滚齿机滚切在滚齿机上加工直齿和斜齿圆柱齿轮轮的展成传动链中∈是什么意思

请问仅有采用展成法加工齿轮才需要考虑齿轮根切问题吗?如果1问成立的话,那么通过粉末冶金或线切割方法获得的齿数少于17(最小根切齿数)的齿轮应该也会发生根切现象吧(假如配对的齿... 请问仅有采用展成法加工齿轮才需要考虑齿轮根切问题吗?
如果1问成立的话,那么通过粉末冶金或线切割方法获得的齿数少于17(最小根切齿数)的齿轮应该也会发生根切现象吧(假如配对的齿轮副看成是 插齿齿轮(多于17齿),那么在使用过程中小齿轮依然会出现“根切”的现象),不知道我的假设是否成立?
还是所有的设计齿轮齿数都必须大于17齿?
求齿轮加工行业或专业齿轮设计的大佬们帮小弟解答一下上述疑问。不胜感激!小弟没有分数可送,只有由衷的祝福与顶礼膜拜!

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采用展成法加工齿轮才会出现根切现象。一般齿轮是用展成法加工,在设计时,小齿轮都会大于17个齿。展成法含滚齿与插齿。

感谢楼上的大哥,我想知道如果我通过粉末冶金或者塑料注塑的方式设计的少于17个齿的齿轮(比如11个齿),那么,可以正常使用并工作吗?会不会在使用的过程中发生根切现象?谢谢!
根切是在齿轮加工过程中出现的,不是啮合(齿轮工作时)产生的。采用粉末冶金的方法制作齿轮,如果是用齿轮模具,模具如果是机械加工制作的本身已经有根切。有根切的齿轮一样工作,不过是承载能力差一点,寿命低一点。如果载荷不大,运用场合要求不高,使用没有问题。含塑料齿轮。
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  (川大机制大四实验报告)数控滚齿机调整及齿轮加工实验


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滚刀装设时,刀刃导程会对准齿轮之齿筋方向,此时滚刀之刀刃导程相当于假想之齿条,在渐开线齿轮场合,齿条刀刃形状是直线,滚刀只要有回转,接二连三的刀刃往工件里切入,切出齿。因为刀刃是沿着螺纹分布,随着回转而切入之刀刃往左边移动,工件也配合此动作往左边移动。只要回转齿轮工件就会从齿顶部逐渐往齿部切出齿形。1条(单口,本厂均是)滚刀之场合,滚刀1回转,相当于假想齿条前进一个节距。齿轮工件也只需运转1个节距即可。即要切削Z齿数齿轮时,相对于齿轮工件之1回转、滚刀必须有Z回转才可。

可根据加工零件的精度要求来选用滚刀,通常加工5级精度(GB)的齿轮应采用“AAA”级的滚刀,加工6-7级精度的齿轮采用“AA”级的滚刀,加工8-9级精度的齿轮可采用“A”级或普通级的滚刀。

滚刀安装应根据压力角、模数、精度以及刀杆直径选择相应的滚刀,滚刀在刀杆安装夹紧后,应使用百分表,检查滚刀上两个凸台的径向跳动(有些滚刀只有一个凸台),两凸台的跳动方向和数值应尽可能一致,以避免滚滚刀安装的偏斜。根据加工零件的不同精度等级,滚刀安装允许的径向跳动值为:(依GB精度)

 刀刃面的真直度误差
 被切削齿轮的实际误差

1.  滚刀进给(移位)方向:

      切削时振动小,切削平稳,当机床走刀机构存在间隙时,刀齿也不会断裂或崩刀,但刀具易磨钝;刀齿切出时毛刺较大。

     刀具寿命长,消耗功率小,但机床的走刀机构必须要有消除走刀丝杆与螺母间隙的装置,否则易使滚刀产生断裂或崩刃,同时要求机床的刚性较高。

(6)通常滚切直齿时推荐采用逆铣的方法加工;滚切斜齿轮时可根据需要进行选择,也常采用逆铣的方法;

二、   工件装设要点及对精度的影响:

1.  偏心误差:工件装设时偏摆或弯曲会造成偏心误差。

P类硬质合金常用牌号为P25P40。这类整体硬质合金滚刀在新刀时要进行TiN表面涂层处理,但刃磨后一般不再进行涂层。K类硬质合金滚刀常用于对淬硬钢齿轮的齿形精加工,牌号多为K10,对较小模数的滚刀要用细颗粒硬质合金。在精滚齿时,新刀及每次刃磨后均进行TiN涂层处理。轿车方向盘转向器上的小齿轮淬硬后采用硬质合金滚刀精滚工艺。

