当前课程知识点：机械原理 > 第六章 齿轮机构及其设计 > 6.6渐开线齿廓的切制原理与根切现象 > 6.6.1 渐开线齿廓的切制原理（上）
今天我们讲一下第六章的第六小节
渐开线齿廓的切制原理与根切现象
首先我们谈一下齿廓切制的基本原理
齿轮的加工方法有很多
比如说切制法铸造法热轧冲压电加工等等
从加工原理来看
我们可以把齿轮的加工方法
归纳为两大类仿形法和范成法
这一节我们将通过最常用的切制法
来介绍仿形法和范成法的原理
所谓切制法
它是将一个直径等于齿顶圆的齿轮毛坯
用切削加工的方法去去掉齿槽的材料
这样形成轮齿的两侧齿廓和齿根圆
按切削加工方法不同
我们分了两大类
我们先介绍第一类仿形法也叫做成型法
这种方法的特点是用与
齿槽的形状相同的成形铣刀或者是模具
将轮坯齿槽的材料去掉有铣削的办法
冲压的办法以及拉削法
当然在这里面应用最广的是铣削法
用圆盘铣刀或者是指状铣刀
统称为型铣刀
在普通铣床上就可以加工
所以说它又被称为型铣法
那铣齿是怎么来做的
我们可以看一下动画
在铣床上采用类似于在圆柱上铣槽的方法
先在轮坯上铣出一个齿槽
然后再用分度头将轮坯转过360°/z
这样一个角度
再铣出第二个齿槽直到铣削出
全部的齿槽轮坯上余下的部分
就是一个加工好的齿轮了
第二种指状铣刀
通常它是用于加工大模数齿轮的
一般模数是大于20毫米
还有就是整体的人字齿轮的加工
通常我们都会用到指状铣刀
由于渐开线齿廓的形状是取决于基圆的大小
我们知道基圆的半径是和齿数模数
以及压力角有关的
压力角虽然只有一个标准值也就是20°
但是模数却有几十个标准值
尤其是齿数的范围还更宽
因此想要加工出完全准确的渐开线齿廓
不仅需要几十种不同模数的刀具
而且每一种模数之中还要为
每一种齿数的齿轮准备一把刀具
那大家可以想象
我们需要准备的刀具的数量是非常庞大的
实际上当然也做不到的
为了减少刀具的数量
在实际生产中对于同一种模数
一般我们是怎么办的
我们会准备1到8把这种八种型号的铣刀
或者是1到15号15种型号的铣刀
每一个铣刀用来切制一定齿数范围的齿轮
比如说我们现在看到的这个列表
在这个列表里面总是8个刀号
每个刀号可以切制一定范围的齿数的齿轮
每一号铣刀的刀刃的形状
它都是按对应的这一组齿轮里面齿数
最少的那个齿轮的齿数来加工的
比如说我们的4号铣刀它就是和
齿数是21的齿轮的齿廓形状
相同的这样一个铣刀
那很显然我们用这一把铣刀
来切制同组其它齿数的齿轮的时候
它的齿型必然就会存在一定的误差了
所以我们可以看到仿形法加工齿轮
它具体的特点就是型铣法的优点
它是不需要复杂的专用齿轮机床
在普通铣床上就可以加工
这种方法的缺点也是很明显的
由于铣刀刀号的限制所加工的
大部分的齿数的齿轮的渐开线齿廓
它的形状都不准确而且采用分度头
转位也会引入分度误差
因此加工出来的齿轮的精度就比较低
另外这种加工过程是不连续的
因此生产率比较低不宜用于大批量的生产
一般用于9级以下精度的齿轮加工
我们才会用到这种方法
第二种方法叫做范成法
也叫做包络法展成法或者是共轭法
范成法它是利用一对齿轮
做无齿侧间隙啮合传动的时候
齿廓曲线互为包络线的原理来加工齿廓
其中一个齿轮或者是齿条作为刀具
另外一个齿轮也就是被切制的齿轮毛坯
刀具相对于被切制的齿轮毛坯运动的时候
刀具齿廓也就可以切出被加工齿轮的齿廓了
那下面我们就来看一下它的刀具和齿形
从图中我们可以看到顶部比普通的齿条
多了一段也就是顶隙系数乘上模数
也就是顶隙的这一个部分
那么用这种刀具在被加工齿轮的
齿根部分就会切出这样一个顶隙来
齿条刀具也叫做梳齿刀齿型为基本
齿廓加上一段圆弧
用来加工出齿轮的齿根的过渡曲线部分
我们可以看一下梳齿刀的这一个图片
这个是它的一个加工外齿轮的这样一个动画
接下来我们再来看一下另外一种刀具齿轮插刀
这是齿轮插刀的结构
现在我们看到的动画应该是插内齿
它同样的还可以插外齿
这种齿轮插刀它的形状和外齿轮相似
