螺旋锥齿轮加工

螺旋锥齿轮加工吉林大学机械科学与工程学院贾庆祥一、螺旋锥齿轮的类型和特点1.类型1)按齿面节线分类(1)圆弧齿锥齿轮一、螺旋锥齿轮的类型和特点(2)延伸外摆线齿锥齿轮一、螺旋锥齿轮的类型和特点2)按轴线相互位置分类(1)两轴垂直相交一、螺旋锥齿轮的类型和特点(2)轴线偏置的锥齿轮(准双曲面齿轮)a.同样体积能够实现较大的传动比b.小轮的螺旋角加大，因此提高了小轮的强度、增加齿轮副的寿命。c.因为偏置量的存在会改变整个地盘的重心高度，所以一般采用下偏置来提高平稳性，但是对于越野车来说要采用上偏置来提高越野性能。一、螺旋锥齿轮的类型和特点3)按齿高分类(1)等高齿锥齿轮一、螺旋锥齿轮的类型和特点(2)渐缩齿锥齿轮(3)双重收缩齿锥齿轮一、螺旋锥齿轮的类型和特点2.轮齿的各要素名称一、螺旋锥齿轮的类型和特点螺旋方向：齿的螺旋方向规定为：左旋齿：如果面对齿轮齿面，轮齿自齿面中点到大端旋向为反时针的叫做左旋齿。右旋齿：如果面对齿轮齿面，轮齿自齿面中点到大端旋向为顺时针的叫做右旋齿。一、螺旋锥齿轮的类型和特点3.特点1)增加了重叠系数，减轻冲击，传动平稳；2）增大了负载能力，增长了使用寿命；3）可实现大的传动比，小齿轮齿数可少至5齿。一、螺旋锥齿轮的类型和特点4.螺旋锥齿轮在汽车上的应用一、螺旋锥齿轮的类型和特点4.螺旋锥齿轮在汽车上的应用一、螺旋锥齿轮的类型和特点4.螺旋锥齿轮在汽车上的应用一、螺旋锥齿轮的类型和特点汽车后桥主传动曲线齿锥齿轮主要有两类：收缩齿弧齿锥齿轮和等高齿延伸外摆线锥齿轮。使用传统的机械传动的切齿机床加工这两类锥齿轮，需要分别采用格里森(Gleason)公司的单分齿切齿机床和奥利康(Oerlikon)公司的连续分齿切齿机床。由于数控技术的发展，这两家公司所研发的切齿机床都实现了不同齿制的格里森齿制和奥列康齿制的曲线齿锥齿轮的切齿加工实现了通用。二、平面齿轮和平顶齿轮1.平面齿轮半锥角δ＝90°，节锥面为中心与锥顶重合的圆形平面，这种锥齿轮称为平面齿轮。其当量圆柱齿轮为一齿条，节圆半径r＝∞，因而齿形为直线齿形。二、平面齿轮和平顶齿轮平面齿轮亦称为平面产形轮，如图所示。从图中看到，平面齿轮的节锥面为一圆环平面，与它相垂直的背锥为一圆柱体。二、平面齿轮和平顶齿轮二、平面齿轮和平顶齿轮2.平顶齿轮平顶齿轮是顶锥角等于90度的锥齿轮，如图所示。从图中可以看到，平顶齿轮的顶锥面为一圆环平面。而节锥面为一圆锥面，其背锥为一圆锥体。三、圆弧齿锥齿轮切齿原理(Gleason切齿法)三、圆弧齿锥齿轮切齿原理三、圆弧齿锥齿轮切齿原理机床运动1）切削运动2）展成（滚切）运动3）分齿运动4）切入切出运动1—切齿铣刀2—摇台3—偏心角4—摇台角5—分齿齿轮箱6—垂直轮位(E)7—水平轮位8—床位刻度9—工件安装角10—床鞍11—机床中心12—被切削锥齿轮及装夹用心轴夹具三、圆弧齿锥齿轮切齿原理三、圆弧齿锥齿轮切齿原理三、圆弧齿锥齿轮切齿原理四、圆弧齿锥齿轮齿面的切削方法1.单个轮齿齿槽的加工1)双面切削法如果使用具有内、外切削刃的双面切齿铣刀，同时切削弧齿锥齿轮轮齿齿槽的凸、凹齿面，称为双面切削法。