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齿轮知识.doc 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 自 序 齿轮是现代机械传动中的重要组成部分。从国防机械到民用机械，从重工业机械到齿轮是现代机械传动中的重要组成部分。从国防机械到民用机械，从重工业机械到轻工业机械，无不广泛的采用齿轮传动。 轻工业机械，无不广泛的采用齿轮传动。 随着我国工农业生产和科学技术的飞跃发展，对于齿轮的需要显著增加。因此，多随着我国工农业生产和科学技术的飞跃发展，对于齿轮的需要显著增加。因此，多快好省精的生产齿轮，便成为发展机械工业的一个重要环节。 快好省精的生产齿轮，便成为发展机械工业的一个重要环节。 近几年来，从事齿轮生产的工人，特别是青年工人队伍有了很大的发展，为了适应近几年来，从事齿轮生产的工人，特别是青年工人队伍有了很大的发展，为了适应他们学习生产技术的需要，我编写了这本书《齿轮原理概要》。鉴于齿轮的种类繁多，他们学习生产技术的需要，我编写了这本书《齿轮原理概要》。鉴于齿轮的种类繁多，基本理论系统性强，计算复杂，制造于检验难度较大，涉及到的技术问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 又多。因此，基本理论系统性强，计算复杂，制造于检验难度较大，涉及到的技术问题又多。因此，我编写这本手册，注意到了即讲述基本理论知识，又介绍实际操作经验，且用国内外多我编写这本手册，注意到了即讲述基本理论知识，又介绍实际操作经验，且用国内外多家滚齿机为实例，力求做到理论于实践相结合，由浅入深，全面系统，并选编了常用的家滚齿机为实例，力求做到理论于实践相结合，由浅入深，全面系统，并选编了常用的技术资料，以便与更好的理解基本概念，再生产中正确的运用。 技术资料，以便与更好的理解基本概念，再生产中正确的运用。 本书编辑的宗旨在于注重完整性，简洁性及实用性。如所论述的内容及范围涵盖了本书编辑的宗旨在于注重完整性，简洁性及实用性。如所论述的内容及范围涵盖了工业上用得到的所有主要的齿轮种类，以简明易解的手法有系统地将齿轮的基本原理、工业上用得到的所有主要的齿轮种类，以简明易解的手法有系统地将齿轮的基本原理、规格说明、尺寸计算、设计计算、检验计算、精度对照、刀具选择、机械实例即运用上规格说明、尺寸计算、设计计算、检验计算、精度对照、刀具选择、机械实例即运用上等各问题一一叙述解说，以求内容完整。本书又罗列全部实用计算公式(主要依据ISO、等各问题一一叙述解说，以求内容完整。本书又罗列全部实用计算公式(主要依据ISO、JIS、AGMA、GB及其它国家之规范)，并添附有系统的表格化计算实例加以记述，大大加JIS、AGMA、GB及其它国家之规范)，并添附有系统的表格化计算实例加以记述，大大加强了本书的实用功能。 强了本书的实用功能。 总之本书集入门、解析、工具、对照以及工程手册于一册，更以不占篇幅不废纸张总之本书集入门、解析、工具、对照以及工程手册于一册，更以不占篇幅不废纸张的整洁手法精心编印，先在国内大型齿轮加工厂采用为设计手册破获 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 。著者相信本的整洁手法精心编印，先在国内大型齿轮加工厂采用为设计手册破获评价。著者相信本书应能成为有志于学习齿轮的读者及从事机械工程人员终身的良好伴书，对于齿轮的设书应能成为有志于学习齿轮的读者及从事机械工程人员终身的良好伴书，对于齿轮的设计工作能助一臂之力。 计工作能助一臂之力。 最后以个人才学经验尚浅，对于本书的编著或许有遗漏之处，尚请各位贤达先进不最后以个人才学经验尚浅，对于本书的编著或许有遗漏之处，尚请各位贤达先进不吝赐教。本书以简体为主，但也有少数繁体在内，请读者见谅。 吝赐教。本书以简体为主，但也有少数繁体在内，请读者见谅。 2006年底于中国深圳 2006年底于中国深圳 赵红荣敬志 赵红荣敬志 第 1页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 齿轮，为常用的机械元件，一向广泛的被运用在机械的传。动装置中 齿轮，为常用的机械元件，一向广泛的被运用在机械的传。动装置中 齿轮，能有如今般的广范普及，其主要理由为:传动马力的范围很广。 齿轮，能有如今般的广范普及，其主要理由为:传动马力的范围很广。 小至钟表用齿轮，大至船舶涡轮机用的大型齿轮。 小至钟表用齿轮，大至船舶涡轮机用的大型齿轮。 能确实传动动力。 能确实传动动力。 能选配齿数组合，获得任意且正确的回转比。 能选配齿数组合，获得任意且正确的回转比。 可经由增减齿轮组合数，适当的改变各轴间的相互关系位置。 可经由增减齿轮组合数，适当的改变各轴间的相互关系位置。 可使用在，平衡轴、直交轴、错交轴等多种轴间传动。 可使用在，平衡轴、直交轴、错交轴等多种轴间传动。 本篇是为了提供正确使用齿轮的基本知识而编，内容限定在基本性于实用性之范围。 本篇是为了提供正确使用齿轮的基本知识而编，内容限定在基本性于实用性之范围。 至于需要进一步的专门知识则必需再查阅各种文献资料。 至于需要进一步的专门知识则必需再查阅各种文献资料。 第 2页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 第一章 齿轮一般知识. 第一章 齿轮一般知识. 一、 齿轮的种类: 一、 齿轮的种类: 1. 平行轴之齿轮(圆柱齿轮) 1. 平行轴之齿轮(圆柱齿轮) (1) 正齿轮(直齿轮)(Spur gear ):齿筋平行于轴心之直线圆筒齿轮。 (1) 正齿轮(直齿轮)(Spur gear ):齿筋平行于轴心之直线圆筒齿轮。 (2) 齿条( Rack ):与正齿轮咬合之直线条状齿轮，可以说是齿轮之节距在大小变(2) 齿条( Rack ):与正齿轮咬合之直线条状齿轮，可以说是齿轮之节距在大小变 成无限大时之特殊情形。 成无限大时之特殊情形。 (3) 内齿轮(Internal gear):与正齿轮咬合之直线圆筒内侧齿轮。 (3) 内齿轮(Internal gear):与正齿轮咬合之直线圆筒内侧齿轮。 (4) 螺旋齿轮(Helical gear):齿筋成螺旋线(helicoid)之圆筒齿轮。 (4) 螺旋齿轮(Helical gear):齿筋成螺旋线(helicoid)之圆筒齿轮。 (5) 斜齿齿条(Helical rack):与螺旋齿轮咬合之直线状齿轮。 (5) 斜齿齿条(Helical rack):与螺旋齿轮咬合之直线状齿轮。 (6) 双螺旋齿轮(Double helical gear):左右旋齿筋所形成之螺旋齿轮。 (6) 双螺旋齿轮(Double helical gear):左右旋齿筋所形成之螺旋齿轮。 2. 直交轴之齿轮(圆锥齿轮) 2. 直交轴之齿轮(圆锥齿轮) (1) 直齿伞形齿轮(Straight bevel gear):齿筋与节圆锥之母线(直线)一致之(1) 直齿伞形齿轮(Straight bevel gear):齿筋与节圆锥之母线(直线)一致之 伞形齿轮。 伞形齿轮。 (2) 弯齿伞形齿轮(Spiral bevel gear):齿筋为具有螺旋角之弯曲线的伞形齿轮。 (2) 弯齿伞形齿轮(Spiral bevel gear):齿筋为具有螺旋角之弯曲线的伞形齿轮。 (3) 零螺旋弯齿伞形齿轮(Zerol bevel gear):螺旋角为零之弯齿伞形齿轮。 (3) 零螺旋弯齿伞形齿轮(Zerol bevel gear):螺旋角为零之弯齿伞形齿轮。 3. 错交轴之齿轮(蜗轮和蜗杆) 3. 错交轴之齿轮(蜗轮和蜗杆) (1) 圆筒蜗轮齿轮(Worm gear):圆筒蜗轮齿轮为蜗杆(Worm)及齿轮(Wheel)之总(1) 圆筒蜗轮齿轮(Worm gear):圆筒蜗轮齿轮为蜗杆(Worm)及齿轮(Wheel)之总 称。 称。 (2) 错交螺旋齿轮(screw gear):此为圆筒形螺旋齿轮，利用要错交轴(又称歪斜(2) 错交螺旋齿轮(screw gear):此为圆筒形螺旋齿轮，利用要错交轴(又称歪斜 轴)间传动时称之。 轴)间传动时称之。 (3) 其它之特殊齿轮: (3) 其它之特殊齿轮: 面齿轮(Face gear):为能与正齿轮或与螺旋齿轮咬合之圆盘形的面齿轮。 面齿轮(Face gear):为能与正齿轮或与螺旋齿轮咬合之圆盘形的面齿轮。 鼓形蜗轮齿轮(Concave worm gear):凹鼓形蜗杆及与此咬合之齿轮的总称。 鼓形蜗轮齿轮(Concave worm gear):凹鼓形蜗杆及与此咬合之齿轮的总称。 戟齿轮(Hypoid gear):传达错交轴之圆锥状齿轮。形状类似弯齿伞形齿轮。 戟齿轮(Hypoid gear):传达错交轴之圆锥状齿轮。形状类似弯齿伞形齿轮。 齿轮之分类 齿轮之种类 传动效率 齿轮之分类 齿轮之种类 传动效率 正齿轮 正齿轮 齿条 齿条 平行轴 平行轴 内齿轮 内齿轮 (圆筒齿轮) 98-99.5 (圆筒齿轮) 98-99.5 螺旋齿轮 螺旋齿轮 斜齿条 斜齿条 双螺旋齿轮 双螺旋齿轮 直齿伞形齿轮 直齿伞形齿轮 交叉轴 98-99 交叉轴 弯齿伞形齿轮 98-99 弯齿伞形齿轮 (伞齿轮) (伞齿轮) 零螺旋齿轮 零螺旋齿轮 错交轴 圆筒蜗轮齿轮 30-90 错交轴 圆筒蜗轮齿轮 30-90 (蜗杆蜗姆) (蜗杆蜗姆) 错交螺旋齿轮 70-95 错交螺旋齿轮 70-95 第 3页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 第 4页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 二、 齿轮切削方法: 二、 齿轮切削方法: 1. 成形切削法:利用具有齿沟轮廓之刀具一齿接一齿切削之方法(一齿完成后将材1. 成形切削法:利用具有齿沟轮廓之刀具一齿接一齿切削之方法(一齿完成后将材 料转动(移动)1个节距再切削下1个齿沟之方法)。 料转动(移动)1个节距再切削下1个齿沟之方法)。 利:只要有万能铣床、分度盘及刀具、在任何工场皆可进行。 利:只要有万能铣床、分度盘及刀具、在任何工场皆可进行。 弊:即使是同系统之齿轮(齿形节距、压力角、齿长)随着齿数、齿沟轮廓形状弊:即使是同系统之齿轮(齿形节距、压力角、齿长)随着齿数、齿沟轮廓形状 不同就必须准备相当数量之刀具。 不同就必须准备相当数量之刀具。 2. 创成切削法(展成法):依据刀具和齿轮工件相互运动，切出齿轮之方法(1把刀2. 创成切削法(展成法):依据刀具和齿轮工件相互运动，切出齿轮之方法(1把刀 具可以切出同系统同节距、不同齿数之齿轮)。 具可以切出同系统同节距、不同齿数之齿轮)。 (1) 依滚齿刀(HOB)之创成法 (本厂用之方法) (1) 依滚齿刀(HOB)之创成法 (本厂用之方法) (2) 齿条形刀具之创成法(Rack) (2) 齿条形刀具之创成法(Rack) (3) 圆筒形拉刀之创成法(Pinion Cuffer) (3) 圆筒形拉刀之创成法(Pinion Cuffer) 三、 齿轮专用特殊用语: 三、 齿轮专用特殊用语: 1、齿形修整(Tip relief of gear) 1、齿形修整(Tip relief of gear) (1) 齿冠部分修整(普遍):就是以特殊之加工方法将齿冠部分切成比正确的渐(1) 齿冠部分修整(普遍):就是以特殊之加工方法将齿冠部分切成比正确的渐 开线略显凸形，因而当齿面受传动力变形时，会缓和对相互咬合之齿轮所可能开线略显凸形，因而当齿面受传动力变形时，会缓和对相互咬合之齿轮所可能 产生之干扰，并可降低咬合时之噪音及增长寿命，效果显著。但若修整过量则产生之干扰，并可降低咬合时之噪音及增长寿命，效果显著。但若修整过量则 正如加大齿形误差之齿轮，对齿轮咬合有不良影响。 正如加大齿形误差之齿轮，对齿轮咬合有不良影响。 (2) 齿根部分修整 (2) 齿根部分修整 2、削鼓形齿筋及削端齿筋(Cowning、Relieving) 2、削鼓形齿筋及削端齿筋(Cowning、Relieving) 削鼓形加工及削端加工，都是齿筋方向修整法。尤其削鼓加工为使齿面之接 削鼓形加工及削端加工，都是齿筋方向修整法。尤其削鼓加工为使齿面之接 触集中在齿幅中央部位，而使齿筋修整成微微带有鼓形之状态，但若鼓形过甚，触集中在齿幅中央部位，而使齿筋修整成微微带有鼓形之状态，但若鼓形过甚， 等于减低齿形之接触面积，对齿形之强度有不良影响。至于削端加工则是将齿筋等于减低齿形之接触面积，对齿形之强度有不良影响。至于削端加工则是将齿筋 两端微微倒角，如此可具近似鼓形齿筋之效果。 两端微微倒角，如此可具近似鼓形齿筋之效果。 3、外径滚削及外端倒角(Topping and Semitopping) 3、外径滚削及外端倒角(Topping and Semitopping) 以滚齿刀(Gear Hob)创生加工齿形之同时，顺便将齿轮之外径滚削或将齿顶 以滚齿刀(Gear Hob)创生加工齿形之同时，顺便将齿轮之外径滚削或将齿顶 部倒角切削，以齿条形刀具(Back form cutter)创生齿形同时切削齿轮外径之部倒角切削，以齿条形刀具(Back form cutter)创生齿形同时切削齿轮外径之 情形。这种齿轮因外径与齿形同步被切削，故其外径之偏差最低同时亦可削除齿情形。这种齿轮因外径与齿形同步被切削，故其外径之偏差最低同时亦可削除齿 形所产生之毛边。 形所产生之毛边。 外端倒角用之刀具形状及被创生切削之齿形，这种齿形可以防止齿尖部常发生打 外端倒角用之刀具形状及被创生切削之齿形，这种齿形可以防止齿尖部常发生打 痕以及毛边之产生。 痕以及毛边之产生。 若外端倒角量过大，则齿形之有效齿冠高度显著减少，同时咬合率也会降低， 若外端倒角量过大，则齿形之有效齿冠高度显著减少，同时咬合率也会降低， 故通常不希望过量之外端倒角。 故通常不希望过量之外端倒角。 四、 渐开线齿面的加工 四、 渐开线齿面的加工 滚齿 滚齿 属于展成法加工。 属于展成法加工。 1、加工原理:用齿轮滚刀滚切圆柱齿轮实质上是按一对螺旋齿轮啮合的原理来1、加工原理:用齿轮滚刀滚切圆柱齿轮实质上是按一对螺旋齿轮啮合的原理来 加工工件的。 加工工件的。 第 5页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 有三种运动: 有三种运动: ? 主运动:即滚刀的旋转运动n 。 ? 主运动:即滚刀的旋转运动n 。 00 ? 分齿运动:保证滚刀转速和被切齿轮转速之间啮合关系的运动。 ? 分齿运动:保证滚刀转速和被切齿轮转速之间啮合关系的运动。 ? 垂直进给运动:滚刀沿被切齿轮的轴轴线方向作垂直进给运动。 ? 垂直进给运动:滚刀沿被切齿轮的轴轴线方向作垂直进给运动。 注:滚齿时，必须将滚刀搬动一个角度，使刀齿运动方向与被切齿轮的轮齿 注:滚齿时，必须将滚刀搬动一个角度，使刀齿运动方向与被切齿轮的轮齿方向一致。 方向一致。 2、特点: 2、特点: ? 与铣齿相比，齿形精度高，精滚加工可加工出6级精度的齿轮。 ? 与铣齿相比，齿形精度高，精滚加工可加工出6级精度的齿轮。 ? 可以用同一模数的滚刀，加工相同模数的各种不同齿数的圆柱齿轮。 ? 可以用同一模数的滚刀，加工相同模数的各种不同齿数的圆柱齿轮。 ? 连续切削，加工过程平稳，生产率高。 ? 连续切削，加工过程平稳，生产率高。 ? 使用范围广。但不能加工内齿轮、人字齿轮和相距太近的多联齿轮。 ? 使用范围广。但不能加工内齿轮、人字齿轮和相距太近的多联齿轮。 第 6页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 六、 滚齿机之种类: 1. 立式:被装设之工件为垂直方向; 1. 立式:被装设之工件为垂直方向; 2. 横式(卧式):被装设之工件为水平方向 (本厂之机型)。 2. 横式(卧式):被装设之工件为水平方向 (本厂之机型)。 七、 齿轮各部份名称: 七、 齿轮各部份名称: 1. 渐开线:如图所示，在圆盘的圆周上围绕一根棉线，并在线头 a 上栓一支铅笔，1. 渐开线:如图所示，在圆盘的圆周上围绕一根棉线，并在线头 a 上栓一支铅笔， 然后拉紧线头 a ，逐渐展开铅笔尖在纸上然后拉紧线头 a ，逐渐展开铅笔尖在纸上 画出的曲线就叫做渐开线。齿轮的齿形就画出的曲线就叫做渐开线。齿轮的齿形就 是这条渐开线上的一段，而那个圆盘叫做是这条渐开线上的一段，而那个圆盘叫做 基圆(基圆以内无渐开线)。棉线在展开过基圆(基圆以内无渐开线)。棉线在展开过 程中，总是和基圆相切的，任意选择一个程中，总是和基圆相切的，任意选择一个 位置bo这时棉线和基圆相切在c点，所以位置bo这时棉线和基圆相切在c点，所以 bc垂直于基圆，半径oc,bc亦称作渐开线bc垂直于基圆，半径oc,bc亦称作渐开线 的发生线。 的发生线。 从渐开线的形成过程可知: 从渐开线的形成过程可知: 1) 发生线的长度等于基圆的展开弧长1) 发生线的长度等于基圆的展开弧长 ac; ac; 2) 发生线bc是渐开线上b点的法线; 2) 发生线bc是渐开线上b点的法线; 3) 渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆越大，渐开线就越平直;基圆越小3) 渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆越大，渐开线就越平直;基圆越小 渐开线就越弯曲，并且同一基圆的渐开线完全一样。 渐开线就越弯曲，并且同一基圆的渐开线完全一样。 渐开线的优点:中心距离略有变动也不影响咬 渐开线的优点:中心距离略有变动也不影响咬 合运转之平滑性与正确性。 合运转之平滑性与正确性。 2. 分度圆:在一个 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 齿轮中槽宽和齿厚相等的那个圆。(dg=mz) 2. 分度圆:在一个标准齿轮中槽宽和齿厚相等的那个圆。(dg=mz) 3. 齿顶圆:通过齿轮顶部的圆。(da=m(z+2)) 3. 齿顶圆:通过齿轮顶部的圆。(da=m(z+2)) 4. 齿根圆:通过齿轮根部的圆。(df=m(z-2.5)) 4. 齿根圆:通过齿轮根部的圆。(df=m(z-2.5)) 5. 齿距:相邻两个齿的对应点在分度圆周上的弧长(p=πm) 5. 齿距:相邻两个齿的对应点在分度圆周上的弧长(p=πm) 6. 齿宽:齿轮轮齿部份的轴向长度;(b) 6. 齿宽:齿轮轮齿部份的轴向长度;(b) 7. 齿厚:一个轮齿在分度圆上所占的弧长。(=1.5708m) 7. 齿厚:一个轮齿在分度圆上所占的弧长。(=1.5708m) 8. 槽宽:一个齿槽在分度圆周上所占的弧长。(e=1.5708m) 8. 槽宽:一个齿槽在分度圆周上所占的弧长。(e=1.5708m) 9. 齿顶高:从齿顶圆到分度圆的径向距离。(hk=m) 9. 齿顶高:从齿顶圆到分度圆的径向距离。(hk=m) 10.齿根高:从齿根圆到分度圆的径向距离。(hf=1.25m) 10.齿根高:从齿根圆到分度圆的径向距离。(hf=1.25m) 11.全齿高:齿的全深，为齿顶高与齿根高之和;(h=2.25m) 11.全齿高:齿的全深，为齿顶高与齿根高之和;(h=2.25m) 12.顶隙:当两个齿轮完全啮合的时候，一个齿轮的齿顶与另一个齿轮的齿根间的间12.顶隙:当两个齿轮完全啮合的时候，一个齿轮的齿顶与另一个齿轮的齿根间的间 隙。(ck=0.25m) 隙。(ck=0.25m) 13.中心距:互相啮合的两个齿轮轴线之间的距离。(a=m(z1+z2)/2) 13.中心距:互相啮合的两个齿轮轴线之间的距离。(a=m(z1+z2)/2) 14.压力角:渐开线齿形上任意一点的受力方向线(如图)与运动方向线之间的夹角。14.压力角:渐开线齿形上任意一点的受力方向线(如图)与运动方向线之间的夹角。 根据几何关系，图中?boc 就是 b 点的压力角，从图中可以看出，在同一条渐根据几何关系，图中?boc 就是 b 点的压力角，从图中可以看出，在同一条渐 开线上各点的压力角都不相同，齿顶的压力角大，齿根处小。压力角已标准化。开线上各点的压力角都不相同，齿顶的压力角大，齿根处小。压力角已标准化。 一般为20º，这个角度也称齿形角 a 。 一般为20º，这个角度也称齿形角 a 。 15.导程:(LEAD)螺旋线回转一圈，所移动的距离。(l=mzπ/sinβ) 15.导程:(LEAD)螺旋线回转一圈，所移动的距离。(l=mzπ/sinβ) 16.齿直角压力角:螺旋齿轮的齿直角平面内的压力角。(an) 16.齿直角压力角:螺旋齿轮的齿直角平面内的压力角。(an) 第 7页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 17.轴平面压力角:螺旋齿轮的横向轴断面内所形成的压力角。(ax) 17.轴平面压力角:螺旋齿轮的横向轴断面内所形成的压力角。(ax) 八、 齿数比与数比: 八、 齿数比与数比: 1. 在一对齿轮中，齿数少的齿轮叫小齿轮，齿数多的齿轮叫大齿轮，齿数同等的情1. 在一对齿轮中，齿数少的齿轮叫小齿轮，齿数多的齿轮叫大齿轮，齿数同等的情 况下，驱动齿轮叫小齿轮，被驱动齿轮叫大齿轮; 况下，驱动齿轮叫小齿轮，被驱动齿轮叫大齿轮; 2. 在一对外齿轮中，其运转为你逆向运转，小齿轮向右转动，大齿轮向左转动; 2. 在一对外齿轮中，其运转为你逆向运转，小齿轮向右转动，大齿轮向左转动; 3. 在一对内齿轮中，两齿轮运转方向一致; 3. 在一对内齿轮中，两齿轮运转方向一致; 4. 在一对齿轮中，运转数、齿数成反比例，小齿轮比大齿轮的转数多，其齿数比，4. 在一对齿轮中，运转数、齿数成反比例，小齿轮比大齿轮的转数多，其齿数比， 速度比如下: 速度比如下: 大齿轮齿数 被驱动齿轮齿数 大齿轮齿数 被驱动齿轮齿数 齿数比?, 或 齿数比?, 或 小齿轮齿数 驱动齿轮齿数 小齿轮齿数 驱动齿轮齿数 大齿轮齿数 被驱动齿轮齿数 大齿轮齿数 被驱动齿轮齿数 速比u, 或 速比u, 或 小齿轮齿数 驱动齿轮齿数 小齿轮齿数 驱动齿轮齿数 蜗母齿轮: 蜗母齿轮: 蜗轮齿数 蜗轮齿数 齿数比?, 齿数比?, 蜗杆条数 蜗杆条数 蜗杆条数 蜗杆条数 速比u, 速比u, 蜗轮齿数 蜗轮齿数 5. 速比设计范围: 5. 速比设计范围: 直齿轮、螺旋齿轮:1/1-1/12 直齿轮、螺旋齿轮:1/1-1/12 伞齿轮:1/1-1/10 伞齿轮:1/1-1/10 蜗母:1/3.5-1/100 蜗母:1/3.5-1/100 第 8页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 第二章 关于滚齿刀(HOB) 第二章 关于滚齿刀(HOB) 一、 滚齿刀切齿: 一、 滚齿刀切齿: 1. 切削条件: 1. 切削条件: 针对切削速度、进给量(走刀速度)及滚刀摩耗量之关系，一般有: 针对切削速度、进给量(走刀速度)及滚刀摩耗量之关系，一般有: (1) 为了减少滚刀之摩耗量，切削速度变慢会比较好。但是切削进给量太小反而(1) 为了减少滚刀之摩耗量，切削速度变慢会比较好。但是切削进给量太小反而 不好; 不好; (2) 为了增加滚刀耐久性，与其采用高切削速度，不如采用高切削进给量，不过(2) 为了增加滚刀耐久性，与其采用高切削速度，不如采用高切削进给量，不过 齿面会不好; 齿面会不好; (3) 切削速度加快(回转数变大)，进给量降低，齿面会变好; (3) 切削速度加快(回转数变大)，进给量降低，齿面会变好; (4) 滚齿机自身之刚性，对滚刀寿命有非常大影响。 (4) 滚齿机自身之刚性，对滚刀寿命有非常大影响。 (5) 滚刀材质分:(1)工具钢(镀钛);(高速钢、氦石) (5) 滚刀材质分:(1)工具钢(镀钛);(高速钢、氦石) (2)超硬(钨钢); (2)超硬(钨钢); (6) 依滚刀之螺旋方向(本厂为右旋)被切削齿轮之螺旋方向确认是否加装惰轮。 (6) 依滚刀之螺旋方向(本厂为右旋)被切削齿轮之螺旋方向确认是否加装惰轮。 二、 滚刀及其应用: 二、 滚刀及其应用: 滚刀的精度等级可分为AAA、A、B、C级，相应加工6级以上、7、8、9、10级 滚刀的精度等级可分为AAA、A、B、C级，相应加工6级以上、7、8、9、10级齿轮。 齿轮。 三、 滚齿刀(HOB)之切齿: 三、 滚齿刀(HOB)之切齿: 1. 滚刀是在螺牙上加上几个纵沟，螺牙导程上有许多切刃之切齿用刀具; 1. 滚刀是在螺牙上加上几个纵沟，螺牙导程上有许多切刃之切齿用刀具; (1) 一体型滚齿刀 (本厂用之滚齿刀) (1) 一体型滚齿刀 (本厂用之滚齿刀) (2) 组合型滚齿刀 (2) 组合型滚齿刀 2. 滚刀和工件之关系:(滚齿过程、成形方法)。 2. 滚刀和工件之关系:(滚齿过程、成形方法)。 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，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 第 9页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 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。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,齿数齿轮时，相对于齿轮工件之1回转、滚刀必须有,回转才可。 即要切削,齿数齿轮时，相对于齿轮工件之1回转、滚刀必须有,回转才可。 四、 滚刀精度误差对其生产中之影响: 四、 滚刀精度误差对其生产中之影响: 1. 因滚刀再研磨引起之齿形误差 1. 因滚刀再研磨引起之齿形误差 (1)滚刀分割误差:有分割误差发生时会反应在齿形误差上，影响非常大，压力(1)滚刀分割误差:有分割误差发生时会反应在齿形误差上，影响非常大，压力 角20º之滚刀在外周有0.1mm之分割误差时，会造成6um之齿形误差。 角20º之滚刀在外周有0.1mm之分割误差时，会造成6um之齿形误差。 (2)倾斜角误差:滚刀倾斜角误差会变成齿轮之压力角误差，滚刀之倾斜角误差(2)倾斜角误差:滚刀倾斜角误差会变成齿轮之压力角误差，滚刀之倾斜角误差 1º时，压力角误差约为3?，并非大影响。 1º时，压力角误差约为3?，并非大影响。 (3)切刃面之误差:滚刀之切刃面并非直线，而是凹凸时，会造成齿形误差。 (3)切刃面之误差:滚刀之切刃面并非直线，而是凹凸时，会造成齿形误差。 (4)刃沟之螺旋误差:通常滚刀轴心和切刃沟是平行的，如果有此误差，会产生(4)刃沟之螺旋误差:通常滚刀轴心和切刃沟是平行的，如果有此误差，会产生 左右齿面非对称之压力角误差，1º约为10?之误差。 左右齿面非对称之压力角误差，1º约为10?之误差。 2. 因滚刀之偏摆而造成之齿形误差。 2. 因滚刀之偏摆而造成之齿形误差。 (5)滚刀如果有偏摆，齿轮会产生很大弯曲误差，偏摆量0.03mm、压力角20º时(5)滚刀如果有偏摆，齿轮会产生很大弯曲误差，偏摆量0.03mm、压力角20º时 的齿形误差约10um (该误差非常大)。 的齿形误差约10um (该误差非常大)。 (6)滚刀偏心有下列现象: (6)滚刀偏心有下列现象: a) 切刃及孔之偏心(滚刀制作时产生) a) 切刃及孔之偏心(滚刀制作时产生) b) 滚刀装设时之偏心。 b) 滚刀装设时之偏心。 , 滚刀内孔和滚刀轴有间隙; , 滚刀内孔和滚刀轴有间隙; , 滚刀之螺帽上紧时之偏心:螺帽、垫片、滚刀端面的平行度不良;切削时, 滚刀之螺帽上紧时之偏心:螺帽、垫片、滚刀端面的平行度不良;切削时 铁渣附着等造成滚刀轴弯曲，或不当上太紧造成滚刀轴弯曲; 铁渣附着等造成滚刀轴弯曲，或不当上太紧造成滚刀轴弯曲; (2) 滚刀轴本身之偏心。 (2) 滚刀轴本身之偏心。 3. 因滚刀之切刃沟引起多角形误差: 3. 因滚刀之切刃沟引起多角形误差: (7)多角形误差，可因切刃沟数多而变小; (7)多角形误差，可因切刃沟数多而变小; (8)滚刀之条数愈多，误差愈大; (8)滚刀之条数愈多，误差愈大; (9)齿数无法被滚刀条数整除时，误差变小; (9)齿数无法被滚刀条数整除时，误差变小; (10) 齿数可以被滚刀条数整除时，误差变大。 (10) 齿数可以被滚刀条数整除时，误差变大。 4. 其它齿形误差原因: 4. 其它齿形误差原因: (1) 滚刀压力角误差，直接成为齿轮压力角误差; (1) 滚刀压力角误差，直接成为齿轮压力角误差; (2) 滚刀节距同样伸缩状态时会产生压力角误差; (2) 滚刀节距同样伸缩状态时会产生压力角误差; (3) 滚刀齿筋误差，会造成齿轮齿形误差。 (3) 滚刀齿筋误差，会造成齿轮齿形误差。 以上均存在于滚刀制作精度。 以上均存在于滚刀制作精度。 (4) 如果使用滚刀两端，就可能发生创成不完全而产生齿形误差; (4) 如果使用滚刀两端，就可能发生创成不完全而产生齿形误差; (5) 齿面出棱—修刀不等分; (5) 齿面出棱—修刀不等分; (6) 齿形不对称—滚刀安装不对中; (6) 齿形不对称—滚刀安装不对中; (7) 齿形角误差—修刀不通过; (7) 齿形角误差—修刀不通过; (8) 齿形周期误差—安装刀具后径向、轴向跳动大; (8) 齿形周期误差—安装刀具后径向、轴向跳动大; (9) 节距误差、累积节距误差—滚刀主轴轴向窜动大，滚刀径向跳动大(刀具精(9) 节距误差、累积节距误差—滚刀主轴轴向窜动大，滚刀径向跳动大(刀具精 度不够); 度不够); (10) 滚刀重新研磨后，请用黄铜刷子将切刃之棱线除去。 (10) 滚刀重新研磨后，请用黄铜刷子将切刃之棱线除去。 第 10页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 五、 滚刀的选用: 五、 滚刀的选用: 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 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。 精度的齿轮可采用“A”级或普通级的滚刀。 六、 滚刀安装: 六、 滚刀安装: 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) 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) 1. 滚切5级精度齿轮，A、B处允许的径向跳动值为0.005-0.007mm; 1. 滚切5级精度齿轮，A、B处允许的径向跳动值为0.005-0.007mm; 2. 滚切6级精度齿轮，A、B处允许的径向跳动值为0.007-0.009mm; 2. 滚切6级精度齿轮，A、B处允许的径向跳动值为0.007-0.009mm; 3. 滚切7级精度齿轮，A、B处允许的径向跳动值为0.01mm。 3. 滚切7级精度齿轮，A、B处允许的径向跳动值为0.01mm。 当滚刀径向跳动超过允许值不大时，可以松开滚刀紧固螺冒，转动滚刀或垫圈， 当滚刀径向跳动超过允许值不大时，可以松开滚刀紧固螺冒，转动滚刀或垫圈， 再重新夹紧进行检查。反复多次直至到达滚刀的安装精度要求。 再重新夹紧进行检查。反复多次直至到达滚刀的安装精度要求。 六、刀具使用上研磨后误差(精度): 六、刀具使用上研磨后误差(精度): 刀具使用上的注意(再研磨、装取) 刀具使用上的注意(再研磨、装取) 沟的分割误差 向心度误差 刀刃面的真直度误装设的震动 沟的分割误差 向心度误差 刀刃面的真直度误装设的震动 误 差 误 差 差 差 的 的 种 种 类 类 被 切 削 齿 轮 的 实 际 误 差 概 分割误差0.1mm向心度误差1?刀刃面的真直度误装取的震动 算 以内 以内 差 0.01mm误 0.1mm以内 以内 差 量 齿形误差约压力角误差约齿形误差约 齿形误差约 6μmm 3′ 6μmm 3.5μmm 第 11页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 公法线齿厚容许差及齿顶圆直径容许差的关系 公法线齿厚容许差及齿顶圆直径容许差的关系 δda,δW / sin a δW,δda * sin a δda,δW / sin a δW,δda * sin a δW:公法线齿厚容许差 δda:齿顶圆直径容许差 δW:公法线齿厚容许差 δda:齿顶圆直径容许差 a,20?时(单位:mm) a,20?时(单位:mm) 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 公法线齿厚公 公法线齿厚公 差 差 0.029 0.058 0.088 0.117 0.146 0.175 0.205 0.029 0.058 0.088 0.117 0.146 0.175 0.205 齿顶圆直径公差 齿顶圆直径公差 0.08 0.09 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.08 0.09 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.234 0.263 0.292 0.585 0.877 1.170 1.462 0.234 0.263 0.292 0.585 0.877 1.170 1.462 七、硬齿面滚齿工艺及滚刀的设计与使用 七、硬齿面滚齿工艺及滚刀的设计与使用 随着生产力的不断发展，齿轮传动正朝着高速、重载、高精度的方向发展，越来随着生产力的不断发展，齿轮传动正朝着高速、重载、高精度的方向发展，越来 越多的齿轮传动采用承载能力大、抗点蚀性能好的硬齿面齿轮。国外发达国家的越多的齿轮传动采用承载能力大、抗点蚀性能好的硬齿面齿轮。国外发达国家的 工业齿轮，经表面淬火和整体淬火硬度在350HBS以上的硬齿面几乎已完全取代硬工业齿轮，经表面淬火和整体淬火硬度在350HBS以上的硬齿面几乎已完全取代硬 度低于350HBS的软齿面。我国自80年代以来，开始推广硬齿面齿轮的应用。 度低于350HBS的软齿面。我国自80年代以来，开始推广硬齿面齿轮的应用。 1 硬齿面滚齿工艺 1 硬齿面滚齿工艺 采用硬质合金滚刀对硬齿面进行加工，革新了传统的硬齿面精加工工艺。首先，采用硬质合金滚刀对硬齿面进行加工，革新了传统的硬齿面精加工工艺。首先， 对于高精度的磨齿齿轮来说，硬齿面滚齿能用很高的效率代替粗磨工序，切除轮对于高精度的磨齿齿轮来说，硬齿面滚齿能用很高的效率代替粗磨工序，切除轮 齿的热处理变形，留下小而均匀的余量进行精磨，从而大大地提高了磨齿效率。齿的热处理变形，留下小而均匀的余量进行精磨，从而大大地提高了磨齿效率。 其次，对于珩齿齿轮来说，在珩齿前安排硬齿面滚齿，可以切除热处理变形，达其次，对于珩齿齿轮来说，在珩齿前安排硬齿面滚齿，可以切除热处理变形，达 到必要的精度，再进行珩齿加工，以充分发挥珩齿工艺光整加工的特长，弥补滚到必要的精度，再进行珩齿加工，以充分发挥珩齿工艺光整加工的特长，弥补滚 齿加工的不足。再次，对于普通精度的淬硬齿轮来说，可以用硬质合金滚刀直接齿加工的不足。再次，对于普通精度的淬硬齿轮来说，可以用硬质合金滚刀直接 进行精滚加工，以最低的成本保证齿轮加工精度，这一点对于大、中型齿轮更有进行精滚加工，以最低的成本保证齿轮加工精度，这一点对于大、中型齿轮更有 其技术经济意义。 其技术经济意义。 硬齿面滚齿加工的工艺路线大致如下: 硬齿面滚齿加工的工艺路线大致如下: 1. 磨齿齿轮(3,6级):滚齿?淬火?硬齿面半精滚?磨齿; 1. 磨齿齿轮(3,6级):滚齿?淬火?硬齿面半精滚?磨齿; 2. 珩齿齿轮(6,7级):滚齿?淬火?硬齿面半精滚?珩齿; 2. 珩齿齿轮(6,7级):滚齿?淬火?硬齿面半精滚?珩齿; 3. 普通精度齿轮(7,9级):滚齿?淬火?硬齿面精滚 3. 普通精度齿轮(7,9级):滚齿?淬火?硬齿面精滚 硬齿面滚齿工艺的加工精度除了齿形精度外，其它项目均可达到3,5级精度。 硬齿面滚齿工艺的加工精度除了齿形精度外，其它项目均可达到3,5级精度。 造成齿形精度难以进一步提高的原因主要有两个方面，一是滚齿机的稳定性和传造成齿形精度难以进一步提高的原因主要有两个方面，一是滚齿机的稳定性和传 动刚度差,二是制造高精度硬质合金滚刀存在一定的困难，特别是大负前角的滚刀动刚度差,二是制造高精度硬质合金滚刀存在一定的困难，特别是大负前角的滚刀 第 12页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 在重磨后齿形变化很大。为此，需要对滚刀的结构和参数进行精心设计和计算，在重磨后齿形变化很大。为此，需要对滚刀的结构和参数进行精心设计和计算，对重磨后的齿形精度进行分析，并提出改进措施。 对重磨后的齿形精度进行分析，并提出改进措施。 2 硬质合金滚刀设计 2 硬质合金滚刀设计 1. 滚刀材料 1. 滚刀材料 硬齿面滚齿加工的特点是:工件硬度高、切削过程断续和切削层很薄，在切削过硬齿面滚齿加工的特点是:工件硬度高、切削过程断续和切削层很薄，在切削过程中，刀具承受着较大的冲击载荷、较高的切削温度和强烈的摩擦，因此，对刀程中，刀具承受着较大的冲击载荷、较高的切削温度和强烈的摩擦，因此，对刀具切削部分材料的冲击韧性、耐磨性和耐热性的要求就很高。日本的硬质合金滚具切削部分材料的冲击韧性、耐磨性和耐热性的要求就很高。日本的硬质合金滚刀专家相蒲教授等通过试验，推荐采用P20类硬质合金，相当于我国国产牌号刀专家相蒲教授等通过试验，推荐采用P20类硬质合金，相当于我国国产牌号YT14，该材料具有较高的耐磨性，再添加碳化锂等高温碳化物来提高刀片的冲击YT14，该材料具有较高的耐磨性，再添加碳化锂等高温碳化物来提高刀片的冲击韧性和耐磨性，以获得良好的切削性能。 韧性和耐磨性，以获得良好的切削性能。 2. 滚刀的结构形式 2. 滚刀的结构形式 目前，世界各国所设计的硬质合金滚刀，其结构主要有3种:整体式、机夹式、目前，世界各国所设计的硬质合金滚刀，其结构主要有3种:整体式、机夹式、焊接式。 焊接式。 a. 整体式硬质合金滚刀 a. 整体式硬质合金滚刀 其优点是刚性强，机械加工省时，可做到较高精度。但受整体压形工艺限制，目其优点是刚性强，机械加工省时，可做到较高精度。但受整体压形工艺限制，目前只能做到外径85mm的滚刀，且损耗昂贵的硬质合金较多，成本高，只宜做模前只能做到外径85mm的滚刀，且损耗昂贵的硬质合金较多，成本高，只宜做模数m=3mm以下的滚刀。 数m=3mm以下的滚刀。 b. 机夹式硬质合金滚刀 b. 机夹式硬质合金滚刀 机夹式结构比较复杂，夹紧可靠性也较差，特别是在加工大模数淬硬齿轮时，齿机夹式结构比较复杂，夹紧可靠性也较差，特别是在加工大模数淬硬齿轮时，齿面的挤压力较大，且交变作用显著，因此对刀片的夹紧要求较高。我国韶关工具面的挤压力较大，且交变作用显著，因此对刀片的夹紧要求较高。我国韶关工具厂生产的硬质合金滚刀就是此类结构。这种结构可用于前角,=?,-30?的各类中厂生产的硬质合金滚刀就是此类结构。这种结构可用于前角,=?,-30?的各类中00 模数(m1,6)硬质合金滚刀，切削效果很好。 模数(m1,6)硬质合金滚刀，切削效果很好。 c. 焊接式硬质合金滚刀 c. 焊接式硬质合金滚刀 其优点是结构简单，联接强度高，而且硬质合金刀片烧结容易，材料节省，应用其优点是结构简单，联接强度高，而且硬质合金刀片烧结容易，材料节省，应用较广泛。但由于焊接应力引起的裂纹一直是产品质量不稳定的因素，因此需要较较广泛。但由于焊接应力引起的裂纹一直是产品质量不稳定的因素，因此需要较高的焊接技术，近年来日本对此问题解决较好，并已在生产中应用。我国重庆、高的焊接技术，近年来日本对此问题解决较好，并已在生产中应用。我国重庆、汉江等工具厂采用这种结构。 汉江等工具厂采用这种结构。 3. 滚刀前角 3. 滚刀前角 由于硬质合金的冲击韧性较差，因此，在硬齿面滚齿时，极易产生崩刃，崩刃是由于硬质合金的冲击韧性较差，因此，在硬齿面滚齿时，极易产生崩刃，崩刃是硬质合金滚刀要解决的主要问题。为此，设计滚刀时，采用大负前角的特殊形式。 硬质合金滚刀要解决的主要问题。为此，设计滚刀时，采用大负前角的特殊形式。 确定前角时要考虑两点: 确定前角时要考虑两点: a. 刀具刃磨后齿形精度的保持性; a. 刀具刃磨后齿形精度的保持性; 第 13页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 b. 提高刀齿抗崩刃的能力，降低刀刃磨损。 b. 提高刀齿抗崩刃的能力，降低刀刃磨损。 负前角的大小将直接影响刀具刃磨后齿形精度的保持性以及负前角的大小将直接影响刀具刃磨后齿形精度的保持性以及 抗崩刃的能力。负前角越大，精度保持性越差，但负前角过抗崩刃的能力。负前角越大，精度保持性越差，但负前角过表1 前角推荐值 小，则刀具的抗崩刃能力越小。 小，则刀具的抗崩刃能力越小。 从理论上分析，随着硬质合金滚刀负前角的增大，滚刀侧刀从理论上分析，随着硬质合金滚刀负前角的增大，滚刀侧刀 刃倾角增大，使滚刀刀齿平稳地切入金属层，从而减小了冲刃倾角增大，使滚刀刀齿平稳地切入金属层，从而减小了冲 击，保护硬质合金刀齿不致崩刃，耐用度明显提高。国内外击，保护硬质合金刀齿不致崩刃，耐用度明显提高。国内外齿轮齿滚刀前角 的试验和使用情况也得到同样的结论。但是，负前角值越大，的试验和使用情况也得到同样的结论。但是，负前角值越大，面硬度 要保证滚刀的齿形精度就越困难。根据被加工齿轮的齿面硬要保证滚刀的齿形精度就越困难。根据被加工齿轮的齿面硬 度，前角推荐值，如表1示。 度，前角推荐值，如表1示。 3 滚刀前面偏位值的修正 3 滚刀前面偏位值的修正 HRC?52 0? 直槽滚刀重磨后，习惯上规定前面偏位值不变，认为这样能直槽滚刀重磨后，习惯上规定前面偏位值不变，认为这样能 保证其齿形精度。但从理论上来讲是不符合的。近年来使用保证其齿形精度。但从理论上来讲是不符合的。近年来使用 的直槽大负前角硬质合金滚刀也证明了这一点。随着滚刀重的直槽大负前角硬质合金滚刀也证明了这一点。随着滚刀重 磨量的增加，被滚切轮齿的渐开线误差，在齿顶处逐渐朝负磨量的增加，被滚切轮齿的渐开线误差，在齿顶处逐渐朝负HRC,向偏离，如图1所示。通过理论分析和试验，发现在重磨时-10? 向偏离，如图1所示。通过理论分析和试验，发现在重磨时52,60 改变前面偏位值能保证直槽滚刀刃磨后的齿形精度，从而提改变前面偏位值能保证直槽滚刀刃磨后的齿形精度，从而提 高滚刀的使用寿命。 高滚刀的使用寿命。 下面以直槽阿基米德滚刀为例，求重磨后的前面偏位值e′。 下面以直槽阿基米德滚刀为例，求重磨后的前面偏位值e′。 HRC,-20?,为使直槽阿基米德滚刀切削刃位于基本蜗杆螺旋面上，滚刀为使直槽阿基米德滚刀切削刃位于基本蜗杆螺旋面上，滚刀 60,62 -30? 轴向平面的齿形角,应符合: 轴向平面的齿形角,应符合: xoxo (1) (1) 式中 ,——被加工齿轮的法向压力角 式中 ,——被加工齿轮的法向压力角 nn 1.新滚刀切出的正确1.新滚刀切出的正确,——新滚刀节圆柱螺旋升角 ,——新滚刀节圆柱螺旋升角 的渐形线齿形 的渐形线齿形 k——滚刀径向铲削量 k——滚刀径向铲削量 2.滚刀重磨后切出的2.滚刀重磨后切出的z——滚刀圆周齿数 z——滚刀圆周齿数 齿形 齿形 e——新滚刀前面偏位值，前角为正时，e为正值;前角为负e——新滚刀前面偏位值，前角为正时，e为正值;前角为负 图1 图1 时;e为负值 时;e为负值 r——新滚刀节圆半径 r——新滚刀节圆半径 式(1)是滚刀切削刃位于基本蜗杆螺旋面上的必要条件，也是滚刀能加工出正确渐开线式(1)是滚刀切削刃位于基本蜗杆螺旋面上的必要条件，也是滚刀能加工出正确渐开线轮齿的几何保证。