《现代机床设备 第二版课件 教学课件 ppt 作者 顾京 主编07第七章 齿轮加工及机床》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代机床设备 第二版课件 教学课件 ppt 作者 顾京 主编07第七章 齿轮加工及机床（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 七 章第 七 章齿轮加工机床齿轮加工机床 无锡职业技术学院 王建荣、唐立平无锡职业技术学院 王建荣、唐立平 第 七 章 第 七 章 目的和要求：目的和要求： 1 1、理解齿轮加工机床的加工原理；、理解齿轮加工机床的加工原理； 2 2、熟悉加工直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮的运动和、熟悉加工直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮的运动和 传动原理；传动原理； 3 3、掌握加工直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮传动原理、掌握加工直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮传动原理 图的绘制和传动链的调整计算；图的绘制和传动链的调整计算； 4 4、了解插齿机的加工方法、特点和应用范围。、了解插齿机的加工方法、特点和应用范围。 常见齿常见
2、齿 轮类型轮类型 圆柱齿圆柱齿 轮轮 锥齿轮锥齿轮 蜗轮蜗蜗轮蜗 杆杆 第 一 节 一、齿轮加工方法一、齿轮加工方法 制造齿轮的方法很多，可以铸造、锻造、冲压，但目前这些方法的加工精度还制造齿轮的方法很多，可以铸造、锻造、冲压，但目前这些方法的加工精度还 不够高。精密齿轮现在主要靠切削法，按轮齿成形原理分两大类不够高。精密齿轮现在主要靠切削法，按轮齿成形原理分两大类 （一）（一）成形法成形法 是用与被加工齿轮齿槽形状相同的成形刀具切削轮齿是用与被加工齿轮齿槽形状相同的成形刀具切削轮齿。 1 1、用单齿廓成形刀具、用单齿廓成形刀具 每次仅加工一个齿轮的齿槽，各个齿槽是利用分度装置进行分齿依次切出
3、每次仅加工一个齿轮的齿槽，各个齿槽是利用分度装置进行分齿依次切出 的。的。 优点：优点：机床较简单，也可用通用机床加工机床较简单，也可用通用机床加工 缺点：缺点：刀具随模数、齿数而变化。（但每种模数通常只配八把刀）一般有刀具随模数、齿数而变化。（但每种模数通常只配八把刀）一般有 较大的齿形误差，精度较低。生产率低（每加工一个齿需分度一次，刀具回程较大的齿形误差，精度较低。生产率低（每加工一个齿需分度一次，刀具回程 一次）一次） 应用范围：应用范围：1 1）单件小批生产精度较低的齿轮）单件小批生产精度较低的齿轮 2 2）大型齿轮（因所用刀具和机床结构较简单）大型齿轮（因所用刀具和机床结构较简单）
4、 刀号刀号1 12 23 34 45 56 67 78 8 加工齿数加工齿数 范围范围 121312131414 16161717 2020 2121 25252626 34343535 54545555 134134135135以上以上 齿轮铣刀的刀号齿轮铣刀的刀号 第 一 节 2 2、用多齿廓成形刀具、用多齿廓成形刀具 可同时加工出齿轮的各个齿槽。可同时加工出齿轮的各个齿槽。 优点：优点：加工精度、生产率高。一次进给完成全部。加工精度、生产率高。一次进给完成全部。 缺点：缺点：刀具不通用，制造成本高。刀具不通用，制造成本高。 应用范围：应用范围：大批量生产中小型齿轮。大批量生产中小型齿轮。
5、 成形法齿轮刀具成形法齿轮刀具 盘盘形齿轮铣刀形齿轮铣刀指指形齿轮铣刀形齿轮铣刀 盘形齿轮铣盘形齿轮铣 刀加工直齿刀加工直齿 指状齿轮铣指状齿轮铣 刀加工直齿刀加工直齿 第 一 节 （二）（二）范成法范成法( (展成法）展成法） 是利用齿轮的啮合原理进行切削的，是利用齿轮的啮合原理进行切削的，只需一把刀具就能加只需一把刀具就能加 工出模数相同而齿数不同的齿轮，其加工精度和生产率比成形工出模数相同而齿数不同的齿轮，其加工精度和生产率比成形 法高法高，因而应用也最广泛。采用范成法的加工齿轮的机床有滚，因而应用也最广泛。采用范成法的加工齿轮的机床有滚 齿机，插齿机，磨齿机，剃齿机和齿机，插齿机，磨齿
