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•【教学目的和要求】掌握齿轮材料及其合理的选择，齿轮加工的特点及要求，了解齿轮加工的基本原理，了解齿轮加工机床的主要组成部件及功用。具备按照齿轮技术要求，合理选用齿轮加工机床和工艺的初步能力。•【教学内容摘要】齿轮材料及其合理的选择齿轮加工的特点及应用成形法和展成法原理（滚齿原理）滚齿加工、齿轮滚刀插齿、磨齿、剃齿、珩齿加工•【教学重点、难点】齿轮加工的特点及应用、展成法基本原理、滚齿的应用齿轮加工的基本知识（部分）一齿轮材料的合理选择1、满足材料的机械性能齿根部受到大弯曲应力，可能产生齿面或齿体强度失效。齿面各点都有相对滑动，会产生磨损。齿轮主要的失效形式有齿面电蚀、齿面胶合、齿面塑性变形和轮齿折断等。因此要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面要有足够的硬度和耐磨性，芯部要有一定的强度和韧性。2、满足材料的工艺性能材料的工艺性能是指材料本身能够适应各种加工工艺要求的能力。齿轮的制造要经过锻造、切削加工和热处理等几种加工，因此选材时要对材料的工艺性能加以注意。一般来说，碳钢的锻造、切削加工等工艺性能较好，其机械性能可以满足一般工作条件的要求，但强度不高，淬透性较差。而合金钢淬透性好、强度高，但锻造、切削加工性能较差。我们可以通过改变工艺规程、热处理方法等途径来改善材料的工艺性能。3、材料的经济性要求在满足使用性能的前提下，选用齿轮材料还应该注意尽量降低零件的总成本。从材料本身价格来考虑。碳钢和铸铁的价格比较低廉，因此在满足零件机械性能的前提下选用碳钢和铸铁，不仅具有较好的加工工艺性能，而且可以降低成本。从齿轮生产过程的耗费来考虑。首先，采用不同的热处理方法相对加工费用也不一样。其次，通过改进热处理工艺也可以降低成本。二、齿轮加工原理齿轮加工的关键是齿面加工。目前，齿面加工的主要方法是刀具切削加工和砂轮磨削加工。前者由于加工效率高，加工精度较高，因而是目前广泛采用的齿面加工方法。后者主要用于齿面的精加工，效率一般比较低。按照加工原理，可分为成形法和展成法两大类。1.成形法（又叫仿形法）成形法是采用与被切齿轮齿槽相符的成形刀具加工齿形的方法。用齿轮铣刀在普通铣床上加工齿轮是常用的成形法加工。铣完一个齿槽后，分度头将齿坯转过360°/z，再铣下一个齿槽，直到铣出所有的齿槽。如图所示1.1齿轮铣刀的选择应选择与被加工齿轮模数、压力角相等的铣刀。同时按齿轮齿数根据下表选择合适号数的铣刀。刀号12345678加工齿数范围12-1314-1617-2021-2526-3435-5455-134135以上及齿条1.2铣削方法在卧式铣床上，将齿坯套在心轴上安装于分度头和尾架顶尖中，对刀并调好铣削深度后开始铣第一个槽，铣完一齿退出进行分度，依次逐个完成齿数的铣削。1.3铣齿加工特点（1）用普通的铣床设备，且刀具成本低。（2）生产效率低。每切完一齿要进行分度，占用较多的辅助时间。（3）齿轮精度低。齿形精度只达11-9级。主要原因是每号铣刀的刀齿轮廓只与该范围最少齿槽相吻合，而此号齿轮铣刀加工同组的其它齿数的齿轮齿形都有一定的误差。三、齿轮加工机床的类型与加工方法圆柱齿轮加工机床主要有滚齿机、插齿机、剃齿机、珩齿机和磨齿机等。滚齿加工原理是滚齿刀和齿坯模拟一对螺旋齿轮作啮合运动。滚齿刀好比一个齿数很少（一至二齿）齿很长的齿轮，形似蜗杆，经刃磨后形成一排排齿条刀齿。因此，可把滚齿看成是齿条刀对齿坯的加工。（一）滚齿加工滚齿加工是用滚齿刀在滚齿机上加工齿轮的方法。齿轮加工精度为8-7级，齿面粗糙度Ra值为1.6μm。在滚齿机上用蜗轮滚刀、链轮滚刀还能滚切蜗轮和链轮。如图所示Y3150E型滚齿机1.加工直齿圆柱齿轮根据展成法原理用滚刀加工齿轮时，必须严格保持滚刀与工件之间的运动关系。因此，滚齿机在加工直齿圆柱齿轮时的工作运动有：主运动：就是滚刀的旋转运动（r/min）。展成运动：就是滚刀的旋转运动和工件的旋转运动的复合运动，即滚刀与工件间的啮合运动。两者之间应准确的保持一对啮合齿轮副的传动关系。即滚刀转一转，工件转k/z转。其中：k是滚刀的头数，z为齿轮齿数。滚切齿轮过程可分解为：前一排刀齿切下一薄层材料之后，后一排刀齿切下时，由于旋转的滚刀为螺旋形，所以使刀齿位置向前移动了一小段距离，而齿轮坯则同时转过相应角度。后一排刀齿便切下另一薄层材料。正如齿条刀向前移动，齿轮坯作转动。就这样，齿坯被一刀刀地切出整个齿槽，齿侧的齿形则被包络而成。所以，这种方法可用一把滚齿刀加工相同模数不同齿数的齿轮。不存在理论齿形误差。2.加工斜齿圆柱齿轮除上述三个运动外，还有一个工件附加转动（即差动传动链。)。就是加工斜齿轮时，在垂直进给过程中，通过差动机构和分度蜗轮副使齿坯和工作台获得附加转速，它与轮齿的螺旋角相适应。通过调整差动交换齿轮可获得此运动。加工直齿轮时，该差动机构应脱开。3.滚刀的安装滚齿时，要求在切削部位滚刀的螺旋线方向与工件齿长方向一致，这是沿齿向进给切出全齿长的条件。因此加工前要调整滚刀的安装角。安装角度：δ；螺旋升角：ω；齿轮螺旋角：β（斜齿）轴向进给运动：就是滚刀沿工件轴线方向作连续进给运动，在工件的整个齿宽上切出齿形。（a)右旋滚刀滚切直齿轮；(b)左旋滚刀滚切直齿轮螺旋滚刀加工直齿圆柱齿轮的安装角，滚刀位于工件前面，从几何关系可知，滚刀安装角螺旋滚刀加工斜齿圆柱齿轮安装角连续分度展成法磨齿连续分度展成法磨齿是利用蜗杆形砂轮的刀具磨削齿轮的轮齿，其加工过程和滚齿相同。单齿分度展成法磨齿单齿分度展成法磨齿可根据使用砂轮形状不同有蝶形砂轮磨齿、锥形砂轮磨齿等几种方法。