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1、一、引入1、簡(jiǎn)述M1432A型萬(wàn)能外圓磨床的傳動(dòng)系統(tǒng)。2、M1432A型萬(wàn)能外圓磨床的主要部件有何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？二、講授新課第八章 齒面與齒輪加工齒輪是機(jī)械傳動(dòng)中的重要零件，應(yīng)用廣泛，齒輪加工在機(jī)械制造業(yè)中占有重要的地位。第一節(jié) 概述齒輪加工的主要方法有無(wú)屑加工和切削加工兩大類(lèi)。1、無(wú)屑加工：熱軋、冷軋、壓鑄、注塑、粉末冶金等。具有生產(chǎn)率高，材料消耗小，成本低，但加工精度不高。2、切削加工：成形法（仿形法）、展成法（又稱(chēng)范成法）。通過(guò)切削和磨削加工而成，具有加工精度高，但生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成本高，高精度齒輪還需專(zhuān)用齒輪加工機(jī)床。成形法：利用與被加工齒輪齒槽法面截形相一致的刀具齒形，在齒坯上加工出齒面。一

2、般用普通銑床加工，工件安裝在分度頭上，斜齒圓柱齒輪用萬(wàn)能銑床加工。齒輪加工刀具有盤(pán)形齒輪銑刀（一般齒輪加工）和指形齒輪銑刀（大規(guī)模齒輪，特別是人字齒輪加工）。實(shí)際生產(chǎn)中將同一模數(shù)的齒輪銑刀按其所加工的齒數(shù)通常分為8組（精確的是15組）（表8-1）每一刀號(hào)的銑刀刀齒開(kāi)頭按加工齒數(shù)范圍中最小齒數(shù)設(shè)計(jì)，因此，在加工范圍內(nèi)其它齒數(shù)齒輪時(shí)，會(huì)有齒形誤差產(chǎn)生，是近似加工法。成形法銑齒一般用于單件小批量生產(chǎn)，加工精度為912級(jí)，表面粗糙度值為Ra6.33.2m的直齒、斜齒和人字齒圓柱齒輪。展成法：刀具與工件（齒坯）模擬一對(duì)齒輪作嚙合運(yùn)動(dòng)來(lái)完成切削加工。刀具制作精確，一把刀具能加工同一模數(shù)的齒數(shù)產(chǎn)同的齒輪。加

3、工時(shí)能連續(xù)分度，生產(chǎn)率較高，但需在專(zhuān)用的齒輪加工機(jī)床上做，機(jī)床調(diào)整、刀具的制造和刀磨都比較復(fù)雜，一般用于成批和大量生產(chǎn)。加工精度為6級(jí)，表面粗糙度值勤為Ra3.21.6m。第二節(jié) 滾齒 一、滾齒原理刀具與工件模擬一對(duì)交錯(cuò)軸螺旋齒輪的嚙合傳動(dòng)。齒輪滾刀本質(zhì)上是一個(gè)圓柱斜齒輪，其螺旋角很大（近似于90）齒數(shù)很少（一個(gè)或幾個(gè)），可視為一蝸桿（滾刀的基本蝸桿）。用刀具材料來(lái)制造這蝸桿，并使它形成必要的幾何角度和切削刃，就構(gòu)成一把齒輪滾刀。 滾齒過(guò)程，復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)B11和B12組成和簡(jiǎn)單成形運(yùn)動(dòng)A2。B11與B12之間應(yīng)有嚴(yán)格的速比關(guān)系，滾刀的回轉(zhuǎn)（B11）為主運(yùn)動(dòng)，n0；工件的回轉(zhuǎn)（B12）為圓周進(jìn)給

4、運(yùn)動(dòng)，nw；滾刀的直線運(yùn)動(dòng)（A1）為垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，f。1、加工直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)原理必須具備以下兩個(gè)運(yùn)動(dòng)：形成漸開(kāi)線齒廓的展成運(yùn)動(dòng)和形成直線齒形（導(dǎo)線）的運(yùn)動(dòng)。展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈刀具旋轉(zhuǎn)、工件旋轉(zhuǎn)。刀具-4-5-ux-6-7-工作臺(tái)。主運(yùn)動(dòng)傳運(yùn)鏈電動(dòng)機(jī)-1-2-uv-3-4-滾刀。垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈刀架沿立柱導(dǎo)軌移動(dòng)。工作臺(tái)-7-8-uf-9-10-立柱螺桿。2、加工斜齒圓柱齒輪的傳動(dòng)原理基本同直齒圓柱齒輪一致。斜齒不同于直齒的是齒形線是一條螺旋線。因此，當(dāng)滾刀在沿工件軸線移動(dòng)時(shí)，要求工件在展成運(yùn)動(dòng)B12的基礎(chǔ)上再產(chǎn)生一個(gè)附加運(yùn)動(dòng)B22，以形成螺旋齒的形成。刀架-12-13-uy-14-15-合成

