第四十讲 渐开线齿轮的切制
1、齿廓切制的基本原理 铸造法
热轧法
齿轮加 工方法
冲压法 粉末冶金法
模锻法
切制法
一种模数只需要一把刀具 连续切削，生产效率高， 精度高，用于批量生产。
产生齿形误差和分度误差， 精度较低，加工不连续，生 产效率低。适于单件生产。
仿形法
范成法
(展成法共 轭法 包络法)
铣削
拉削 插齿 滚齿
3.1产生根切的原因 刀具在位置1开始切削齿间； 在位置2开始切削渐开线齿廓； 在位置3切削完全部齿廓；
基圆
O1
rb
ra
r
α
N1
B2
α
P
1
B1 2
3
PB2<PN1 不根切
rb r
O1
rb α
N1 B2
α
P
1 B12
PB2=PN1 不根切
3
JM 返回
在位置2开始切削渐开线齿廓；
在位置3切削完全部齿廓；
到达位置4时，轮坯转过φ角， 基圆转过的弧长为：
N1 N’1＝rbφ ＝ rφcosα
刀具沿水平方向移动的距离： N1M ＝rφ
沿法线移动的距离： N1K ＝ N1Mcosφ
O1
φ rb
α
r
B2 N’1 K N1 α M
＝ rφcosα
弧长与直线长度相等： N1K ＝ N1N’1
已加工好的齿廓根部落 在刀刃的左侧，被切掉；
c)变位修正，刀具远离轮坯中心。
所得齿轮为变位齿轮。
r
rb1
N1 B2 P
Fr2
Fn2
Fr1
Fn1
α1 α2 Ft =M/r
α2 rb2
r
rb1
B2 N1
B2
α1 r
rb1
N1
B2
α1N1 αB2 2
P
P
增大压力角后有副作用
JM 返回
相当于齿轮齿 条啮合传动
ω 滚刀轴剖面 0 相当于齿条
ω
v
V＝ωr＝ωmz/2
JM 返回
c*m h*am h*am c*m
2、用标准齿条型刀具加工标准齿轮
2.1标准齿条型刀具 GB1356-88规定了标准齿条型刀具 的基准齿形。
标准齿条型刀具比基准齿形高出c*m 一段切出齿根过渡曲线。
α=20° πm/2 πm/2
B2 N1
P ra1
不根切
ra2
这时极限啮合点N1的位置随基圆大小变动， 当N1 B2两点重合时，正好不根切。
刚好不根切
ra3
根切
∞
不根切的条件： P N1≥P B2
O1 α
在△PN1O1 中有： PN1=rsinα =mzsinα/2
rb3
在△PB2B’ 中有： PB2=ha*m/sinα
代入求得： z≥2 ha*/ sin2α
P α
B1 12
发生根切
3
4
结论：刀具齿顶线与啮合线的交点B2落在极限啮合点N1的右上方，必发生
根切。根切条件为： PB2>PN1
50J分M 钟返回
3.2渐开线齿轮不发生根切的最少齿数
O1 rb1
齿条型刀具比齿轮型刀具更容易发生根切。 当被加工齿轮的模数m确定之后，其刀具齿顶 h*am 线与啮合线的交点B2就唯一确定，
适用于加工大模数 m>20 的齿轮和人字 齿轮。
切削
ω
进给
分度 指状铣刀加工
JM 返回
切 削 运 动
让刀运动
ω0
ω
范成运动
i=ω0 /ω=z/z0
齿轮插刀加工
共轭齿廓互为包络线
ω0
ω
切削
齿条插刀加工
v
范成
让刀
ω
进给
V＝ωr＝ωmz/2
JM 返回
进给
滚刀
ω0
滚刀倾斜
γ
范成运动
t
ω0
ω
切削
进给
t
滚齿加工
剃齿
磨齿
盘铣刀 指状铣刀
8把一组各号铣刀切制齿轮的齿数范围
铣刀号数
1
2
34
56
78
所切齿轮齿数 12～13 14～16 17～20 21～25 26～34 35～54 55～134 ≥135
JM 返回
ω
分度
osα可知，渐开线
形状随齿数变化。要想获得 精确的齿廓，加工一种齿数 的齿轮，就需要一把刀具。 这在工程上是不现实的。
顶线
2.2用标准齿条型刀具加工标准齿轮
加工标准齿轮： 刀具分度线刚好与轮坯的分 度圆作纯滚动。
分度圆 分度线
hf=(h*a+ c*)m
ha=h*am
s
加工结果： s＝e＝πm/2
ha=h*am hf=(h*a+ c*)m
e
JM 返回
3、渐开线齿廓的根切 图示现象称为轮齿的根切。
分度圆
根切的后果： ①削弱轮齿的抗弯强度； ②使重合度ε下降。
即：
zmin＝2 ha*/ sin2α
取α=20°, ha*=1，得: zmin=17
h*am
rb
r rb1
N1
α N1 B2 N1
P
B’
JM 返回
3.3避免根切的措施
a)减小ha* ↓ →εα↓ →连续性、平稳性↓，
b)加大刀具角α ↑ →正压力Fn↑ →功耗↑，
须用非标准刀具。
得用非标准刀具。