对中小模数的轿车齿轮(m=1.42.8mm),一般选用h1max0.20.25mm。对模数大的齿轮,可选用较大值为0.250.3mm
  上述欧洲工具厂的高速钢滚刀材料常用含钴5%的钴高速钢S6-5-2-5(S后的数字依次为钨---钴的百分数),淬火硬度为6566HRC

  美国star工具厂是美国主要的齿轮滚刀生产厂之一。该厂也是推荐滚刀顶刃的最大许可切屑厚度h1max来确定滚刀进给量。

根据滚刀顶刃最大切屑厚度h1max值换算成滚刀轴向进给量fa值才能在滚削加工中应用。德国人Dr.B.Hoffmeister博士于1979年在阿亨大学发表的论文中研究了滚齿中的顶刃最大切屑厚度,并建立了计算用数学公式,用它可以从顶刃切屑厚度计算工件每转的轴向进给量。此公式在顶刃切屑厚度h1max=0.35mmm=1的滚刀和h1max=0.1mmm=32的滚刀皆得到验证。德国的滚刀厂皆用Hoffmeister博士的公式从h1max值计算fa值。计算式为

Fh1FmFz2FdF(N/z0)Fa6个影响因子,各有其计算式。由于各因子的计算方程式较为复杂,考虑工业应用,近年有人将其简化列于表1 1 fa的各影响因子计算方程式(简化式)

影响因子名称 计算方程式 顶刃切屑厚度h1因子Fh1

fa――滚刀轴向进给量/工件每转,mm/r

b――齿轮分圆螺旋角,公式中为弧度值(以度数为单位的b角,要乘p/180)

  滚削实例的原始数据及按公式(1)计算所得的fah1max均列于表2,说明如下。

  这组数据为德国Fette工具厂1993年在德国Nord齿轮厂作的圆磨滚刀与整体多头、多刃齿轮滚刀加工轿车齿轮的经济分析的一部分。齿轮材料的抗拉强度为650N/mm2Fette厂在数据中既给了fa值,也给了h1max值。经将h1max值代入公式(1),求得的fa值和已知fa值相同。这个试验是在给定相同的h1max值前提下进行的,说明该厂是用公式(1)来决定相应的fa(1中的6个因子计算式即为该厂提供)
  3号与4号两把滚刀,主要是刃齿数相差大。前者圆磨滚刀为12齿,后者整体滚刀为20齿,由于F(N/z0)因子与滚刀刃齿数N的关系为1.7162次方,所以两把刀在相同的h1max=0.25mm条件下,其相应的fa值各为1.23.0mm/r,相差2.5倍。

  这是意大利SU齿轮刀具厂1995年报道的一把整体多槽不重磨滚刀加工轿车齿轮的试验数据,注意滚刀直径小(?50mm),刃齿数多(22齿),头数多(3),每个刃齿的全高为5mm,但可承受h1max=0.23mm的切屑负荷,滚刀材料为含钴5%的钴高速钢S6-5-2-5。不重磨滚刀只在美国有市场。
  从上述5把不同类型的滚刀可以看到,它覆盖了现代滚刀的不同品种和结构,145号滚刀为整体结构,分别代表现代流行的先进滚刀类型,23号滚刀为镶齿结构,刃齿数较少,分别代表80年代在世界上流行,但目前在欧美已让位给在每次刃磨后能重新进行PVD-TiN涂层的、更先进的整体滚刀。表2中的各滚刀所采用的h1max值说明,符合工具厂的推荐许可值。计算fa值的公式(1)在实际生产中已获得应用。

1.  量外径法:采用 ToPPing (外径滚削)滚刀,齿之外径和齿面一起切削,一般小模数采用此法;

2.  量跨齿法:跨几个齿,量测齿厚之方法;

3.  两针测定法:利用钢球或圆柱放入齿轮相对边之齿沟内,量测其最大外径;

