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1、第七章 齿轮加工一、齿轮的功用和结构特点1、齿轮的功用 由于齿轮传动具有传动比准确、传动力大、效率高、结构紧凑、可靠耐用等优点，因此，齿轮在机器和仪器中应用极为广泛，齿轮的需求量也日益增加。其功用是按一定的传动比传递运动和动力。2、齿轮的结构特点 齿轮因其在机器中的功用不同而结构各异，但总是由齿圈和轮体组成。在齿圈上均匀地分布着直齿、斜齿等轮齿，而在轮体上有轮辐、轮毂、孔、键槽等。按齿圈上轮齿的分布形式，齿轮可分为直齿轮、斜齿轮和人字齿轮等；按轮体的结构形式，齿轮可分为盘类、齿轮轴和齿条等。齿轮的结构形式直接影响齿轮的加工工艺过程。单齿圈盘类齿轮的结构工艺性最好，可采用任何一种齿形加工方法加工
2、轮齿；双联或三联等多齿圈的小齿圈的加工受齿圈间轴向距离的限制，其齿形加工方法的选择就受到限制，加工工艺性差。二、齿轮传动的精度要求 齿轮的制造精度对机器的工作性能、承载能力、噪声及使用寿命影响很大，因此，齿轮制造必须满足齿轮传动的使用要求。（1）传动的准确性 即主动轮转过一个角度时，从动轮应按给定的传动比转过相应的角度。要求齿轮在一转中，转角误差的最大值不能超过一定的限度，即为一转角精度。（2）工作平稳性 要求齿轮传动平稳，无冲击，振动和噪声小，这就需要限制齿轮传动时，瞬时传动比的变化，即一齿转角精度。（3）载荷均匀性 齿轮载荷由齿面承受，两齿轮配合时，接触面积的大小对齿轮的使用寿命影响很大。
3、所以齿轮载荷的均匀性，由接触精度来衡量。（4）齿侧间隙 一对相互配合的齿轮，其非工作面必须留有一定的间隙，即为齿侧间隙，其作用是存储润滑油，使工作齿面形成油膜，减少磨损；同时可以补偿热 变形、弹性变形、加工误差和安装误差等因素引起的侧隙减小，防止卡死。应当根据齿轮副的工作条件，来确定合理的侧隙。以上四项要求，根据齿轮传动装置的用途和工作条件而有所不同。例如，滚齿机分度蜗杆副、读数仪表所用的齿轮副，对传动准确性要求高，工作平稳性也有一定的要求，而对载荷的均匀性要求一般不严格。三、齿形加工原理 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
4、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。齿轮加工机床的种类繁多，构造各异，加工方法也各不相同，但就其加工原理来说，不外是成形法和展成法两类。1、成形法 成形法是利用与被加工齿轮的齿槽的截面形状一致的刀具，在齿坯上加工出齿面的方法。例如在铣床上用盘形或指状铣刀铣削齿轮（见图7-1）；在刨床或插床上用成形刀具加工齿轮。在使用一把成形刀具加工齿轮时，每次只加工一个齿槽，然后用分度装置进行分度，依次加工下一个齿槽，直至全部轮齿加工完毕。这种加工方法的优点是机床较简单，可以利用通用机床 加工，缺点是加工齿轮的精度低。成形铣削一般在普通铣床上进行。铣削时工件安
5、装在分度头上，铣刀旋转对工件进行切削加工，工作台作直线进给运动，加工完一个齿槽，分度头将工件转过一定角度，再进行另一个齿槽，依次加工出所有齿槽。因为加工某一模数的齿轮齿轮盘铣刀，一般一套只有8把，每把铣刀有规定的铣齿范围，铣刀的齿形曲线是按该范围内最小齿数的齿形制造的，对其他齿数的齿轮，均存在着不同程度的齿形误差。另外，加工时分度装置的分度误差，还会引起分齿不均匀。此外，这种方法生产率低，只适用于单件小批生产一些低速、低精度的齿轮。在大批量生产中，通常采用多齿廓成形刀具来加工齿轮，如用齿轮拉刀，齿轮推刀或多齿刀盘等刀具同时加工出齿轮的各个齿槽。当加工模数大于8mm时的齿轮时，采用指状铣刀进行加
6、工。铣削斜齿圆柱齿轮时必须在万能铣床上进行。铣削时工作台偏转一个角度，使其等于齿轮的螺旋角，工件在随工作台进行进给的同时，由分度头带动作附加旋转运动而形成螺旋齿槽。成形法铣削齿轮用的刀具有盘状铣刀和指状铣刀，后者适用于加工大模数的直齿、斜齿，特别是人字齿轮。2、展成法 展成法加工齿轮是利用齿轮的啮合原理进行的，即把齿轮副（齿轮-齿条或齿轮-齿轮）中的 一个制作为刀具，另一个则为工件，并强制刀具和工件作严格的啮合运动而展成切出齿廓。如图7-2滚齿加工。用展成法加工齿轮，可以用一把刀具加工同一模数不同齿数的齿轮，且加工精度和生产率也较高，因此，各种齿轮加工机床广泛用这种加工方法，如滚齿机、插齿机、剃齿机等。此外，多数磨齿机及锥齿轮加工机床也是按展成法原理进行加工的。常用齿轮的加工方法有插齿（图7-4）、滚齿（图7-5）、剃齿（图7-8）、珩齿、磨齿等。