式中,、,、k、z在刃磨后是不变的参数，,、e、r在刃磨中是可变轮齿的几何保证。式中,、,、k、z在刃磨后是不变的参数，,、e、r在刃磨中是可变xonxon 参数。刃磨后若要保证式(1)成立，必须使重磨后的,′、e′、r′满足一定关系。 参数。刃磨后若要保证式(1)成立，必须使重磨后的,′、e′、r′满足一定关系。 z——滚刀圆周齿数 z——滚刀圆周齿数 e——新滚刀前面偏位值，前角为正时，e为正值;前角为负时;e为负值 e——新滚刀前面偏位值，前角为正时，e为正值;前角为负时;e为负值 r——新滚刀节圆半径 r——新滚刀节圆半径 式(1)是滚刀切削刃位于基本蜗杆螺旋面上的必要条件，也是滚刀能加工出正确渐开线式(1)是滚刀切削刃位于基本蜗杆螺旋面上的必要条件，也是滚刀能加工出正确渐开线轮齿的几何保证。式中,、,、k、z在刃磨后是不变的参数，,、e、r在刃磨中是可变轮齿的几何保证。式中,、,、k、z在刃磨后是不变的参数，,、e、r在刃磨中是可变xonxon 参数。刃磨后若要保证式(1)成立，必须使重磨后的,′、e′、r′满足一定关系。 参数。刃磨后若要保证式(1)成立，必须使重磨后的,′、e′、r′满足一定关系。 第 14页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 图2为滚刀刀齿，若齿顶处刃磨厚度为,b，外圆半径减小,r，节圆半径也相应减图2为滚刀刀齿，若齿顶处刃磨厚度为,b，外圆半径减小,r，节圆半径也相应减 小,r，则刃磨后的节圆半径r′=r-,r。由图2推得: 小,r，则刃磨后的节圆半径r′=r-,r。由图2推得: (2) 式中 ,——新滚刀顶刃前角，有正负号，图2中,为正 式中 ,——新滚刀顶刃前角，有正负号，图2中,为正 ,——新滚刀顶刃后角 ,——新滚刀顶刃后角 由于r减至r′，则,增至,′ 由于r减至r′，则,增至,′ (3) 式中 s——滚刀轴向齿距 式中 s——滚刀轴向齿距 由式(2)求得r′，将式(3)代入式(1)，经整理得，滚刀刃磨后新前面偏位值e′由式(2)求得r′，将式(3)代入式(1)，经整理得，滚刀刃磨后新前面偏位值e′ 应为: 应为: (4) 使用式(4)计算可知，为了保证直槽滚刀刃磨后的齿形精度，重磨后应改变前面偏使用式(4)计算可知，为了保证直槽滚刀刃磨后的齿形精度，重磨后应改变前面偏 位值。对正前角滚刀要增加偏位值;对负前角滚刀要减小负偏位值;对0?前角要位值。对正前角滚刀要增加偏位值;对负前角滚刀要减小负偏位值;对0?前角要 增加偏位值(朝正前角方向增加)。总之，使刃磨后的前角增大，才能保证刃磨后增加偏位值(朝正前角方向增加)。总之，使刃磨后的前角增大，才能保证刃磨后 的齿形精度。 的齿形精度。 目前，硬齿面滚齿已广泛应用于m=2,40mm的各种硬齿面齿轮的精加工和半精加工。 目前，硬齿面滚齿已广泛应用于m=2,40mm的各种硬齿面齿轮的精加工和半精加工。 第 15页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 八、滚齿刀具进刀角/有效刀弧长对照表 八、滚齿刀具进刀角/有效刀弧长对照表 2222 有效齿计算公式:其中L为全齿长度r为刀具半径m为模数 刀弧长公式L,(r,(r,2.25*m))(r,(r,2.25*m))有效齿计算公式:其中L为全齿长度r为刀具半径m为模数 刀弧长公式 刀具外径 模数 DP 40mm 32mm 24mm 18mm 进刀角度 有效弧长 进刀角度 有效弧长 进刀角度 有效弧长 进刀角度 有效弧长 2.99 2.67 2.31 2.00 0.1 250 8' 10' 15' 20' 3.66 3.27 2.83 2.44 0.15 120 13' 15' 21' 25' 4.22 3.77 3.26 2.81 0.2 125 17' 20' 30' 40' 0.25 100 20' 25' 35' 50' 4.71 4.21 3.63 3.13 0.27 94 4.37 0.3 85 25' 35' 40' 1º 5.15 4.60 3.97 3.42 5.56 4.96 4.28 3.68 0.35 72 30' 40' 50' 1º10' 5.93 5.29 4.56 3.92 0.4 64 35' 45' 1º 1º20' 6.28 5.60 4.82 4.15 0.45 56 40' 50' 1º10' 1º30' 0.5 50 45' 55' 1º15' 1º40' 6.61 5.89 5.07 4.36 0.529 48 57' 6.06 0.55 46 50' 1º 1º25' 1º50' 6.93 6.17 5.31 4.55 7.22 6.43 5.53 4.74 0.6 42 55' 1º10' 1º30' 2º05' 7.51 6.68 5.74 4.92 0.65 40 1º 1º15' 1º40' 2º15' 0.7 36 1º05' 1º20' 1º50' 2º30' 7.78 6.92 5.94 5.09 0.75 34 1º10' 1º25' 1º55' 2º40' 8.04 7.15 6.14 5.25 0.8 32 1º10' 1º30' 2º05' 2º50' 8.29 7.37 6.32 5.40 8.53 7.59 6.50 5.55 0.85 30 1º15' 1º40' 2º15' 3º 8.77 7.79 6.67 5.69 0.9 28 1º20' 1º45' 2º20' 3º15' 9.00 7.99 6.84 5.82 0.95 27 1º25' 1º50' 2º30' 3º20' 0.977 26 8.09 1.0 25 1º30' 1º55' 2º40' 9.22 8.18 7.00 5.95 1.05 24 1º35' 2º05' 2º50' 9.43 8.37 7.15 6.08 9.64 8.55 7.30 6.20 1.1 23 1º40' 2º10' 3º 9.84 8.72 7.44 6.32 1.15 22 1º45' 2º15' 3º10' 10.04 8.89 7.58 6.43 1.2 21 1º50' 2º20' 3º20' 1.25 20 1º55' 2º30' 10.23 9.06 7.72 6.54 1.388 18.3 9.50 1.4 18 2º10' 2º50' 10.77 9.53 8.10 6.84 11.12 9.83 8.34 7.03 1.5 17 2º20' 3º 11.45 10.11 8.57 7.20 1.6 16 2º30' 3º15' 11.92 10.51 8.89 7.44 1.75 15 2º45' 3º35' 1.8 14 2º55' 12.07 10.64 8.99 7.52 2.0 13 3º15' 12.64 11.12 9.37 7.79 2.1 12 3º30' 12.91 11.35 9.54 7.92 第 16页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 第三章 关于切削 第三章 关于切削 一、 切削方法: 一、 切削方法: 1. 滚刀进给(移位)方向: 1. 滚刀进给(移位)方向: (1) 面向主轴(夹头); (1) 面向主轴(夹头); (2) 面向尾座(顶针)。 (2) 面向尾座(顶针)。 2. 滚刀回转方向: 2. 滚刀回转方向: (1) 上切(UP CUT)(逆铣): (1) 上切(UP CUT)(逆铣): 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 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。 崩刀，但刀具易磨钝;刀齿切出时毛刺较大。 (2) 下切(DOWN CUT)(顺铣) (2) 下切(DOWN CUT)(顺铣) 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 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。 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。 3. 切削方法选定: 3. 切削方法选定: (1) 标准切削方法，上切(普通); (1) 标准切削方法，上切(普通); (2) 切削抵抗大造成主轴侧负担大，采用面向主轴下切或面向尾座上切; (2) 切削抵抗大造成主轴侧负担大，采用面向主轴下切或面向尾座上切; (3) 上切比下切更能获得较好的精度; (3) 上切比下切更能获得较好的精度; (4) 下切比上切更能获得好齿面; (4) 下切比上切更能获得好齿面; (5) 必须考虑毛边(披锋)出现的方向。 (5) 必须考虑毛边(披锋)出现的方向。 (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(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; 择，也常采 用逆铣的方法; 二、 工件装设要点及对精度的影响: 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。 1. 偏心误差:工件装设时偏摆或弯曲会造成偏心误差。 2. 齿筋误差: 2. 齿筋误差: (1) 工件弯曲装设时会造成齿筋误差; (1) 工件弯曲装设时会造成齿筋误差; (2) 工件没有确实装设在主轴和尾座顶心间时会造成斜坡及齿筋误差。 (2) 工件没有确实装设在主轴和尾座顶心间时会造成斜坡及齿筋误差。 三、 选定切削用量: 三、 选定切削用量: 1997年参观德国汉诺威“欧洲机床工具展览会-EMO′97”时，了解到欧美几个齿轮滚 1997年参观德国汉诺威“欧洲机床工具展览会-EMO′97”时，了解到欧美几个齿轮滚刀厂为轿车齿轮加工发展的高效齿轮滚刀的滚削参数中，是从被加工齿轮的强度和齿轮刀厂为轿车齿轮加工发展的高效齿轮滚刀的滚削参数中，是从被加工齿轮的强度和齿轮滚刀材料的性能出发，计算滚刀切削时的顶刃最大许可负荷，然后给用户一个“滚刀顶滚刀材料的性能出发，计算滚刀切削时的顶刃最大许可负荷，然后给用户一个“滚刀顶刃最大许可切屑厚度”推荐值，以此确定滚刀轴向进给量的优化选择。 刃最大许可切屑厚度”推荐值，以此确定滚刀轴向进给量的优化选择。 国外汽车齿轮材料一般多为硬度176,209HB的低合金结构钢。齿轮滚刀的材料多 国外汽车齿轮材料一般多为硬度176,209HB的低合金结构钢。齿轮滚刀的材料多为高速钢及硬质合金两种，近年各厂重点使用整体硬质合金滚刀。 为高速钢及硬质合金两种，近年各厂重点使用整体硬质合金滚刀。 在轿车齿轮加工的滚剃工序中，滚齿时，齿部质量要达到剃齿要求来选定滚削速度 在轿车齿轮加工的滚剃工序中，滚齿时，齿部质量要达到剃齿要求来选定滚削速度和最大进给量。 和最大进给量。 1 滚刀进给量 1 滚刀进给量 第 17页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 1) 欧洲工具厂的推荐值 1) 欧洲工具厂的推荐值 德国saacke,Fette和sazzor齿轮滚刀厂均推荐以齿轮滚刀顶刃的最大许可切屑 德国saacke,Fette和sazzor齿轮滚刀厂均推荐以齿轮滚刀顶刃的最大许可切屑 厚度(h)来确定滚刀进给量。 厚度(h)来确定滚刀进给量。 1max1max a. 硬质合金滚刀的h规定 按国际标准(ISO)对硬质合金的分类:P类硬质合a. 硬质合金滚刀的h规定 按国际标准(ISO)对硬质合金的分类:P类硬质合1max1max 金滚刀h为0.18mm;K类硬质合金滚刀h为0.12,0.15mm。 金滚刀h为0.18mm;K类硬质合金滚刀h为0.12,0.15mm。 1max1max1max1max P类硬质合金常用牌号为P25,P40。这类整体硬质合金滚刀在新刀时要进行P类硬质合金常用牌号为P25,P40。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。 盘转向器上的小齿轮淬硬后采用硬质合金滚刀精滚工艺。 b. 高速钢滚刀的h规定 对中小模数的轿车齿轮(m=1.4,2.8mm)，一般选用b. 高速钢滚刀的h规定 对中小模数的轿车齿轮(m=1.4,2.8mm)，一般选用1max1max h为0.2,0.25mm。对模数大的齿轮，可选用较大值为0.25,0.3mm。 h为0.2,0.25mm。对模数大的齿轮，可选用较大值为0.25,0.3mm。 1max1max 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 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-钼-钒-钴的百分数)，淬火硬度为65,66HRC。 后的数字依次为钨-钼-钒-钴的百分数)，淬火硬度为65,66HRC。 2) 美国star工具厂的推荐值 2) 美国star工具厂的推荐值 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 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h来确定滚刀进给量。 的最大许可切屑厚度h来确定滚刀进给量。 1max1max a. 对于P类硬质合金滚刀的h规定为0.15mm。 a. 对于P类硬质合金滚刀的h规定为0.15mm。 1max1max b. 对高速钢滚刀的h规定为0.2,0.25mm。该厂与德国Liebherr滚齿机厂交b. 对高速钢滚刀的h规定为0.2,0.25mm。该厂与德国Liebherr滚齿机厂交1max1max 换过 意见 文理分科指导河道管理范围浙江建筑工程概算定额教材专家评审意见党员教师互相批评意见 ，两厂分别导出的滚齿切屑最大厚度公式，得到的h值很相近。 换过意见，两厂分别导出的滚齿切屑最大厚度公式，得到的h值很相近。 1max1max2 滚刀顶刃的h与滚刀轴向进给量f的关系 2 滚刀顶刃的h与滚刀轴向进给量f的关系 1maxa1maxa 根据滚刀顶刃最大切屑厚度h值换算成滚刀轴向进给量f值才能在滚削加工中应 根据滚刀顶刃最大切屑厚度h值换算成滚刀轴向进给量f值才能在滚削加工中应1maxa1maxa 用。