4.  投影法:极小模数齿轮使用此方法。

轴齿轮是变速箱中最主要的零件,其加工精度的高低直接影响变速箱的整体质量。目前我们采用的轮齿齿部加工方法是滚齿一剃齿法。要通过滚、剃齿工艺制造出高精度齿轮,就必须把滚、剃工艺水平发挥到最好。而剃齿精度在很大程度上依鞍滚齿精度,所以滚齿中的一些误差项目必须严格控制,才能制造出高质量齿轮。滚齿是一种常用的齿轮加工方法,在精度很高的滚齿机上,采用精密滚刀,可以加工出4―5级精度的轮齿。在普通级滚齿机上,用普通精度滚刀,只能加工出8级精度轮齿。变速箱轴齿轮齿部要求的精度为8―7―7级,而且滚齿加工时主要是以两中心孔和端面做定位基准,因此分析滚齿的误差来源,掌握保证和提高加工精度的方法非常重要。

    轴齿精度主要和运动精度、平稳性精度、接触精度有关。滚齿加工中用控制公法线长度和齿圈径跳来

    保证运动精度,用控制齿形误差和基节偏差来保证工作平稳性精度,用控制齿向误差来保证接触精度。下面对滚齿加工中易出现的几种误差原因进行分析:

    齿圈径向跳动是指在齿轮一转范围内,测头在齿槽内或轮齿上,与齿高中部双面接触,测头相对于轮齿轴线的最大变动量。也是轮齿齿圈相对于轴中心线的偏心,这种偏心是由于在安装零件时,零件的两中心孔与工作台的回转中心安装不重合或偏差太大而引起。或因尖和顶尖孔制造不良,使定位面接触不好造成偏心,所以齿圈径跳主要应从以上原因分析解决。

    滚齿是用展成法原理加工齿轮的,从刀具到齿坯间的分齿传动链要按一定的传动比关系保持运动的精确性。但是这些传动链是由一系列传动元件组成的。

    它们的制造和装配误差在传递运动过程中必然要集中反映到传动链的末端零件上,产生相对运动的不均匀性,影响轮齿的加工精度。公法线长度变动是反映齿轮牙齿分布不均匀的最大误差,这个误差主要是滚齿机工作台蜗轮副回转精度不均匀造成的,还有滚齿机工作台圆形导轨磨损、分度蜗轮与工作台圆形导轨不同轴造成,再者分齿挂轮齿面有严重磕碰或挂轮时咬合太松或太紧也会影响公法线变动超差。

    齿形误差是指在齿形工作部分内,包容实际齿形廓线的两理想齿形(渐开线)廓线间的法向距离。在实际加工过程中不可能获得完全正确的渐开线齿形,总是存在各种误差,从而影响传动的平稳性。齿轮的基圆是决定渐开线齿形的惟一参数,如果在滚齿加工时基圆产生误差,齿形势必也会有误差。基圆半径R=

    滚刀移动速度/工作台回转角速度xcosao(ao为滚刀原始齿形角),在滚齿加工过程中渐开线齿形主要靠滚刀与齿坯之间保持一定速比的分齿来保证,由此可见,齿形误差主要是滚刀齿形误差决定的,滚刀刃磨质量不好很容易出现齿形误差。同时滚刀在安装中产生的径向跳动、轴向窜动(即安装误差)也对齿形误差有影响。常见的齿形误差有不对称、齿形角误差(齿顶变肥或变厚)、产生周期误差等。

    齿向误差是在分度圆柱面上,全齿宽范围内,包容实际齿向线的两条设计齿向线的端面距离。引起齿向误差的主要原因是机床、刀架的垂直进给方向与零件轴线有偏移,或上尾座顶尖中心与工作台回转中心不一致,还有滚切斜齿轮时,差动挂轮计算误差大,差动传动链齿轮制造和调整误差太大。另外夹具和齿坯制造、安装、调整精度低也会引起齿向误差。

    齿面粗糙度不好一般有几种现象:发纹、啃齿、鱼磷、撕裂。

    引起齿面粗糙度差的主要原因有以下几方面:机床、刀具、工件系统整体刚性不足、间隙大;滚刀和工件相对位置发生变化;滚刀刃磨不当、零件材质不均匀;切削参数选择不合适等。

通过实际之齿形和节距圆之交点之正确渐开线为基准,在其垂直方向所测得之齿形检查范围内之正侧误差及负侧误差之和(针对轴直角齿形而言)(包含压力角误差和凹凸误差)

实际齿轮之齿筋曲线与理论曲线间之差异。此方向误差影响齿面之接触情况,而此误差可能引发齿轮两端部集中接触现象,因而产生局部接触不良后果。为避免这种不良的接触,通常将齿面加以鼓形加工或削端加工(Crowning or relieving )。

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