6、机，剃齿机和珩齿机珩齿机等。等。 a)滚齿滚齿 b)插齿插齿 c)剃齿剃齿 第 一 节 齿轮滚刀齿轮滚刀 齿轮滚刀是加工外啮合直齿和斜齿圆柱渐开线齿轮最常用的刀具齿轮滚刀是加工外啮合直齿和斜齿圆柱渐开线齿轮最常用的刀具 。 主要参数：外径、头数、齿形、螺旋升角及旋向等。外径越大、则主要参数：外径、头数、齿形、螺旋升角及旋向等。外径越大、则 加加 工精度越高。工精度越高。 标准齿轮滚刀规定：同一模数有两种直径系列。标准齿轮滚刀规定：同一模数有两种直径系列。 型直径较大，适用于型直径较大，适用于AAAA级精密滚刀，加工级精密滚刀，加工7 7级精度的齿轮；级精度的齿轮； 型直径较小，适用于型直径较小
7、，适用于A A、B B、C C级精度的滚刀，加工级精度的滚刀，加工8 8、9 9、1010级级 精度的齿轮。精度的齿轮。 单头滚刀的精度较高，多用于精切齿，多头滚刀精度较差，但单头滚刀的精度较高，多用于精切齿，多头滚刀精度较差，但生生 产率高产率高。 第 一 节 二、齿轮加工机床类型二、齿轮加工机床类型 圆柱齿轮加工机床：圆柱齿轮加工机床：滚齿机、插齿机等；滚齿机、插齿机等； 直齿锥齿轮加工机床直齿锥齿轮加工机床：刨齿机、铣齿机、拉齿机：刨齿机、铣齿机、拉齿机 ； 弧齿锥齿轮加工机床：弧齿锥齿轮加工机床：铣齿机。铣齿机。 齿轮齿轮精加工机床：精加工机床：剃齿，珩齿，磨齿，研齿。剃齿，珩齿，磨齿
8、，研齿。 齿轮粗加工机床：齿轮粗加工机床：铣齿，滚齿，插齿。铣齿，滚齿，插齿。 第 一 节 生产生产中大量使用的是阿基米德滚刀中大量使用的是阿基米德滚刀。 阿基米德螺旋面形成示意图。阿基米德螺旋面形成示意图。 由于阿基米德滚刀制造、检验方便，而且刃磨齿面精度比较容易控制，由于阿基米德滚刀制造、检验方便，而且刃磨齿面精度比较容易控制， 目前在我国凡是模数在目前在我国凡是模数在10mm10mm以下的精加工滚刀均规定为阿基米德滚刀。以下的精加工滚刀均规定为阿基米德滚刀。 阿基米德蜗杆的车制阿基米德蜗杆的车制 a a）当）当33时单刀切削；时单刀切削； b)b)当当33时双刀切削时双刀切削 第 一 节
9、 齿轮滚刀的结构齿轮滚刀的结构 齿轮滚刀是一个蜗杆形刀具，齿轮滚刀是一个蜗杆形刀具，为了形成切削刃，在垂直于蜗杆螺旋线为了形成切削刃，在垂直于蜗杆螺旋线 方向或平行于轴线方向开出容屑槽，形成前刀面，并对滚刀的顶面和方向或平行于轴线方向开出容屑槽，形成前刀面，并对滚刀的顶面和 侧面进行铲背，侧面进行铲背，铲磨出后角。铲磨出后角。 下图为齿轮滚刀的基本蜗杆的外形图。根据一对螺旋齿轮的啮合原下图为齿轮滚刀的基本蜗杆的外形图。根据一对螺旋齿轮的啮合原 理，基本蜗杆应当是一个端截面为渐开线的斜齿轮，这类滚刀称为理，基本蜗杆应当是一个端截面为渐开线的斜齿轮，这类滚刀称为渐开渐开 线滚刀线滚刀，由于这种渐开
10、线滚刀的制造比较困难，目前应用较少。，由于这种渐开线滚刀的制造比较困难，目前应用较少。 滚刀的基本蜗杆滚刀的基本蜗杆 1 1 蜗杆螺旋表面蜗杆螺旋表面 2 2前刀面前刀面 3 3后刀面后刀面 4 4侧后面侧后面 5 5切削刃切削刃 6 6顶后刀面顶后刀面 第 一 节 滚刀结构分为整体式和镶片式滚刀两大类。对于中小模数滚刀结构分为整体式和镶片式滚刀两大类。对于中小模数 （m=1m=110mm10mm）滚刀，通常做成整体结构。）滚刀，通常做成整体结构。 对于模数较大的滚刀，为了节省刀具材料，一般多采用镶对于模数较大的滚刀，为了节省刀具材料，一般多采用镶 齿齿结构。镶齿滚刀的刀齿要求非常精密，刀体精