德国人Dr.B.Hoffmeister博士于1979年在阿亨大学发表的 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 中研究了滚齿中的顶用。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h=0.35mm对m=1的滚刀和h=0.1mm对m=32轴向进给量。此公式在顶刃切屑厚度h=0.35mm对m=1的滚刀和h=0.1mm对m=321max1max1max1max的滚刀皆得到验证。德国的滚刀厂皆用Hoffmeister博士的公式从h值计算f值。计的滚刀皆得到验证。德国的滚刀厂皆用Hoffmeister博士的公式从h值计算f值。计1maxa1maxa 算式为 f=F?F?F?F?F?F (1)式中， 算式为 f=F?F?F?F?F?F (1)式中， ah1mz2d(N/z0)aah1mz2d(N/z0)a F、F、F、F、F、F为6个影响因子，各有其计算式。由于各因子的计算方程F、F、F、F、F、F为6个影响因子，各有其计算式。由于各因子的计算方程h1mz2d(N/z0)ah1mz2d(N/z0)a 式较为复杂，考虑工业应用，近年有人将其简化列于表1。 表1 f的各影响因子计算方式较为复杂，考虑工业应用，近年有人将其简化列于表1。 表1 f的各影响因子计算方aa 程式(简化式) 程式(简化式) 1.95691.9569影响因子名称 计算方程式 顶刃切屑厚度h因子F F=h 齿轮法向模数m因子影响因子名称 计算方程式 顶刃切屑厚度h因子F F=h 齿轮法向模数m因子1h1h11max1h1h11max-0.77301.0607-0.77301.0607F F=0.0446m 齿轮齿数z因子F 对z?120F=z 滚刀外径d(mm)因子F F F=0.0446m 齿轮齿数z因子F 对z?120F=z 滚刀外径d(mm)因子F mm2z22z22dmm2z22z22d1.6145-20.44031.6145-20.4403F=(d/2)×10×, F=(d/2)×10×, dd0.44031.71620.44031.7162F=(d/2) (,=0?) 滚刀刃齿数N和滚刀头数z因子F F=(N/z) 滚刀切入深F=(d/2) (,=0?) 滚刀刃齿数N和滚刀头数z因子F F=(N/z) 滚刀切入深d0N/z0(N/z0)0d0N/z0(N/z0)0-0.6243-0.6243度a(mm)和齿轮齿形位移修正系数,因子F F=a 度a(mm)和齿轮齿形位移修正系数,因子F F=a paapaa ,影响极微，皆以,=0计算表1中 h——滚刀顶刃的最大切屑厚度，mm ,影响极微，皆以,=0计算表1中 h——滚刀顶刃的最大切屑厚度，mm pp1maxpp1max f——滚刀轴向进给量/工件每转，mm/r f——滚刀轴向进给量/工件每转，mm/r aa ,——齿轮分圆螺旋角，公式中为弧度值(以度数为单位的,角，要乘,/180) ,——齿轮分圆螺旋角，公式中为弧度值(以度数为单位的,角，要乘,/180) 3 h或f的选取 3 h或f的选取 1maxa1maxa 第 18页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 滚削实例的原始数据及按公式(1)计算所得的f或h均列于表2，说明如下。 滚削实例的原始数据及按公式(1)计算所得的f或h均列于表2，说明如下。a1maxa1max 1) 表2中1号滚刀 1) 表2中1号滚刀 这是德国saacke厂在1997年国际展览会上作为新产品宣传的TiALN涂层硬 这是德国saacke厂在1997年国际展览会上作为新产品宣传的TiALN涂层硬 质合金整体滚刀加长结构。Ø60(D)mm×150(刃长)mm×Ø27(孔)mm,体现了小直径，质合金整体滚刀加长结构。Ø60(D)mm×150(刃长)mm×Ø27(孔)mm,体现了小直径， 加长，多刃齿，多头的现代滚刀，它代表了现代硬质合金滚刀滚齿的最高水平。加长，多刃齿，多头的现代滚刀，它代表了现代硬质合金滚刀滚齿的最高水平。 用来加工20MnCrS5含硫易切渗碳钢齿轮(含硫0.03%)，滚齿速度V=395m/min(2用来加工20MnCrS5含硫易切渗碳钢齿轮(含硫0.03%)，滚齿速度V=395m/min(2cc 095r/min)，采用f=1.8mm/r(188mm/min)，用公式(1)计算，可得h=0.14mm，此095r/min)，采用f=1.8mm/r(188mm/min)，用公式(1)计算，可得h=0.14mm，此a1maxa1max 值与该厂推荐的不超过0.18mm最大许可切屑厚度相符。刀具寿命为32m/刃齿，值与该厂推荐的不超过0.18mm最大许可切屑厚度相符。刀具寿命为32m/刃齿， 全刀可加工12600个齿轮。 全刀可加工12600个齿轮。 2) 表2中的2号滚刀 2) 表2中的2号滚刀 这是成都工具研究所研制的镶齿硬质合金滚刀，1982年开始应用至今。齿 这是成都工具研究所研制的镶齿硬质合金滚刀，1982年开始应用至今。齿 轮材料为40Cr与20CrMnTi，硬度为176,209HB，滚齿速度V=175m/min(497r轮材料为40Cr与20CrMnTi，硬度为176,209HB，滚齿速度V=175m/min(497rcc /min)。进给量f=1.8mm/r(31,23mm/min)。用公式(1)计算，可得加工29齿齿轮/min)。进给量f=1.8mm/r(31,23mm/min)。用公式(1)计算，可得加工29齿齿轮aa 时h1=0.14mm，在国外推荐的最大切屑厚度范围内。此刀在80年代初与世界时h1=0.14mm，在国外推荐的最大切屑厚度范围内。此刀在80年代初与世界maxmax 先进水平相当。 先进水平相当。 滚刀编号 齿轮 齿轮滚刀 切削参数 m(mm) z , , d(mm) z N 材料 涂层 结构 V滚刀编号 齿轮 齿轮滚刀 切削参数 m(mm) z , , d(mm) z N 材料 涂层 结构 V2p0c2p0c(m/min) a(mm) f(mm/r) h(mm) 1 1.7 40 31?46′ - 60 2 16 P25 TiALN 整体多刃(m/min) a(mm) f(mm/r) h(mm) 1 1.7 40 31?46′ - 60 2 16 P25 TiALN 整体多刃a1maxa1max 齿硬质合金滚刀 395 5.6 1.8 0.14 2 3.175 29 - 0.3 112 1 12 S30(601Г) - 镶齿硬质齿硬质合金滚刀 395 5.6 1.8 0.14 2 3.175 29 - 0.3 112 1 12 S30(601Г) - 镶齿硬质合金滚刀 175 7.1 1.8 0.14 3 2.8 36 - - 108 3 12 5%钴高速钢 TiN 圆磨法齿轮滚刀合金滚刀 175 7.1 1.8 0.14 3 2.8 36 - - 108 3 12 5%钴高速钢 TiN 圆磨法齿轮滚刀 74 6.3 1.2 0.25 4 2.8 36 - - 120 3 20 整体多刃齿齿轮滚刀 74 6.3 3.0 0.25 5 2 47 74 6.3 1.2 0.25 4 2.8 36 - - 120 3 20 整体多刃齿齿轮滚刀 74 6.3 3.0 0.25 5 2 47 15? - 50 3 22 整体多刃齿不重磨滚刀 120 4.5 4.4 0.23 注:计算示例，用表1公式 15? - 50 3 22 整体多刃齿不重磨滚刀 120 4.5 4.4 0.23 注:计算示例，用表1公式对4号滚刀的各因子进行计算，得F=0.0663,F=0.0201,F=44.747,F=6.066,F=25.9对4号滚刀的各因子进行计算，得F=0.0663,F=0.0201,F=44.747,F=6.066,F=25.9h1mz2d(N/z0)h1mz2d(N/z0)4,F=0.317,f=2.97取f=3.0mm/r 4,F=0.317,f=2.97取f=3.0mm/r aaaaaa , 表2中的3、4号滚刀 , 表2中的3、4号滚刀 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、 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、 22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/mm。F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/mm。Fette厂在数据中既给了f值，也给了h值。经将h值代入公式(1)，求得的f值和ette厂在数据中既给了f值，也给了h值。经将h值代入公式(1)，求得的f值和a1max1maxaa1max1maxa已知f值相同。这个试验是在给定相同的h值前提下进行的，说明该厂是用公式(1)已知f值相同。这个试验是在给定相同的h值前提下进行的，说明该厂是用公式(1)a1maxa1max 来决定相应的f值(表1中的6个因子计算式即为该厂提供)。 来决定相应的f值(表1中的6个因子计算式即为该厂提供)。 aa 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 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h为20齿，由于F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h(N/z0)(N/z0) =0.25mm条件下，其相应的f值各为1.2和3.0mm/r，相差2.5倍。 =0.25mm条件下，其相应的f值各为1.2和3.0mm/r，相差2.5倍。 1maxa1maxa , 表2中5号滚刀 , 表2中5号滚刀 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 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(Ø50mm)，刃齿数多(22齿)，头数多(3头)，每个刃齿的全高试验数据，注意滚刀直径小(Ø50mm)，刃齿数多(22齿)，头数多(3头)，每个刃齿的全高为5mm，但可承受h=0.23mm的切屑负荷，滚刀材料为含钴5%的钴高速钢S6-5-2-5。为5mm，但可承受h=0.23mm的切屑负荷，滚刀材料为含钴5%的钴高速钢S6-5-2-5。1max1max 不重磨滚刀只在美国有市场。 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，1、4 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，1、4 第 19页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 和5号滚刀为整体结构，分别代表现代流行的先进滚刀类型，2和3号滚刀为镶齿结构，和5号滚刀为整体结构，分别代表现代流行的先进滚刀类型，2和3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h值说明，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h值说明，1max1max符合工具厂的推荐许可值。计算f值的公式(1)在实际生产中已获得应用。 符合工具厂的推荐许可值。计算f值的公式(1)在实际生产中已获得应用。 aa 四、 现场尺寸管理: 四、 现场尺寸管理: 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; 小模数采用此法; 2. 量跨齿法:跨几个齿，量测齿厚之方法; 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; 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。 4. 投影法:极小模数齿轮使用此方法。 第 20页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 第四章 齿轮精度 第四章 齿轮精度 一、 提高轴齿轮滚齿加工技术精方法: 一、 提高轴齿轮滚齿加工技术精方法: 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。 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，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。 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。 1滚齿加工精度分析 1滚齿加工精度分析 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 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 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 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: 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: 1.1齿圈径向跳动误差(即几何偏心) 1.1齿圈径向跳动误差(即几何偏心) 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， 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。或因顶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起。或因顶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。 以上原因分析解决。 