5、機(jī)構(gòu)-6-7-ux-8-9-工作臺(tái)。為使B12和B22兩個(gè)運(yùn)動(dòng)同時(shí)傳給工件又不發(fā)生干涉，需要在傳動(dòng)系統(tǒng)中配置運(yùn)動(dòng)合成機(jī)構(gòu)，將這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成之后，再傳給工件。3、滾刀的安裝應(yīng)使?jié)L刀的螺旋方向與被加工齒輪的齒形線方向一致。直齒圓柱齒輪：滾刀安裝角=滾刀螺旋升角。斜齒圓柱齒輪：滾刀與被加工齒輪的螺旋方向相同，滾刀安裝角=螺旋角-滾刀螺旋升角；當(dāng)方向相反，滾刀安裝角=螺旋角+滾刀螺旋升角。4、滾刀的結(jié)構(gòu)及基本尺寸結(jié)構(gòu)分整體式、鑲片式和可轉(zhuǎn)位式等類(lèi)型?；境叽纾和鈴絛、孔徑D、長(zhǎng)度L及容屑槽數(shù)Z。按精密程度分為AAA、AA、A、B、C級(jí)（表8-2）。三、新課小結(jié)本節(jié)主要是使學(xué)生了解齒輪的兩大類(lèi)加工方法，

6、特別是切削齒輪的加工方法；掌握滾齒原理和滾刀的安裝方法；掌握滾刀的結(jié)構(gòu)及基本尺寸的選擇。四、布置作業(yè)1、齒輪加工的主要方法，各自特點(diǎn)。一、引入1、齒輪加工的主要方法，各自特點(diǎn)。二、講授新課第二節(jié) 滾齒二、Y3150E型滾齒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)及調(diào)整計(jì)算中型通用滾齒機(jī)，主要用于直齒和斜齒圓柱齒輪加工，也可用徑向切入法加工蝸輪。加工工件最大直徑為500mm，最大模數(shù)8mm。如圖8-9所示。外形：床身、立柱、刀架溜板（安裝于立柱導(dǎo)軌上，可上下移動(dòng)）、刀架體、刀桿（安裝滾刀）、心軸（安裝齒坯）、支架、后立柱、工作臺(tái)、床鞍。主要運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈，垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和附加運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈。另有空行程快速傳動(dòng)鏈。如圖8-10所

7、示。1、主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈兩端：電動(dòng)機(jī)滾刀主軸位移：電動(dòng)機(jī)n電(r/min) 滾刀主軸n刀(r/min)n刀=u uv= u=式中：u有三種變速。主運(yùn)動(dòng)變速掛輪齒數(shù)比有三種。滾刀轉(zhuǎn)速確定后，就可算出uv，由此定u嚙合位置和掛輪的齒數(shù)。2、展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈兩端：滾刀主軸工作臺(tái)位移：滾刀主軸轉(zhuǎn)1周，工件轉(zhuǎn)K/Z周 掛輪E/F用于工作齒數(shù)Z在較大范圍內(nèi)變化時(shí)，對(duì)ux的數(shù)值起調(diào)節(jié)作用，使其數(shù)值適中，以便于選取掛輪。根據(jù)Z/K值，E/F有三種選擇：5Z/K20 E=48，F(xiàn)=2421Z/K142 E=36，F(xiàn)=36143Z/K E=24，F(xiàn)=483、垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈兩端：工作臺(tái)刀架位移：工作臺(tái)轉(zhuǎn)1周，刀架進(jìn)給fu

8、=f ui=u=u:之間三種轉(zhuǎn)速,。三、蝸輪加工概述1、蝸輪滾刀的應(yīng)用和特點(diǎn)與齒輪滾刀基本相同，區(qū)別在于蝸輪滾刀的基本蝸桿必須和與蝸輪相嚙合的蝸桿相同。蝸輪滾刀是一種專(zhuān)用工具，每加工一種蝸輪，就要設(shè)計(jì)一種專(zhuān)用滾刀。2、蝸輪滾刀的進(jìn)給方式因在蝸輪的軸平面內(nèi)，輪齒的底部呈圓弧形，而滾刀的軸線就在圓弧中心，所以滾刀不能沿蝸輪軸向進(jìn)給，而只能作徑向或切向進(jìn)給，以逐漸切出蝸輪牙齒的形狀。有徑向（圖8-11a）、切向進(jìn)給兩種（圖8-11b）。四、滾齒加工的特點(diǎn)及應(yīng)用1、適應(yīng)性好；2、生產(chǎn)效率高；3、加工齒輪的齒距偏差?。?、一般用滾齒加工的齒廓表面粗糙度與插齒大；5、用于加工直齒、斜齒圓柱齒輪和蝸輪，不能