它不但能够加工外齿轮还能够加工内齿轮
这种刀具它的优点就是用一把插刀
就可以加工出模数压力角相同
而齿数不同的各种齿轮包括内齿轮
但它的缺点就是切线不连续
生产效率相对较低
我们再来看另外一种刀具齿轮滚刀
这是齿轮滚刀的结构
那这种滚刀它可以滚直齿
当然它还可以滚斜齿
滚齿法它既可以加工直齿轮
又可以很方便地被加工出斜齿轮来
它是齿轮加工中普遍应用的一种方法
那这种方法它的优点就是用同一把滚刀
可以加工出模数压力角相同
而齿数不同的各种齿轮
切线很连续生产效率就比较高
当然这种方法它的缺点
就是不能加工出内齿轮来
内齿轮来我们还知道齿轮粗加工完了以后
要达到它的精度还需要磨齿
现在我们看到的就是磨齿的动画
那接下来我们就来了解一下切削运动
和它的其它的一些包括哪些运动在内
首先第一个就是范成运动
由机床传动系统所驱使使得刀具
与轮坯分别按照所需要的角速度
做相对的运动
在轮坯端面上刀具和轮坯它的相对运动
就相当于是齿条和齿轮的啮合传动
刀刃每次切削轮坯的痕迹就是我们现在
图示的这个动画所看见的
显然轮坯上被切出的齿廓是刀刃
在各个相应位置的包络线
这是第一个运动范成运动
在切削的过程中还存在了切削运动
刀具沿着齿轮毛坯轴向的一个切齿运动
把与刀刃相遇的轮坯上的材料就给切掉了
这是切削运动
第三个运动让刀运动
在刀具做切线运动的过程里面
为了避免刀具在回程的过程里面
蹭坏已经切出的这样一个齿面
刀具有一个后退的运动滚刀切削的时候
是不存在这个运动的
第四个运动进给运动
由于切削用量的限制不可能在一次
进刀的时候就切除齿槽的总的深度
所以说为了加工出全齿高刀具
沿着齿轮毛坯的径向它有一个进给运动
好了今天我们的课就先上到这
今天我们的课就先上到这
-1.1 概述
--1.1 概述
-1.2 课程研究的对象及内容
-1.3 学习的目的和意义
-1.4 课程学习的方法和要点
-第一章 绪论--1.4 课程学习的方法和要点
-2.1机构结构分析
-2.2 机构的组成和分类
-2.3机构运动简图
-2.4机构自由度的计算
-2.5计算平面机构自由度时应注意事项
--2.5.3虚约束
-2.6平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
-2.6平面机构的组成原理、结构分类及结构分析--作业
-3.1机构运动分析的目的和方法
-3.2用瞬心法作机构的运动分析
-3.3用图解法作机构的运动分析
-3.4 瞬心法和矢量方程图解法的综合应用
-3.4 瞬心法和矢量方程图解法的综合应用--作业
-4.1 平面连杆机构的特点及应用
-4.2 平面四杆机构的类型和应用
-4.3平面四杆机构的一些基本知识
-4.4平面四杆机构的设计
-4.4平面四杆机构的设计--作业
-5.1 凸轮机构的应用和分类
-5.2 推杆的运动规律
-5.3 凸轮轮廓曲线设计
-5.4 凸轮机构基本尺寸的确定
-5.4 凸轮机构基本尺寸的确定--作业
-6.1 齿轮机构的特点及类型
-6.2 齿轮的齿廓曲线
-6.3 渐开线齿廓及其啮合特点
-6.4 渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸
-6.5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
-6.6渐开线齿廓的切制原理与根切现象
-6.7变位齿轮概述
-6.8斜齿圆柱齿轮传动
-6.9直齿锥齿轮传动
-6.10蜗杆传动
--6.10蜗杆传动
-6.10蜗杆传动--作业
-7.1齿轮系及其分类
-7.2定轴轮系的传动比
-7.3周转轮系的传动比
-7.4复合轮系的传动比
-7.5轮系的功能
-7.5轮系的功能--作业
-8.1概述
--8.1概述
-8.2 机械的运动方程式
-8.3 稳定运转状态下的机械的周期性速度波动及其调节
-8.3 稳定运转状态下的机械的周期性速度波动及其调节--作业