1.2公法线长度误差(即运动偏心) 1.2公法线长度误差(即运动偏心) 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 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。 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 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。 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。 1.3齿形误差分析 1.3齿形误差分析 第 21页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 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 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，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= 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 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。 称、齿形角误差(齿顶变肥或变厚)、产生周期误差等。 1.4齿向误差分析 1.4齿向误差分析 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 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，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。 起齿向误差。 1.5齿面粗糙度分析 1.5齿面粗糙度分析 齿面粗糙度不好一般有几种现象:发纹、啃齿、鱼磷、撕裂。 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、 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。 择不合适等。 二、 齿轮误差: 二、 齿轮误差: 1. 齿形误差:(f) 1. 齿形误差:(f) pp 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) 力角误差和凹凸误差) 2. 齿筋方向误差:(f) 2. 齿筋方向误差:(f) qq 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，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 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 )。 relieving )。 3. 单一节距误差( f) 3. 单一节距误差( f) tt 齿轮任意相鄰同侧齿面在节圆上之实测节距与节距理论值间之差异。 齿轮任意相鄰同侧齿面在节圆上之实测节距与节距理论值间之差异。 4. 鄰接节距误差(f) 4. 鄰接节距误差(f) tutu 一个齿轮，在节圆上相互相鄰之两个实测节距间之差异。 一个齿轮，在节圆上相互相鄰之两个实测节距间之差异。 5. 累积节距误差(F) 5. 累积节距误差(F) tt 第 22页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 一个齿轮上任意两个隔离齿在节圆上实测节距之和与正确值间之误差。 一个齿轮上任意两个隔离齿在节圆上实测节距之和与正确值间之误差。 6. 法线节距误差(f) 6. 法线节距误差(f) tete 齿轮正面法线节距之实测值与理论值间之误差。 齿轮正面法线节距之实测值与理论值间之误差。 7. 齿沟偏差(节圆跳动 PITCH LINE RUNOUT )(f) 7. 齿沟偏差(节圆跳动 PITCH LINE RUNOUT )(f) rr 使用能与齿面节点附近接触之测球或测柱，逐一地放在各个齿沟中，如此一使用能与齿面节点附近接触之测球或测柱，逐一地放在各个齿沟中，如此一 整周，所测得半径方向之最大偏心量。 整周，所测得半径方向之最大偏心量。 注:此项对齿轮噪音会产生不良影响，又大大受制于齿轮加工，以及研磨时工作注:此项对齿轮噪音会产生不良影响，又大大受制于齿轮加工，以及研磨时工作 物轴心之精度，因此为了提高偏心精度，除了要使用精良之加工母机外，特别要物轴心之精度，因此为了提高偏心精度，除了要使用精良之加工母机外，特别要 使用高精度之工作轴心。(中心孔) 使用高精度之工作轴心。(中心孔) 三、 齿轮误差分析: 三、 齿轮误差分析: 1. 齿轮制造误差分析: 1. 齿轮制造误差分析: (1) 理论误差 (1) 理论误差 (2) 机床误差 (2) 机床误差 (3) 刀具误差 (3) 刀具误差 (4) 夹具误差 (4) 夹具误差 (5) 量具误差 (5) 量具误差 (6) 变形误差 (6) 变形误差 (7) 操作误差 (7) 操作误差 2. 齿轮齿形加工误差分析: 2. 齿轮齿形加工误差分析: (1) 齿轮的运动误差(机床、工件、主轴或刀具回转偏心); (1) 齿轮的运动误差(机床、工件、主轴或刀具回转偏心); (2) 齿轮的平稳性误差; (2) 齿轮的平稳性误差; (3) 齿轮的接触误差; (3) 齿轮的接触误差; (4) 侧隙引起的误差; (4) 侧隙引起的误差; 3. 滚齿常出现的误差及原因: 3. 滚齿常出现的误差及原因: (1) 齿形误差: (1) 齿形误差: ? 齿面出棱(修刀不等分) ? 齿面出棱(修刀不等分) ? 齿形不对称(滚刀安装不对中) ? 齿形不对称(滚刀安装不对中) ? 齿形角误差(修刀不通过) ? 齿形角误差(修刀不通过) ? 齿形节距误差(安装刀具后径向、轴向跳动大) ? 齿形节距误差(安装刀具后径向、轴向跳动大) (2) 齿面光洁度不好 (2) 齿面光洁度不好 ? 撕裂(工件材质不均匀) ? 撕裂(工件材质不均匀) ? 啃齿(刀架松动，齿轮传动间隙大) ? 啃齿(刀架松动，齿轮传动间隙大) ? 振纹(传动间隙大，工件、刀具、装夹刚性不够，切削用量不当) ? 振纹(传动间隙大，工件、刀具、装夹刚性不够，切削用量不当) ? 鱼鳞(热处理方法不当、(不均匀)) ? 鱼鳞(热处理方法不当、(不均匀)) (3) 节距误差超差及累积节距超差 (3) 节距误差超差及累积节距超差 ? 滚刀主轴的轴向窜动大，滚刀径向跳动大(刀具精度不够，挂轮有碰伤、磕? 滚刀主轴的轴向窜动大，滚刀径向跳动大(刀具精度不够，挂轮有碰伤、磕 碰) 碰) ? 工件安装不正(工作台旋转轴心偏心以及机床分度传动链精度不够) ? 工件安装不正(工作台旋转轴心偏心以及机床分度传动链精度不够) (4) 齿圈径向跳动过大(节圆跳动)及齿筋超差 (4) 齿圈径向跳动过大(节圆跳动)及齿筋超差 工件安装偏心，齿坯定位基准超差，检验基准与制造基准不重合。 工件安装偏心，齿坯定位基准超差，检验基准与制造基准不重合。 四、 齿轮之噪音对策: 四、 齿轮之噪音对策: 第 23页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 齿轮噪音形成的原因有许多，尤其高负荷转速之动转中，噪音与振动始终是齿轮噪音形成的原因有许多，尤其高负荷转速之动转中，噪音与振动始终是 急需去克服的问题。其将减低噪音之要点及对策整理如下: 急需去克服的问题。其将减低噪音之要点及对策整理如下: (1) 选用良好精度之齿轮; (1) 选用良好精度之齿轮; ? 将节距误差、齿形误差、齿沟误差、齿筋误差改小，则噪音自然会变小; ? 将节距误差、齿形误差、齿沟误差、齿筋误差改小，则噪音自然会变小; ? 研磨齿面，除了改善齿轮之各个精度外，还可改良齿面粗度，故对减低噪音? 研磨齿面，除了改善齿轮之各个精度外，还可改良齿面粗度，故对减低噪音 有很好的效果。 有很好的效果。 (2) 采用光滑之齿面; (2) 采用光滑之齿面; 研磨、擦磨、砥磨均可达到很理想齿面粗度，另在油中热身运转一段时间也研磨、擦磨、砥磨均可达到很理想齿面粗度，另在油中热身运转一段时间也 可以改善齿面粗度，这对噪音均有隆低作用。 可以改善齿面粗度，这对噪音均有隆低作用。 (3) 正确的齿面接触; (3) 正确的齿面接触; ? 实施齿面彭形加工(crowning)或削端加工(Relieving)防止单片接触，噪音自? 实施齿面彭形加工(crowning)或削端加工(Relieving)防止单片接触，噪音自 然会降低; 然会降低; ? 适当的齿形修整对降低噪音也有效; ? 适当的齿形修整对降低噪音也有效; ? 消除齿面上的碰伤或打痕。 ? 消除齿面上的碰伤或打痕。 (4) 适当之齿隙; (4) 适当之齿隙; ? 若为脉动性之传动，则较小之齿隙对噪音之降低有帮助; ? 若为脉动性之传动，则较小之齿隙对噪音之降低有帮助; ? 一般较均衡性之负荷，齿隙略大对噪音之降低有利。 ? 一般较均衡性之负荷，齿隙略大对噪音之降低有利。 (5) 较大的咬合率; (5) 较大的咬合率; ? 咬合率越大噪音越小，因此减小压力角或加高齿深均可以增加咬合率; ? 咬合率越大噪音越小，因此减小压力角或加高齿深均可以增加咬合率; ? 重叠率加大也可以降低噪音，因此螺旋齿轮比正齿轮噪音小。 ? 重叠率加大也可以降低噪音，因此螺旋齿轮比正齿轮噪音小。 (6) 较小的齿轮:采用较小之模数及较小的外径; (6) 较小的齿轮:采用较小之模数及较小的外径; (7) 较高之刚性; (7) 较高之刚性; ? 加宽齿幅，高刚性之形状对噪音之降低有利; ? 加宽齿幅，高刚性之形状对噪音之降低有利; ? 加强齿轮箱及轴类之刚性。 ? 加强齿轮箱及轴类之刚性。 (8) 采用振动减衰率高之材质; (8) 采用振动减衰率高之材质; ? 若为轻负荷回转之齿轮采用塑胶齿轮是很好的选择，但要注意温度上升问题; ? 若为轻负荷回转之齿轮采用塑胶齿轮是很好的选择，但要注意温度上升问题; ? 铸铁齿轮比钢齿轮对降低噪音有效。 ? 铸铁齿轮比钢齿轮对降低噪音有效。 (9) 适当之润滑; (9) 适当之润滑; ? 实施充份之润滑; ? 实施充份之润滑; ? 粘度高的润滑油噪音较低。 ? 粘度高的润滑油噪音较低。 (10) 低速运转及低负荷。 (10) 低速运转及低负荷。 齿轮之转数尽量压低，负荷尽量减轻可减小噪音。 齿轮之转数尽量压低，负荷尽量减轻可减小噪音。 五、 滚齿误差产生原因消除方法: 五、 滚齿误差产生原因消除方法: 齿圈径向圆跳动超差 齿圈径向圆跳动超差 1)齿坯几何偏心和安装偏心 1)齿坯几何偏心和安装偏心 2)用顶尖装夹定位时，顶尖与机床中心偏心 2)用顶尖装夹定位时，顶尖与机床中心偏心 1)提高齿坯基准面精度;提高夹具定位面精度;提高调整水平 1)提高齿坯基准面精度;提高夹具定位面精度;提高调整水平 第 24页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 2)更换或重新装调顶尖 2)更换或重新装调顶尖 公法线长度变动超差 公法线长度变动超差 1)机床分度蜗杆副制造及安装误差造成运功偏心 1)机床分度蜗杆副制造及安装误差造成运功偏心 2)机床工作台定心锥形导轨副间隙过大造成工作台运动中心线不稳定 2)机床工作台定心锥形导轨副间隙过大造成工作台运动中心线不稳定 3)滚刀主轴系统轴向圆跳动过大或平面轴承咬坏 3)滚刀主轴系统轴向圆跳动过大或平面轴承咬坏 1)提高分度蜗杆副的制造精度和安装精度 1)提高分度蜗杆副的制造精度和安装精度 2)提高工作台锥形导轨副的配合精度 2)提高工作台锥形导轨副的配合精度 3)提高滚刀主轴系统轴向精度，更换咬坏的平面轴 3)提高滚刀主轴系统轴向精度，更换咬坏的平面轴 齿距偏差超差 齿距偏差超差 1)滚刀的轴向和径向圆跳动过大 1)滚刀的轴向和径向圆跳动过大 2)分度蜗杆和分度蜗轮齿距误差 2)分度蜗杆和分度蜗轮齿距误差 3)齿坯安装偏心 3)齿坯安装偏心 1)提高滚刀的安装精度 1)提高滚刀的安装精度 2)修复或更换分度蜗杆副 2)修复或更换分度蜗杆副 3)消除齿坯安装误差 3)消除齿坯安装误差 基节超差 基节超差 1)滚刀的轴向齿距误差，齿行误差及前刃面非径向性和非轴向性误差 1)滚刀的轴向齿距误差，齿行误差及前刃面非径向性和非轴向性误差 2)分度蜗杆副的齿距误差 2)分度蜗杆副的齿距误差 3)齿坯的安装几何偏心 3)齿坯的安装几何偏心 4)刀架回转角度不正确 4)刀架回转角度不正确 1)提高滚刀铲磨精度和刃磨精度 1)提高滚刀铲磨精度和刃磨精度 2)修复或更换分度蜗杆副 2)修复或更换分度蜗杆副 3)消除几问偏心 3)消除几问偏心 第 25页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 4)调整角度 4)调整角度 齿顶部变肥，左右齿廓对称 齿顶部变肥，左右齿廓对称 滚刀铲磨时齿形角度小或刃磨 产生较大的正前角，使齿形角变小 滚刀铲磨时齿形角度小或刃磨 产生较大的正前角，使齿形角变小 更换滚刀或重磨齿形角及前刃面 更换滚刀或重磨齿形角及前刃面 齿顶部变瘦，左右齿廓对称 齿顶部变瘦，左右齿廓对称 滚刀铲磨时齿形角变大或刃磨时产生较大的负前角，使形角变大 滚刀铲磨时齿形角变大或刃磨时产生较大的负前角，使形角变大 更换滚刀或重磨齿形角及前刀面 更换滚刀或重磨齿形角及前刀面 齿形不对称 齿形不对称 滚刀安装对中不好，刀架回转角误差大，滚刀前刀面有导程误差 滚刀安装对中不好，刀架回转角误差大，滚刀前刀面有导程误差 保证滚刀安装精度，提高滚刀刃磨精度，控制前刀面导程误差，微调滚刀回转角 保证滚刀安装精度，提高滚刀刃磨精度，控制前刀面导程误差，微调滚刀回转角 齿面出棱 齿面出棱 滚刀制造或刃磨时容屑槽等分误差 滚刀制造或刃磨时容屑槽等分误差 重磨滚刀达到等分要求 重磨滚刀达到等分要求 齿性周期性误差 齿性周期性误差 滚刀安装后，径向或端圆跳动大，机床工作台回转 滚刀安装后，径向或端圆跳动大，机床工作台回转 不均匀，分齿交换齿轮安装偏心或齿面有磕碰，刀架滑板松动，齿坯装夹不合理，产生不均匀，分齿交换齿轮安装偏心或齿面有磕碰，刀架滑板松动，齿坯装夹不合理，产生振动 振动 控制滚刀的安装精度，检查，调整分度蜗杆副传动精度，重新调整分齿交换齿轮、滑板控制滚刀的安装精度，检查，调整分度蜗杆副传动精度，重新调整分齿交换齿轮、滑板和齿坯 