9、加工內(nèi)齒輪和多聯(lián)齒輪。五、滾齒加工的發(fā)展前景1、高速滾齒一般Vs=2550m/min。高速：德國(guó)2001500r/min,日本4001600;Y3150E 44250r/min2、硬齒面加工用滾齒代替粗磨齒加工。3、數(shù)控滾齒技術(shù)80年代開(kāi)始，應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。三、新課小結(jié)本節(jié)主要是使學(xué)生了解Y3150E型滾齒機(jī)的結(jié)構(gòu)；掌握Y3150E滾齒機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)整計(jì)算方法；了解蝸輪的加工方法；了解滾齒加工的特點(diǎn)及發(fā)展前景。四、布置作業(yè)1、簡(jiǎn)述滾齒加工的特點(diǎn)及應(yīng)用。一、引入1、簡(jiǎn)述滾齒加工的特點(diǎn)及應(yīng)用。二、講授新課第三節(jié) 插齒插齒加工是一種應(yīng)用非常廣泛的展成法加工齒輪的方法，能一次完成齒槽的粗和半精加工，

10、精度為87級(jí)，Ra1.6m一、插齒原理加工過(guò)程是模擬一對(duì)直齒圓柱齒輪的嚙合過(guò)程。插齒刀所模擬的那個(gè)齒輪稱(chēng)為產(chǎn)形齒輪。產(chǎn)形齒輪用刀具材料制造，并具備必要的切削參數(shù)，成為刀具（插齒刀）。刀具沿工件軸向作高速往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，形成切削加工主運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還與工件作無(wú)間隙的嚙合運(yùn)動(dòng)，從而在工件上加工出全部輪齒齒廓。插齒加工時(shí)，機(jī)床必須具備以下運(yùn)動(dòng)：主運(yùn)動(dòng)插齒刀作上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，向下為切削運(yùn)動(dòng)，向上為返回的退刀運(yùn)動(dòng)。往復(fù)數(shù) 展成運(yùn)動(dòng)刀具和工件二者的運(yùn)動(dòng)組成一個(gè)復(fù)合運(yùn)動(dòng)，即刀具轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒，工件應(yīng)準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒，即經(jīng)向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)刀具沿經(jīng)向逐漸切至工件的全齒深。 圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)插齒刀每往復(fù)行程一次，同時(shí)回轉(zhuǎn)一個(gè)角度。讓

11、刀運(yùn)動(dòng)回程時(shí)，刀具與工件讓開(kāi)一段距離，向下切削時(shí)，刀具恢復(fù)到原位。二、插齒刀1、插齒刀的類(lèi)型名稱(chēng)定位方式規(guī)格加工模數(shù)用途盤(pán)形插齒刀內(nèi)孔支承端面75，100，160，200112加工直齒外齒輪及大直徑內(nèi)齒輪碗形直齒插齒刀內(nèi)孔50，75，100，12518加工多聯(lián)齒輪和帶凸肩的齒輪錐柄插齒刀錐柄25，3813.75加工內(nèi)齒輪一般制成AA 、A 、B三種精度，分別對(duì)應(yīng)加工6、7、8級(jí)齒輪。2、插齒刀的結(jié)構(gòu)每個(gè)刀齒上有一條呈圓弧形的頂切削刀，兩條呈漸開(kāi)線的側(cè)切削刃，一個(gè)呈平面或呈圓錐面的前面及兩個(gè)呈左、右旋轉(zhuǎn)開(kāi)螺旋面的側(cè)后面。3、插齒刀的齒形誤差易產(chǎn)生齒輪頂厚度增大和齒根厚度減小三、插齒的工藝特點(diǎn)與應(yīng)

12、用與滾齒相比，插齒有以下工藝特點(diǎn)：齒形精度比滾齒高齒面的表面粗糙度值小運(yùn)動(dòng)精度低于滾齒齒向偏差（軸向偏差）比滾齒大。插齒的生產(chǎn)率比滾齒低適合加工內(nèi)齒輪、雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪、齒條、扇形齒輪而滾齒則無(wú)法加工。應(yīng)用高速插齒機(jī)（南京Ys5120，N0=1250；天津Yzx5125，N0=1350）硬齒面加工（HRC45-64的齒輪加工）等新技術(shù)。三、新課小結(jié)本節(jié)主要是使學(xué)生掌握插齒原理；了解插齒刀的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)；了解插齒的工藝特點(diǎn)與應(yīng)用。四、布置作業(yè)1、簡(jiǎn)述插齒的工藝特點(diǎn)與應(yīng)用。一、引入1、簡(jiǎn)述插齒的工藝特點(diǎn)與應(yīng)用。二、講授新課第四節(jié) 齒面精加工對(duì)于6級(jí)精度以上的齒輪或者淬火后的硬齒面加工，往往要在滾齒或插

