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1、 第六章第六章 齿轮加工机床齿轮加工机床 一、滚齿机一、滚齿机1. 滚齿原理滚齿原理 依照交错轴螺旋依照交错轴螺旋齿轮啮合原理。滚齿时的齿轮啮合原理。滚齿时的成形运动是滚刀旋转运动成形运动是滚刀旋转运动和工件旋转运动组成的复和工件旋转运动组成的复合运动，这个复合运动称合运动，这个复合运动称为展成运动。再加上滚刀为展成运动。再加上滚刀沿工件轴线垂直方向的进沿工件轴线垂直方向的进给运动，就可切出整个齿给运动，就可切出整个齿长。长。2. 滚切直齿圆柱齿轮滚切直齿圆柱齿轮（1 1）展成运动传动链）展成运动传动链 （2 2）主运动传动链）主运动传动链 （3 3）轴向进给运动传动链）轴向进给运动传动链 图
2、图61 滚齿原理滚齿原理 1滚刀；滚刀；2工件工件图图62 滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图3. 3. 滚切斜齿圆柱齿轮滚切斜齿圆柱齿轮（1 1）机床的运动和传动原理图）机床的运动和传动原理图 （2 2）差动运动传动链）差动运动传动链 图图260 滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图二、插齿机二、插齿机1. 插齿原理插齿原理 插齿机加工原插齿机加工原理类似一对圆柱齿轮相啮理类似一对圆柱齿轮相啮合，其中一个是工件，另合，其中一个是工件，另一个是具有齿轮形状的插一个是具有齿轮形状的插齿刀。齿刀。（1 1）展成运动传动链）展成运动传动链 2. 插齿机的传动
3、原理插齿机的传动原理（2 2）主运动传动链）主运动传动链 （3 3）圆周进给运动传动链）圆周进给运动传动链 图图264 插齿原理及所需运动插齿原理及所需运动五、齿轮刀具五、齿轮刀具1. 齿轮刀具的类型齿轮刀具的类型（1） 成形法齿轮刀具成形法齿轮刀具 （2） 展成法齿轮刀具展成法齿轮刀具 利用齿轮的啮合原利用齿轮的啮合原理加工齿轮理加工齿轮。常用的展常用的展成法齿轮刀具：滚齿刀、成法齿轮刀具：滚齿刀、插齿刀、剃齿刀等插齿刀、剃齿刀等图图232 成形齿轮铣刀成形齿轮铣刀2. 插齿刀插齿刀（1 1）插齿刀的基本工作原理）插齿刀的基本工作原理 （2 2）插齿刀的结构特点）插齿刀的结构特点 （3 3）
4、插齿刀的选用）插齿刀的选用 图图233 插齿刀的基本工作原理插齿刀的基本工作原理2. 齿轮滚刀齿轮滚刀（1 1）齿轮滚刀的工作原理）齿轮滚刀的工作原理 （2 2）齿轮滚刀的基本蜗杆）齿轮滚刀的基本蜗杆 （3 3）齿轮滚刀的选用）齿轮滚刀的选用 图图235图图236图图235 齿轮滚刀的工作原理齿轮滚刀的工作原理齿轮加工机床 （一）（一） Y3150E型滚齿机 是一种中型通用滚齿机，主要用于加工直齿和斜齿圆柱齿轮，也可以采用手动径向切入法加工蜗轮和花键轴。如图6-8所示n n（1 1 1 1）范成运动传动链）范成运动传动链）范成运动传动链）范成运动传动链n n1 1 1 1、两末端件：、两末端件
5、：、两末端件：、两末端件： 滚刀滚刀滚刀滚刀工件工件工件工件n n2 2 2 2、运动比例（位移）：滚刀转运动比例（位移）：滚刀转运动比例（位移）：滚刀转运动比例（位移）：滚刀转Zx/KZx/KZx/KZx/K转转转转工件转工件转工件转工件转1 1 1 1转转转转n n3 3 3 3、运动平衡式、运动平衡式、运动平衡式、运动平衡式n n( (Zx/KZx/KZx/KZx/K)*)*i i1 1*i*i2 2*i*i3 3*i*i4 4.i.i合成合成合成合成。* *i in nn n= =工件转工件转1 1转转n n机床的传动系统分析n n（2 2 2 2）主运动传动链）主运动传动链）主运动传
6、动链）主运动传动链n n1 1 1 1、两末端件：、两末端件：、两末端件：、两末端件： 主电动机主电动机主电动机主电动机滚刀滚刀滚刀滚刀n n2 2 2 2、运动比例（位移）：运动比例（位移）：运动比例（位移）：运动比例（位移）：n n n n电动机电动机电动机电动机（r/minr/minr/minr/min）n n n n滚刀滚刀滚刀滚刀（r/minr/minr/minr/min）n n3 3 3 3、运动平衡式、运动平衡式、运动平衡式、运动平衡式n n1430r/min(1430r/min(1430r/min(1430r/min(电电电电 动动动动 机机机机 ) ) ) ) i i1 1*