和齿坯 齿向误差超差 齿向误差超差 1)垂直进给导轨与工作台轴线平行度误差或歪斜上、下顶针不同轴，卜下顶针轴线与工1)垂直进给导轨与工作台轴线平行度误差或歪斜上、下顶针不同轴，卜下顶针轴线与工作台回转轴线同轴度差 作台回转轴线同轴度差 2)夹具和齿坯的制造、安装、调整精度低 2)夹具和齿坯的制造、安装、调整精度低 3)分齿、差动交换齿轮误差大 3)分齿、差动交换齿轮误差大 4)齿坯或夹具刚性差，夹紧后变形 4)齿坯或夹具刚性差，夹紧后变形 第 26页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 1)根据误差原因，加以消除 1)根据误差原因，加以消除 2)提高夹具、齿坯的制造和调整精度 2)提高夹具、齿坯的制造和调整精度 3)重新计算分齿及差动交换齿轮，修正误差 3)重新计算分齿及差动交换齿轮，修正误差 4)改进齿还或夹具设计，正确夹紧 4)改进齿还或夹具设计，正确夹紧 撕裂 撕裂 1)齿坯材质不均匀 1)齿坯材质不均匀 2)齿坯热处理方法不当 2)齿坯热处理方法不当 3)滚刀用钝，不锋利 3)滚刀用钝，不锋利 4)切削用量选择不当，冷却不良 4)切削用量选择不当，冷却不良 1)控制齿坯材料质量 1)控制齿坯材料质量 2)建议采用正火处理:45钢、40cr钢、18CrMnTi 2)建议采用正火处理:45钢、40cr钢、18CrMnTi 3)滚刀移位或更换新刀 3)滚刀移位或更换新刀 4)正确选用切削用量，选用润滑性能良好的切削液，充分冷却 4)正确选用切削用量，选用润滑性能良好的切削液，充分冷却 啃齿 啃齿 1)刀架立柱导轨太松或太紧 1)刀架立柱导轨太松或太紧 2)油压不稳定 2)油压不稳定 3)刀架斜齿轮啮合间隙大 3)刀架斜齿轮啮合间隙大 1)调整立柱导轨塞铁松紧 1)调整立柱导轨塞铁松紧 2)保持油路畅通，油压稳定 2)保持油路畅通，油压稳定 3)刀架斜齿轮若磨损，应更换之 3)刀架斜齿轮若磨损，应更换之 振纹 振纹 1)机床内部某传动环节的间隙过大 1)机床内部某传动环节的间隙过大 2)工件与刀具的装夹刚性不够 2)工件与刀具的装夹刚性不够 3)切削用量选用过大 3)切削用量选用过大 第 27页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 4)后托架安装后，间隙大 4)后托架安装后，间隙大 1)修理或调整机床 1)修理或调整机床 2)提高波刀装夹刚性，缩小支承间距离，加大轴径;提高工件刚性，尽量加大支承面 2)提高波刀装夹刚性，缩小支承间距离，加大轴径;提高工件刚性，尽量加大支承面 3)正确选用切削用量 3)正确选用切削用量 4)正确安装后托架 4)正确安装后托架 鱼鳞 鱼鳞 1)工件材料硬度过高 1)工件材料硬度过高 2)滚刀磨钝 2)滚刀磨钝 3)冷却润滑不良 3)冷却润滑不良 找出原因，分别消除 找出原因，分别消除 第 28页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 四、 各国精度对照表 各國精度等級概略比較表 規 格 精 度 等 級 JIS(日本) N0 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 JIS-B1702-02(新) PRC(中國) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 GB10095,1009 ISO(國際標準規格) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 JIS(日本) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 JIS-B1702(舊) DIN(德國) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3960,3967 GOST(蘇俄) 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ANSI(美國) 4 3 2 1 國家規格 BS(英國) A1 A2 B C D FN(法國) A B C D E AGMA(美國)齒輪 16 14 12 10 10 8 第 29页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 五、各精度测试说明: 五、各精度测试说明: 第 30页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 第 31页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 第 32页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 第 33页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 第 34页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 第 35页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 第 36页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 第 37页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 第 38页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 第 39页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 第 40页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 第五章 各计算公式 第五章 各计算公式 一、 齿轮各部分名称:(标准正齿轮如图) 一、 齿轮各部分名称:(标准正齿轮如图) t, t0/20,,te hfh,, 模数 m,,压力角 ,,,,,d?gd0齿冠 hk,m齿根 hf?1.25m全齿深 h?2.25m有效齿深 he=2.00m齿顶隙 ck?0.25m基准节距 t0=πm法距 te=te cos ,,基准节圆直径 do=mz基圆直径 dg=do cos ,, 齿轮各部份名称 齿轮各部份名称 二、 切削实际所需时间: 二、 切削实际所需时间: 60,,,(A，B，C),,(秒) NC,n,F A,w,(dc,w) —(直齿) dc，dk,wA, w(,hk)—(螺旋齿) 2cos, C = 0 — (直齿) ,hk,cos，tan,0,，1.0 —(螺旋齿) C ,tan 三、 滚齿时滚出长度的计算: 三、 滚齿时滚出长度的计算: 滚齿时滚刀的中心需要超出齿轮下端面多少才能滚出全部齿形? 滚齿时滚刀的中心需要超出齿轮下端面多少才能滚出全部齿形? 贴一张表示图 贴一张表示图 点击放大 点击放大 第 41页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 找到以下近似公式。 找到以下近似公式。 第 42页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 四、齿轮计算公式 四、齿轮计算公式 节圆柱上的螺旋角:tan,,,,d/L 节圆柱上的螺旋角00 sin,,sin,,cos,基圆柱上的螺旋角: 基圆柱上的螺旋角:g0n ,,90:/,齿厚中心车角: 销子直径: dp,1.728,m销子直径: y,((,，,)/2),(cos,/cos,,1)中心距离增加系数: 中心距离增加系数120b 标准正齿轮的计算(小齿轮?，大齿轮?) 标准正齿轮的计算(小齿轮?，大齿轮?) 1( 齿轮齿 标准 1( 齿轮齿 标准 2( 工齿齿形 直齿 2( 工齿齿形 直齿 3( 模数 m 3( 模数 m ,,,4( 压力角 压力角0c 5( 齿数 ,,,齿数12 h,2,m6( 有效齿深 有效齿深e h,2m，c7( 全齿深 全齿深 8( 齿顶隙 c,0.2,m,0.25,m,0.35,m齿顶隙 d,,,m9( 基础节圆直径 基础节圆直径 0 d,(,，2),m10( 外径 外径k 11( 齿底直径 d,(,,2),m,2,c齿底直径r d,,,m,cos,g012( 基础圆直径 基础圆直径 t,,,m013( 周节 周节 t,,,m,cos,14( 法线节距 法线节距e0 S,,,m/2015( 圆弧齿厚 圆弧齿厚 ,,,,,Smsin()j,,2116( 弦齿厚 弦齿 ,h,(,,m/2)，(1,cos)，mj2,,17( 齿轮油标尺齿高 齿轮油标尺齿高 第 43页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 18( 跨齿数 ,,(,,,/180)，0.5跨齿数m0 19( 跨齿厚 S,m,cos,,[,(,,m,0.5)，,inva]跨齿厚m0o20( 销子直径 d,1.728,m 销子直径 21( 圆柱测量尺寸 (偶数齿) d,(,m,cos,/cos,)，d圆柱测量尺寸m0 90:,,, d,[(m,cos/cos)，(cos)]，d (奇数齿) m0, ,1d, 其中inv,(,)，inv,0,m,cos2,022( 齿隙 ? f齿隙 移位正齿轮计算公式(小齿轮?，大齿轮?) 移位正齿轮计算公式(小齿轮?，大齿轮?) 1( 齿轮齿形 转位 1( 齿轮齿形 转位 2( 工具齿形 直齿 2( 工具齿形 直齿 3( 模数 m模数 4( 压力角 ,,, 压力角0c ,5( 齿数 齿数 6( 有效齿深 h,2,m 有效齿深e h,2,m，c7( 全齿深 或 h,[2，y,(x,x)],m，c全齿深12 8( 齿隙 c齿隙 9( 转位系数 x转位系数 ,,,，y,m10( 中心距离 中心距离x d,,,m11( 基准节圆直径 基准节圆直径0 x，x12inv,,2,tan,()，inv,b00，,,1212( 啮合压力角 啮合压力角 ,1,13( 啮合节圆直径 ,,,d2x()啮合节圆直径b,，,12 d,(,，2),m，2,(y,x),m14( 外径 外径k12 d,d,2,h15( 齿顶圆直径 齿顶圆直径rk1 d,,,m,cos,16( 基圆直径 基圆直径gt0 t,,,m17( 周节 周节0 t,,,m,cos,18( 法线节距 法线节距00 ,,mS,,2,x,m,tan,19( 圆弧齿厚 圆弧齿厚0102 ,,2xtan,,10,20( 弦齿厚 Smsin(),,,，弦齿厚j1,2x,11 ,,,2xtanddm,,,1,10k10121( 齿轮游标尺齿高 h[1cos()],,,，，齿轮游标尺齿高j22,,2,11 ,x,b11,，0.5m22( 跨齿数 ,跨齿数180 mS1,(标准齿轮的齿厚，，2,x,m,sin,23( 跨齿厚 跨齿厚1024( 梢子直径 d,1.728,m 梢子直径1 第 44页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 ,cos,,m,025( 圆柱测量尺寸 (偶数齿) d,，d圆柱测量尺寸(偶数齿)m11cos,1 ,,,m,cos90:0 (奇数齿) d,,cos()，d(奇数齿)m11,cos,11 ,,d2,x,tani10,, inv,,(,inv)，10,,,,,m,cos2,1011 标准螺旋齿的计算公式(齿直角方式)(小齿轮?，大齿轮?) 标准螺旋齿的计算公式(齿直角方式)(小齿轮?，大齿轮?) 1. 齿轮齿形 标准 1. 齿轮齿形 标准 2. 齿形基准断面 齿直角 2. 齿形基准断面 齿直角 3. 工具齿形 螺旋齿 3. 工具齿形 螺旋齿 4. 模数 m,m 模数cn 5. 压力角 ,,,,,压力角c0n 6. 齿数 ,齿数1 ,7. 螺旋角方向 (左或右) 螺旋角方向0 h,2,m8. 有效齿深 有效齿深en h,2,m，c9. 全齿深 全齿深n ,m,1n,10. 正面压力角 tan,正面压力角scos,0 ,,(，),m12n,11. 中心距离 ,中心距离2,cos,0 ,m,1n12. 基准节圆直径 d,基准节圆直径0cos,0 13. 外径 d,d，2,m 外径k01n d,d，2(m，c)14. 齿底圆直径 齿底圆直径r01n ,,mcos,,1nng15. 基圆直径 d ,基圆直径1cos,g sin,,sin,,cos,g0n16. 基圆上的螺旋角 基圆上的螺旋角 17. 导程 00L,,,d,cot,导程111 t,,,m18. 周节(齿直角) 周节(齿直角)0nn t,,,m,cos,ennn19. 法线节距(齿直角) 法线节距(齿直角) ,,mnS,0n220. 圆弧齿厚(齿直角) 圆弧齿厚(齿直角) ,1,,01cos,021. 相当正齿轮齿数 相当正齿轮齿数 ,,j,,,22. 弦齿厚 S1msin()弦齿厚v1n,,2v1 ,,,mv1n23. 齿轮游标尺齿深 h,,(1,cos)，m齿轮游标尺齿深j1n,22,v1 ,,,nv1m1,，0.524. 跨齿数 ,跨齿数180 第 45页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 25. 跨齿厚 m S1,m,cos,[,,(,,m,0.5)，,,inv,]跨齿厚nn11s ,26. 梢子直径 d,m,,,cos,(inv,，,inv,)梢子直径1nv1n1n2,,v1 , 其中， ,,tan,，,inv,(Rad)其中1nn2,,1v ,cos,,m,0圆柱测量尺寸 (偶数齿) 27. d,，d圆柱测量尺寸(偶数齿)m11cos,1 ,,,m,cos90:0 (奇数齿) d,,cos()，d(奇数齿)m11,cos,11 d2,x,tan,,10i inv,,(,inv)，,,10,,m,cos2,,,,101128. 齿隙 f齿隙 移位螺旋齿的计算公式(齿直角方式)(小齿轮?，大齿轮?) 移位螺旋齿的计算公式(齿直角方式)(小齿轮?，大齿轮?) 1. 齿轮齿形 移位 1. 齿轮齿形 移位 2. 齿形基准断面 齿直角 2 齿 齿 .形基准断面直角 3. 工具齿形 螺旋齿 3. 工具齿形 螺旋齿 m,m4. 模数(齿直角) 模数(齿直角)cn a,a,a5. 