13、齒后進(jìn)行熱處理，再進(jìn)行齒面的精加工。常用有剃齒、珩齒、磨齒等。一、剃齒常用于未淬火圓柱齒輪的精加工。生產(chǎn)效率很高，是軟齒面精加工最常見(jiàn)的加工方法。1、剃齒原理剃齒是由剃齒刀帶動(dòng)工件自由轉(zhuǎn)動(dòng)并模擬一對(duì)螺旋齒輪作雙面無(wú)側(cè)隙嚙合的過(guò)程。剃齒刀與工件的軸線交錯(cuò)成一定角度，軸交角=10，其中1和0分別為被剃齒輪和剃齒刀的螺旋角，二者螺旋方向相同，取“+”；相反取“-”。剃直齒圓柱齒輪1=0剃齒應(yīng)具備運(yùn)動(dòng)，如圖8-22a所示：2 剃齒刀的正反旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；工件沿軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；工件每往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次后的經(jīng)向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。2、剃齒的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用剃齒加工效率高。3 剃齒加工對(duì)齒輪的切向誤差的修正能力差。4 剃齒加工可修

14、正齒形誤差和基節(jié)誤差。新技術(shù)：CBN鍍層剃齒刀，CNC機(jī)床，刀具高速。二、珩齒1、珩齒原理珩齒是一種用于加工淬硬齒面的齒輪精加工方法。工作方式與剃齒相同，如圖8-24所示，只是刀具由金剛砂磨料加入環(huán)氧樹(shù)脂等澆鑄成熱壓而成的塑料齒輪。珩磨余量一般不超過(guò)0.025mm。2、珩磨的特點(diǎn)加工過(guò)程為低速磨削，研磨和拋光的綜合作用過(guò)程，表面質(zhì)量好。修正誤差的能力較差。容易獲得高精度的造形。生產(chǎn)率高。3、珩齒的應(yīng)用用來(lái)減小齒輪熱處理后表面粗糙度值，可從Ra1.60m減到Ra0.40m以下。4、新技術(shù)多軸聯(lián)動(dòng)，高速CNC機(jī)床。蝸桿狀珩輪采用CBN涂層。三、磨齒采用滾成法磨削齒面。加工精度最可達(dá)3-4級(jí)，效率較

15、低。1、磨齒原理如圖8-25所示，用碟形砂輪的工作棱邊形成假想齒條的兩齒側(cè)面。砂輪高速旋輪為主運(yùn)動(dòng)，工件按嚙合原理作展成運(yùn)動(dòng)。目前，批量生產(chǎn)中采用蝸桿砂輪，工作原理同滾齒加工，砂輪相當(dāng)于滾刀。2、磨齒加工特點(diǎn)及應(yīng)用加工精度高，可達(dá)IT64級(jí)，Ra0.8-0.2m；修正誤差能力強(qiáng)；可加工表面硬度很高的齒輪；加工效率低。主要用于加工精度要求很高的齒輪。三、新課小結(jié)本節(jié)主要是使學(xué)生掌握剃磨、珩磨、磨齒等各種齒輪精加工方法的原理和特點(diǎn)。四、布置作業(yè)1、試述目前齒面精加工有幾種方法？各有什么特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合？一、引入1、試述目前齒面精加工有幾種方法？各有什么特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合？二、講授新課第五節(jié) 齒輪加工精度

16、分析一、對(duì)齒輪傳動(dòng)的要求齒輪的加工質(zhì)量和安裝精度直接影響該傳動(dòng)裝置的工作性能。對(duì)齒輪傳動(dòng)有以下要求：傳動(dòng)的準(zhǔn)確性。工作的平穩(wěn)性。載荷分布的均勻性。齒側(cè)間隙。二、齒輪加工誤差分析1、影響齒輪傳動(dòng)準(zhǔn)確性的因素主要是輪齒位置不準(zhǔn)確，即輪齒分布不均勻。主要原因：一是幾何偏心：機(jī)床、夾具和齒坯制造誤差以及相互間的安裝誤差，造成幾何偏心，如圖8-29所示；二是累積誤差：機(jī)床工作臺(tái)的不等速旋轉(zhuǎn)，使被加工齒輪的輪齒沿切向方向發(fā)生變化，造成齒距累積誤差，如圖8-33所示。2、影響齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性的因素一是齒形誤差；二是基節(jié)誤差。3、齒輪接觸精度分析接觸精度不僅取決于單個(gè)齒輪的制造精度，而且還與齒輪副的裝配精度有關(guān)