11、度也较高结构。镶齿滚刀的刀齿要求非常精密，刀体精度也较高 ，制造困难，生产中应用还不普遍，制造困难，生产中应用还不普遍。 整体式齿轮滚刀整体式齿轮滚刀 第 一 节 第 一 节 滚齿机滚齿机 滚刀滚刀 一一、滚齿原理、滚齿原理模拟一对螺旋齿轮啮合过程模拟一对螺旋齿轮啮合过程 用滚齿机加工圆柱齿轮轮齿表面时，相当于一对相啮合的轴线相反的螺旋齿轮用滚齿机加工圆柱齿轮轮齿表面时，相当于一对相啮合的轴线相反的螺旋齿轮 （斜齿轮）传动，其中一个螺旋齿轮做成刀具，即齿轮滚刀。另一个为被加工齿（斜齿轮）传动，其中一个螺旋齿轮做成刀具，即齿轮滚刀。另一个为被加工齿 轮，齿轮滚刀与被加工齿坯之间的传动关系由机床传
12、动链进行保证。轮，齿轮滚刀与被加工齿坯之间的传动关系由机床传动链进行保证。 滚刀特点：滚刀特点：（1 1）螺旋角很大（即螺旋升角很小）螺旋角很大（即螺旋升角很小） (2(2）齿数很小（常用齿数）齿数很小（常用齿数Z=1Z=1。即为单头滚刀）。即为单头滚刀） （3 3）牙齿很长（成蜗杆形。并将牙齿开槽、铲背）牙齿很长（成蜗杆形。并将牙齿开槽、铲背） 滚刀实际上是：滚刀实际上是：一个经开槽、铲背的蜗杆。一个经开槽、铲背的蜗杆。齿轮滚刀齿轮滚刀 在滚切过程中，工件的每个齿形是由滚刀在旋转中依次对工件切削的数条刀刃线在滚切过程中，工件的每个齿形是由滚刀在旋转中依次对工件切削的数条刀刃线 包络形成。包络
13、形成。 滚刀分屑槽数愈多滚刀分屑槽数愈多在转一转过程中形成刀刃线愈多在转一转过程中形成刀刃线愈多工件齿形包络误差愈小。工件齿形包络误差愈小。 第 一 节 二、加工直齿圆柱齿轮时的运动分析二、加工直齿圆柱齿轮时的运动分析 （一）机床的运动和传动原理图分析（一）机床的运动和传动原理图分析 主运动主运动B B11 11 滚刀旋转运动；滚刀旋转运动； 展成展成( (啮合啮合) )运动运动B B12 12 齿坯与滚刀按齿坯与滚刀按 一定速比转动。为形成渐开线所需。一定速比转动。为形成渐开线所需。 进给运动进给运动A A2 2滚刀沿齿坯轴向运滚刀沿齿坯轴向运 动。为形成导线所需。动。为形成导线所需。 1
14、1、主运动、主运动B B11 11 电机电机1 12 2u uv v3 34 4滚刀滚刀 u uv v为主运动传动比。属“外联系”为主运动传动比。属“外联系” 传动链。传动链。 2 2、展成运动、展成运动 滚刀旋转运动滚刀旋转运动B B11 11 1/K1/K转转(1(1齿齿) ) 齿坯旋转运动齿坯旋转运动B B12 12 1/ z 1/ z 转转(1(1齿齿) ) 内传动链为：内传动链为： 滚刀滚刀45ux67齿坯，齿坯， ux为啮合运动传动比。为啮合运动传动比。 第 一 节 三、加工斜齿圆柱齿轮时的运动分析三、加工斜齿圆柱齿轮时的运动分析 滚切斜齿圆柱齿轮传动原理图滚切斜齿圆柱齿轮传动原理
15、图 L L被加工斜齿齿轮螺旋线导程，单位为被加工斜齿齿轮螺旋线导程，单位为mmmm；根据图可得出：；根据图可得出： L L mms sz z/ /tgtg mmn nz z/sin /sin （mms smmn n/ /coscos ） mms s齿轮的端面模数齿轮的端面模数 mmn n齿轮的法向模数齿轮的法向模数 齿轮的螺旋角齿轮的螺旋角 D=D=mms sZ Z 第 一 节 三、加工斜齿圆柱齿轮时的运动分析三、加工斜齿圆柱齿轮时的运动分析 （1 1）主运动）主运动B11 电机电机12uv34滚刀滚刀 （2 2）展成运动）展成运动 滚刀旋转运动滚刀旋转运动B111/K转转(1齿齿) 齿坯旋转
16、运动齿坯旋转运动B12 1/ z 转转(1齿齿) 内传动链为：内传动链为： 滚刀滚刀45ux67齿坯齿坯 （3 3）进给运动）进给运动A21与与B22 (螺旋线螺旋线) 齿坯齿坯B1278uf910A21 （4 4）差动传动链差动传动链 A2111uy127齿坯附加转齿坯附加转 动动B22( (产生螺旋线的内传动链产生螺旋线的内传动链) ) uy按被切齿轮的螺旋角调整按被切齿轮的螺旋角调整 第 一 节 实际上必须用实际上必须用合成机构合成机构 把展成运动要求工件转把展成运动要求工件转 动动B12和差动链要求工件和差动链要求工件 附加转动附加转动B22迭加起来，迭加起来， 然后再传给工作台。然后再传给工作台。 滚齿机是根据滚切斜齿轮滚齿机是根据