压力角(齿直角) 压力角(齿直角)nc0 6. 齿数 ,齿数1 ,7. 螺旋方向 螺旋方向0 h,2m8. 有效齿深 有效齿深en h,2m，c9. 全齿深 全齿深n x10. 移位系数 移位系数n1 a,a，ym11. 中心距离 中心距离xn mn12. 正面模数 m,正面模数scos,0 tanan13. 正面压力角 m,正面压力角scos,0 z114. 相当正齿轮齿数 z,相当正齿轮齿数1v3,s,012x，xnninvb,2tan，invananan12z，z15. 齿直角啮齿压力角 齿直角啮齿压力角vv1zmn116. 基准节圆直径 基准节圆直径d,ocos,0 zm1n17. 外径 d,，2m，2xm外径k1nn1n,cos0z1d,a118. 啮齿节圆直径 2()啮齿节圆直径bxz，z12cosnnzm,a1g19. 基圆直径 基圆直径d,1cos,g 第 46页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 sin,,sin,cosa20. 基础圆柱上的螺旋角 基础圆柱上的螺旋角gon ,s,(，2x,tana),m21. 圆弧齿厚 圆弧齿厚on1nnn 2x,an1o2tan,s,z,m,，j1v1n22. 弦齿厚 sin()弦齿厚zzv1v122tanz,mx,ad,d,{1cos()}v1nn1ok1o123. 齿轮游标尺齿高 齿轮游标尺齿高hj,,，，1222zzv1v1abznv1,，0.524. 跨齿数 跨齿数zm1180 25. 跨齿厚 跨齿厚 s,(标准螺旋齿轮的齿厚)，2x,m,sinam1n1nn1 26. 销子直径 d,近似值销子直径1zmcosa1,ddss127. 圆柱测量尺寸 (偶数齿) ,，圆柱测量尺寸(偶数齿)/m1cos,1 ,,1zmcosa90ss ,，/1dcosd1m,11cosz2x,tanad,,11nn in,,(,inva)，,1szmcosa2zz111nn 注:齿隙 f=m 1.25以下 0.025-0.075 注:齿隙 m 1.25-2.5 0.05-0.10 2x,tanad,,22n1n1 in,,(,inva)，L,(r,(r,2.25*m)),1szmcosa2zz1nn11 第 47页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 第六章 切削液、润滑油 第六章 切削液、润滑油 一、 切削液的作用: 一、 切削液的作用: 1. 冷却作用:采用切削液可以从两个方面降低切削温度，一方面减少刀具与工件、1. 冷却作用:采用切削液可以从两个方面降低切削温度，一方面减少刀具与工件、 切削间的摩擦，另一方面能将已生产的切削热从切削区域迅速带走。冷却作用主切削间的摩擦，另一方面能将已生产的切削热从切削区域迅速带走。冷却作用主 要指后一方面。 要指后一方面。 2. 润滑作用:采用切削液可以减少切削过程中的摩擦。如果其润滑性能良好，能减2. 润滑作用:采用切削液可以减少切削过程中的摩擦。如果其润滑性能良好，能减 小切削力，显著提高表面质量和刀具寿命。 小切削力，显著提高表面质量和刀具寿命。 3. 防锈作用:切削液能起到防锈作用，使机床、工件、刀具不受周围介质，如空气、3. 防锈作用:切削液能起到防锈作用，使机床、工件、刀具不受周围介质，如空气、 水份、手汗等的腐蚀。 水份、手汗等的腐蚀。 4. 清洗作用:切削液能起到清洗作用，防止细碎的切屑及砂粒粉末等污物附着在工4. 清洗作用:切削液能起到清洗作用，防止细碎的切屑及砂粒粉末等污物附着在工 作刀具和机床工作台上，以免影响工件表面质量、机床精度和刀具寿命。 作刀具和机床工作台上，以免影响工件表面质量、机床精度和刀具寿命。 二、 常用切削液的种类和性质: 二、 常用切削液的种类和性质: 1. 水溶液:水溶液主要成份是水，故冷却性能很好，使用时一般加入一定量的水溶1. 水溶液:水溶液主要成份是水，故冷却性能很好，使用时一般加入一定量的水溶 性防锈添加剂。 性防锈添加剂。 2. 乳化液:乳化液是将乳化油用水稀释而成的。这种切削液具有良好的冷却性能，2. 乳化液:乳化液是将乳化油用水稀释而成的。这种切削液具有良好的冷却性能， 但润滑、防锈性能比较差。 但润滑、防锈性能比较差。 3. 切削油:切削油的主要成分是矿物油，也可选用植物油、硫化油和其它混合油。3. 切削油:切削油的主要成分是矿物油，也可选用植物油、硫化油和其它混合油。 这类切削液的比热容低、流动性差，是一种以润滑为主的切削液。使用时，亦可这类切削液的比热容低、流动性差，是一种以润滑为主的切削液。使用时，亦可 加入油性防锈添加剂，以提高其防锈和润滑性能。 加入油性防锈添加剂，以提高其防锈和润滑性能。 三、 切削液的选用: 三、 切削液的选用: 1. 粗加工时，由于切削量大，所产生的热量多，切削区域温度容易升高，而且对表1. 粗加工时，由于切削量大，所产生的热量多，切削区域温度容易升高，而且对表 面质量的要求并不高，因此应选用以冷却为主并具有一定润滑、清洗和防锈作用面质量的要求并不高，因此应选用以冷却为主并具有一定润滑、清洗和防锈作用 的切削液，如水溶液和乳化液等。 的切削液，如水溶液和乳化液等。 2. 精加工时，由于切削量少，所产生的热量也较少，而对工作表面的质量则要求较2. 精加工时，由于切削量少，所产生的热量也较少，而对工作表面的质量则要求较 高，因此应选用以润滑为主并具有一定冷却作用的切削液，如切削油。 高，因此应选用以润滑为主并具有一定冷却作用的切削液，如切削油。 3. 本厂为一次加工成形，故要确保降低温度，同时也应具备润滑、清洗和防锈作用。 3. 本厂为一次加工成形，故要确保降低温度，同时也应具备润滑、清洗和防锈作用。 4. 本厂滚齿选用的切削油是:美孚特切削油457(等级:40ºC时粘度38.9/43.0 CST) 4. 本厂滚齿选用的切削油是:美孚特切削油457(等级:40ºC时粘度38.9/43.0 CST) 四、 在使用切削液时，为了能得到良好的效果，应注意以下几点: 四、 在使用切削液时，为了能得到良好的效果，应注意以下几点: 1. 要冲注足够的切削液，使刀具充分冷却，尤其是在切削速度较高和粗加工时，更1. 要冲注足够的切削液，使刀具充分冷却，尤其是在切削速度较高和粗加工时，更 为重要。 为重要。 2. 切削一开始就应立即加切削液，不要等到刀具发热后再加，否则刀具过早磨损，2. 切削一开始就应立即加切削液，不要等到刀具发热后再加，否则刀具过早磨损， 并可能会使刀具产生裂纹。 并可能会使刀具产生裂纹。 3. 切削液应浇注在切屑从工件上分离下来的部位，即冲注在热量最大，温度最高的3. 切削液应浇注在切屑从工件上分离下来的部位，即冲注在热量最大，温度最高的 地方。 地方。 4. 应注意检查切削液的质量，尤其是乳化液，使用变质的切削液不能达到预期的效4. 应注意检查切削液的质量，尤其是乳化液，使用变质的切削液不能达到预期的效 果。 果。 第 48页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 五、 润滑油: 五、 润滑油: 润滑油的作用:为了使齿轮维持高效率之动力传达，必须在咬合齿面形成安定的润滑油的作用:为了使齿轮维持高效率之动力传达，必须在咬合齿面形成安定的油膜来防止金属接触。即是减小摩耗的作用。 油膜来防止金属接触。即是减小摩耗的作用。 六、 润滑油各种特性说明: 六、 润滑油各种特性说明: 1. 适当粘度:润滑油必须随齿轮转动时速度及温度之不同而保持适当粘度以便于油1. 适当粘度:润滑油必须随齿轮转动时速度及温度之不同而保持适当粘度以便于油 膜的形成。 膜的形成。 2. 抗压性(抗溶著性):润滑油必须有防止高荷重之齿面在滑动时所产生融著、刮痕2. 抗压性(抗溶著性):润滑油必须有防止高荷重之齿面在滑动时所产生融著、刮痕 等损伤之性质。 等损伤之性质。 3. 对氧化、热之安定性:润滑油必须具有能对抗因长时间使用之高温、湿度而产生3. 对氧化、热之安定性:润滑油必须具有能对抗因长时间使用之高温、湿度而产生 氧化之高安定性。 氧化之高安定性。 4. 水分离性:润滑油必须有能力将水沉淀分离之性质，以低抗因转动，停止及日夜4. 水分离性:润滑油必须有能力将水沉淀分离之性质，以低抗因转动，停止及日夜 温差变化所引起水蒸气凝结成水而混入润滑油内之情况，降低润滑性能。 温差变化所引起水蒸气凝结成水而混入润滑油内之情况，降低润滑性能。 5. 消泡性:润滑油必须有优异的消泡性，以抵抗因回转、润滑油起泡而使油膜不易5. 消泡性:润滑油必须有优异的消泡性，以抵抗因回转、润滑油起泡而使油膜不易 形成。 形成。 6. 防蚀防锈性:润滑油必须有防蚀防锈之性质，防止因润滑油之过早氧化造成“锈”6. 防蚀防锈性:润滑油必须有防蚀防锈之性质，防止因润滑油之过早氧化造成“锈” 的产生，混入润滑油中加速齿面的磨擦。 的产生，混入润滑油中加速齿面的磨擦。 七、 润滑油之粘度: 七、 润滑油之粘度: (1) 工业用润滑油ISO粘度等级: (1) 工业用润滑油ISO粘度等级: 动粘度范动粘度范动粘度范围 动粘度范围 围 动粘度中心动粘度中心围 动粘度中心动粘度中心-62-6210m/s(cst)(m/s(cst)(10-62-6210m/s(csISO粘度 值 ISO粘度 值 10m/s(csISO粘度 值 ISO粘度 值 40ºC) 40ºC) -62-62-62-62t)(40ºC) 等级 10等级 10m/s(cstm/s(cstt)(40ºC) 等级 10m/s(cst等级 10m/s(cst )(40ºC) )(40ºC) 下上)(40ºC) )(40ºC) 下上下限 上限 下限 上限 限 限 限 限 ISO VG•ISO VG•90.ISO VG•ISO VG•90.2.2 1.98 2.42 100 110 2.2 1.98 2.42 100 110 2 100 0 2 100 0 ISO VG•ISO VG•ISO VG•ISO VG•3.2 2.88 3.52 150 135 165 3.2 2.88 3.52 150 135 165 3 150 3 150 ISO VG•ISO VG•ISO VG•ISO VG•4.6 4.14 5.06 220 198 242 4.6 4.14 5.06 220 198 242 5 220 5 220 ISO VG•ISO VG•ISO VG•ISO VG•6.8 6.12 7.18 320 288 352 6.8 6.12 7.18 320 288 352 7 320 7 320 ISO VG•ISO VG•ISO VG•ISO VG•10.8 9.00 11.0 460 414 506 10.8 9.00 11.0 460 414 506 10 460 10 460 ISO VG•ISO VG•ISO VG•ISO VG•15 13.5 16.5 680 612 748 15 13.5 16.5 680 612 748 15 680 15 680 ISO VG•ISO VG•110ISO VG•ISO VG•11022 19.8 24.2 1000 900 22 19.8 24.2 1000 900 22 1000 0 22 1000 0 ISO VG•32 28.8 35.2 ISO VG•1500 135165ISO VG•32 28.8 35.2 ISO VG•1500 135165 第 49页 齿轮原理概要Wheel gear principle essentials ,编撰:赵红荣～ 共50页 32 1500 0 0 32 1500 0 0 ISO VG•ISO VG•46 41.4 50.6 46 41.4 50.6 46 46 ISO VG•ISO VG•68 61.2 74.8 68 61.2 74.8 68 68 (2) 工业用齿轮油: (2) 工业用齿轮油: 种类 用途 种类 用途 ISO VG•32 ISO VG•32 ISO VG•68 ISO VG•68 ISO VG•46 ISO VG•46 ISO VG•100 主要以一段机ISO VG•100 主要以一段机ISO VG•68 ISO VG•68 工主要以一般轻工ISO VG•150 械压延机等工主要以一般轻工ISO VG•150 械压延机等1ISO VG•100 21ISO VG•100 2业负荷机械之密业ISO VG•220 中，重负荷机业负荷机械之密业ISO VG•220 中，重负荷机种 ISO VG•150 种 种 ISO VG•150 种 用 闭齿轮箱使用 用 ISO VG•320 械之密闭齿轮用 闭齿轮箱使用 用 ISO VG•320 械之密闭齿轮ISO VG•220 ISO VG•220 ISO VG•460 箱使用 ISO VG•460 箱使用 ISO VG•320 ISO VG•320 ISO VG•680 ISO VG•680 ISO VG•460 ISO VG•460 八、 润滑油之选定: 八、 润滑油之选定: 适当粘度参考值: 单位:cst/37.8ºC 适当粘度参考值: 单位:cst/37.8ºC 运转油温 滑动速度 m/s 运转油温 滑动速度 m/s 2.5以上52.5以上5运转最高油温 起动油温 2.5以下 5以上 运转最高油温 起动油温 2.5以下 5以上 以下 以下 -10ºC以上0ºC以-10ºC以上0ºC以110-130 110-130 110-130 0ºC以上10ºC以110-130 110-130 110-130 0ºC以上10ºC以下 下 下 下 0ºC以上 110-150 110-150 110-150 0ºC以上 110-150 110-150 110-150 10ºC以上30ºC以10ºC以上30ºC以0ºC以上 200-245 150-200 150-200 0ºC以上 200-245 150-200 150-200 下 下 30ºC以上55ºC以30ºC以上55ºC以0ºC以上 350-510 245-350 200-245 0ºC以上 350-510 245-350 200-245 下 下 55ºC以上80ºC以55ºC以上80ºC以0ºC以上 510-780 350-510 245-350 0ºC以上 510-780 350-510 245-350 下 下 80ºC以上100ºC80ºC以上100ºC0ºC以上 900-1100 510-780 350-510 0ºC以上 900-1100 510-780 350-510 以下 以下 第 50页