17、。影響因素：一是齒形誤差；二是齒向誤差，如圖8-35所示；三是工件的安裝誤差，如圖8-36所示。三、新課小結(jié)本節(jié)主要是使學(xué)生了解對(duì)齒輪傳動(dòng)的要求；掌握齒輪加工誤差分析的方法。四、布置作業(yè)無(wú)一、引入1、試述目前齒面精加工有幾種方法？各有什么特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合？二、講授新課第六節(jié) 圓柱齒輪加工工藝一、圓柱齒輪加工工藝過(guò)程的內(nèi)容及要求 加工工藝過(guò)程一般包括以下內(nèi)容：齒輪毛坯加工、齒面加工、熱處理工藝、齒面精加工。在編制工藝過(guò)程中，常因齒輪結(jié)構(gòu)、精度等級(jí)、生產(chǎn)批量及生產(chǎn)環(huán)境的不同，而采取各種不同的工藝方案。如圖8-37所示齒輪加工：齒輪加工工藝過(guò)程大致可分為：齒輪毛坯的形成粗加工半精加工熱處理精加工。二、

18、齒輪加工工藝過(guò)程分析1、基準(zhǔn)的選擇（加工基準(zhǔn)）帶軸齒輪用中心孔；空心軸齒輪用內(nèi)孔面；帶孔齒輪用內(nèi)孔，端具或外圓，端面來(lái)對(duì)齒輪中工時(shí)進(jìn)行工件定位。為了減少定位誤差，提高齒輪加工精度，在加工時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足：應(yīng)選擇基準(zhǔn)重合，統(tǒng)一的定位方式；內(nèi)孔定位時(shí)，配合間隙應(yīng)盡可能減?。欢ㄎ欢嗣媾c定位孔或外圓應(yīng)在一次裝夾中加工出來(lái)，保證垂直度。2、齒輪毛坯的加工毛坯加工在齒輪加工過(guò)程中占有很重要的地位，因?yàn)辇X面加工和檢測(cè)所用的基準(zhǔn)必須在此階段加工出來(lái)，同時(shí)齒坯加工所占工時(shí)的比例較大，所以必須重視齒輪毛坯的加工。由于檢測(cè)要求的不同，應(yīng)注意以下三個(gè)問(wèn)題：當(dāng)以齒頂圓（外圓）作為測(cè)量基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制齒頂圓尺寸精度；保證定位端

19、面和定位孔或外圓相互間的垂直度；提高齒輪內(nèi)孔的制造精度，減小與夾具心軸的配合間隙。3、齒面及齒端加工齒面加工是齒輪加工的關(guān)鍵，表8-4常用加工方法有：8級(jí)精度以下的齒輪：軟齒面的齒輪（調(diào)質(zhì)處理滾齒或插齒）；淬硬齒輪（滾齒或插齒齒端加工淬火校正孔）。67級(jí)精度的齒輪：淬硬齒輪（滾（插）齒齒端加工剃齒表面淬火校正基準(zhǔn)珩齒）；適于批量生產(chǎn)。5級(jí)以上精度的齒輪：淬硬齒輪（粗滾齒精滾齒齒端加工淬火校正基準(zhǔn)粗磨齒精磨齒）；適于少量生產(chǎn)。齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺等方法，必須在淬火之前加工。一般安排在滾（插）齒后，剃齒之前。4、齒輪加工過(guò)程中的熱處理要求在齒輪加工工藝過(guò)程中，熱處理工序的位置安排十分重要，直接影響齒輪的力學(xué)性能及切削加工性。毛坯熱處理：正火或調(diào)質(zhì)；消除殘余應(yīng)力，改善加工性能。齒面熱處理：齒面高頻淬火，滲碳淬火，碳氮共滲和滲氮； 提高齒面硬度，增加齒輪的承載能力和耐磨性。三、新課小結(jié)本節(jié)主要是使學(xué)生掌握?qǐng)A柱齒輪加工工藝過(guò)程的內(nèi)容及要求；了解齒輪加工加工工藝過(guò)程的分析方法；了解齒輪加工過(guò)程中的熱處理要求。四、布置作業(yè)1、簡(jiǎn)述齒輪加工中基準(zhǔn)的選擇和定位的要求。