一，消除其合成功能，只起联轴器的作用即可。

直齿轮的加工计算： 分齿挂轮计算公式

CfKZab： cd Cf-----分齿定数，根椐机床的不同而不同，有24、48、96等，可查自己的机床说明书。 本机床为24或48；

K-----滚刀头数； Z-----被加工的齿轮齿数； 斜齿轮的加工计算：

差动挂轮计算公式：

CcsinKab

MncdCc-----差动定数，不同机床的差动定数不同，本机床差动定数为7.95775

-----工件螺旋角 Mn-----法向模数

四、实验步骤

在滚齿机上加工圆柱齿轮的滚齿操作过程：

（1）按图样要求，进行分齿挂轮计算，对于斜齿轮还要计算差动挂轮，检查齿坯的齿顶圆尺寸。

（2）安装挂轮，装夹、校正工件。

（3）选择和安装滚刀，调整机床切削参数，并检查切削液和冷却系统的工作情况。 （4）用试切法对刀。

（5）在齿坯上铣出很浅的刀痕，工件转动一周，检查分度计算和调整是否正确。 （6）调整铣削深度。一般应分粗铣和精铣两次切出全部齿深。粗铣铣完两齿槽后测量齿厚或公法线长度，然后计算精铣的进给量。 计算公式：精铣进给深度＝

（测量的公法线长度－图纸要求公法线长度）/(2*sin(压力角))

（7）铣好全部齿槽后，应对公法线或齿厚再测量一次，然后拆下工件交验。

五、齿轮齿厚的测量方法:

分度圆齿厚测量示意图：

分度圆弦齿高

1*hthammz(1cos)

22z分度圆弦齿高

stmzsin2z

公法线测量示意图：

公法线长度计算：

跨齿数的选择：

测量公法线长度时应使量具两个量占的工作面与齿轮的接触点落在分度圆上，或在分度圆附近与齿面接触，以便消除齿形角误差对测量结果的影响。要满足这一条件应选择合适的跨齿数ｎ。

当20o时，对标准齿轮或变位系数不大的齿轮，ｎ可由下式算得：

nz0.5，当计算结果有小数时应取相近的整数。 9计算公法线的公称长度Wk： 对于标准齿轮用下式计算：

Wkmcos()[(n0.5)zinv()]inv()tan

六、思考题

1滚齿后，常用哪几种测量方法? 比较滚齿后常用测量方法的特点

答：（1）用齿轮游标卡尺测量齿轮的分度圆弦齿厚和分度圆弦齿高。测量分度圆弦齿厚和分度圆弦齿高其特点是测量分度圆弦齿厚时，要以齿顶圆作为测量基准，但齿轮实际工作时齿顶圆精度要求不高，故齿顶圆的设计和加工精度一般较低，影响弦齿厚的测量精度。 （2）用公法线长度千分尺测量齿轮的公法线长度。测量公法线长度 其特点是量具简单，测量方便、准确、齿顶圆的制造误差对公法线长度测量值无影响。

2、滚齿时时产生废品的主要原因有哪些? 答：滚齿时产生废品的主要原因有：

（1）齿数和图样要求不符 产生原因是：未仔细看清图样；分度计算错误或挂轮调整错误。

（2）齿高、齿厚不正确 产生原因是：滚齿深度调整错误，测量错误或滚刀调整错误。 （3）齿面表面较粗糙 产生原因主要是：滚刀钝或铣削量过大；滚刀或工件装夹不好，未调整紧固好，切削时产生振动。

3、什么叫斜齿圆柱齿轮的当量齿数?

答：根据几何关系可知，斜齿圆柱齿轮齿线上某一点处的法平面与分度圆柱面的交线是一个椭圆。以此椭圆的最大曲率半径作为某一个假想直齿圆柱齿轮的分度圆半径，并以此斜柱齿轮的法向模数和法向齿形角作为假想直齿圆柱齿轮的模数和齿形角，该假想直齿圆柱齿轮就称为所述斜齿圆柱齿轮的当量齿轮。所谓斜齿圆柱齿轮的当量齿数，就是指该斜齿圆柱齿轮的当量齿轮齿数

齿轮加工实验报告

班 级 姓 名 学 号 实验日期 成 绩 一、试验设备

1 机床型号（机床分齿定数，差动定数） 2齿轮（材料，齿数，模数，螺旋角等参数） 3加工刀具（型号 ，头数，螺旋角等参数）

二、加工过程记录 三、问答题

1 试比较滚齿与插齿的应用范围与加工精度。 2、为什么说滚齿加工存在原理误差？

3、试画出滚齿机的运动原理结构图，并结合该图说明：如何实现数控滚齿? 4、列举几种渐开线圆柱齿轮的磨齿方法，画出渐开线内齿轮磨齿机运动原理图。 5、什么是平顶产形轮，平面产形轮？弧齿锥齿轮加工中刀号起什么作用？ 6、弧齿锥齿轮形成局部椭圆形接触区有什么优点？ 7、结合下图说明，弧齿锥齿轮的加工参数。