2)单面切削法如果使用只有外切削刃或内切削刃的单面切齿铣刀，分别切削弧齿锥齿轮的凹齿面或凸齿面，称为单面切削法。四、圆弧齿锥齿轮齿面的切削方法四、圆弧齿锥齿轮齿面的切削方法2.圆弧齿锥齿轮副的齿面的加工1)展成切齿法(滚切切齿法)双面—单面切削法大、小轮轮齿的粗切齿分别使用两把双面粗切铣刀，同时切削凸、凹齿面，并给精切齿留出一定的精切余量；大轮轮齿精切齿时，使用一把双面精切铣刀，同时切削出凸、凹齿面；小轮轮齿精切齿时，分别使用两把单面精切切齿铣刀，在两道工序（或切齿机床）中分别切削出凸、凹齿面。上述五道工序的切齿固定在五台切齿机床上分别进行，这样的双面—单面切削法，称为固定安装双面—单面切削法，简称为固定安装法，也叫五刀法。两刀法大、小轮轮齿分别各使用一把双面铣刀盘一次完成粗、精加工。也称为全工序法。四、圆弧齿锥齿轮齿面的切削方法2)半展成切齿法(半滚切切齿法)——大轮成型法加工为了提高大轮轮齿切齿的生产率，在双面—单面切削法的基础上，发展了一种称之为半滚切法切齿的工艺方案。锥齿轮副传动比大于2.5~3时，则大轮轮齿齿廓近似于直线齿廓，这样就可以使用直线刃的切齿铣刀以成形法切齿。采用成形法切削大轮轮齿凸、凹齿面时，切齿机床就不需要展成运动了，可以缩短切齿时间，提高了大轮轮齿切齿的生产率。四、圆弧齿锥齿轮齿面的切削方法四、圆弧齿锥齿轮齿面的切削方法单循环法圆盘拉刀成形精拉齿四、圆弧齿锥齿轮齿面的切削方法螺旋成形法切齿五、圆弧齿锥齿轮轮齿加工时使用的切齿刀具——铣刀盘1.粗切铣刀盘和精切铣刀盘2.单面铣刀盘和双面铣刀盘五、圆弧齿锥齿轮轮齿加工时使用的切齿刀具——铣刀盘1—内切削刃刀齿标准垫片2—内切削刃刀齿3—外切削刃刀齿标准垫片4—内切削刃刀齿平垫片5—斜铁6—卸刀压板7—弹簧垫圈8—压板螺钉9—调节螺钉10—开口处压板螺钉11—紧刀螺钉12—外切削刃刀齿13—刀体14—环形槽五、圆弧齿锥齿轮轮齿加工时使用的切齿刀具——铣刀盘六、圆弧齿锥齿轮副齿面接触区及提高精度的方法1.齿面接触区检验六、圆弧齿锥齿轮副齿面接触区及提高精度的方法2.磨齿六、圆弧齿锥齿轮副齿面接触区及提高精度的方法2.研磨齿七、延伸外摆线齿锥齿轮加工（Oerlikon切齿法）1.切齿原理利用平面齿轮原理加工，每组刀片的运动轨迹代表假象平面齿轮的一个轮齿。七、延伸外摆线齿锥齿轮加工七、延伸外摆线齿锥齿轮加工延伸外摆线齿锥齿轮的切齿方法：这种齿轮的加工方法比较简单，一般不分粗切和精切，是一次成形。组合切削法即：大、小齿轮各安装一次，同时切出两侧齿面。粗进刀时轴向送进。进到预定齿深后，展成运动开始。这种方法适用于大批量生产。七、延伸外摆线齿锥齿轮加工七、延伸外摆线齿锥齿轮加工七、延伸外摆线齿锥齿轮加工七、延伸外摆线齿锥齿轮加工七、延伸外摆线齿锥齿轮加工2.铣刀盘七、延伸外摆线齿锥齿轮加工七、延伸外摆线齿锥齿轮加工八、加工工艺总结八、加工工艺总结UMC：格里森万能运动设计原理软件（UniversalMotionConcept)八、加工工艺总结八、加工工艺总结1)两刀法将取代五刀法；2）根据螺旋锥齿轮使用情况不同，可以使用滚研或铣磨工艺组合，一般使用条件下建议优先选用滚研工艺组合；3）在商用车领域，等高齿比收缩齿更有优势。