7、i*i2 2*i*i3 3*i*i4 4.u.u变变变变 速速速速 箱箱箱箱。* *i in n= = nr/min(nr/min(nr/min(nr/min(滚刀滚刀滚刀滚刀) ) ) )n n（3 3 3 3）垂直进给传动链）垂直进给传动链）垂直进给传动链）垂直进给传动链n n1 1 1 1、两末端件：工作台、两末端件：工作台、两末端件：工作台、两末端件：工作台刀架刀架刀架刀架n n2 2 2 2、运动比例（位移）：运动比例（位移）：运动比例（位移）：运动比例（位移）：n n 工作台转一转工作台转一转工作台转一转工作台转一转刀架轴向移动刀架轴向移动刀架轴向移动刀架轴向移动SmmSmmSmm
8、Smmn n3 3 3 3、运动平衡式、运动平衡式、运动平衡式、运动平衡式n n( (工作台转一转工作台转一转工作台转一转工作台转一转)*)*i i1 1*i*i2 2*i*i3 3*i*i4 4.*in.*inn n= = Smm(Smm(Smm(Smm(刀架轴向移动刀架轴向移动刀架轴向移动刀架轴向移动) ) ) )3滚切斜齿圆柱齿轮的调整 斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮在端面均为渐开线齿廓，不同之处是：前者齿长形状为螺旋线，后者为直线。因此，滚切斜齿圆柱齿轮时，除了与滚切直齿轮一样，需要主运动、展成运动和轴向进给运动外，为了形成螺旋线齿线，在滚刀作轴向进给运动的同时，工件还应作附加旋转运动B2
9、2（简称附加运动），而且这两个运动之间必须保持确定的关系：滚滚刀刀移移动动一一个个工工件件螺螺旋旋线线导导程程S时时，工工件件应应准准确地附加转过确地附加转过1 1转。转。n n差动传动链差动传动链差动传动链差动传动链-内联系传动链内联系传动链内联系传动链内联系传动链n n1 1 1 1、两末端件：刀架、两末端件：刀架、两末端件：刀架、两末端件：刀架工件工件工件工件n n2 2 2 2、运动比例（位移）：运动比例（位移）：运动比例（位移）：运动比例（位移）：n n 工件转一转工件转一转工件转一转工件转一转刀架轴向移动刀架轴向移动刀架轴向移动刀架轴向移动TmmTmmTmmTmmn n3 3 3
10、3、运动平衡式、运动平衡式、运动平衡式、运动平衡式n nT/3 *iT/3 *i1 1*i*i2 2*i*i3 3*U*U合成合成合成合成* * * *e/fe/fe/fe/f.Ux.1/72.Ux.1/72n n= = 工件转一转工件转一转工件转一转工件转一转n（三）滚齿机的运动合成机构n 滚齿机既可用于加工直齿圆柱齿轮，又可用于加工斜齿圆柱齿轮，所以滚齿机是根据加工斜齿圆柱齿轮的要求设计的。n 在传动系统中设有一个运动合成机构，以便将展成运动传动链中工作台的旋转运动B12和附加运动传动链中工作台的附加运动B22合成为一个运动后传送到工作台。加工直齿圆柱齿轮时，断开附加运动传动链（依靠两个离
11、合器M1、2实现） ，同时把运动合成机构调整为一个如同“联轴器”的结构形式即可。合成机构传动比计算合成机构传动比计算依照行星轮系的传动比公式结果计算如下依照行星轮系的传动比公式结果计算如下1、当、当nH=0时，时，na/nb=-12、当当na(nb)=0时，时，nb(na)=2nH3、当当H为主动轮时，为主动轮时，u合成合成=24、当当H为被动轮时，为被动轮时， u合成合成=1/2nY5132型插齿机外形如图6-15所示。它主要由n1-床身 n2、立柱 n3、刀架 n4、插齿刀（主轴 ） n5、工作台 n6、床鞍n等部件组成。Y5132Y5132型插齿机型插齿机n n（1 1 1 1）范成运动
12、传动链）范成运动传动链）范成运动传动链）范成运动传动链n n1 1 1 1、两末端件：、两末端件：、两末端件：、两末端件： 插齿刀插齿刀插齿刀插齿刀工件工件工件工件n n2 2 2 2、运动比例（位移）：插齿刀转一转运动比例（位移）：插齿刀转一转运动比例（位移）：插齿刀转一转运动比例（位移）：插齿刀转一转工件转工件转工件转工件转Zn/ZxZn/ZxZn/ZxZn/Zx转转转转n n3 3 3 3、运动平衡式、运动平衡式、运动平衡式、运动平衡式n n( ( ( (插齿刀转一转插齿刀转一转插齿刀转一转插齿刀转一转) ) ) )* *i i1 1*i*i2 2*i*i3 3*i*i4 4.*in.*
13、inn n= =工件转工件转工件转工件转Zn/ZxZn/ZxZn/ZxZn/Zx转转转转n n2、机床的传动系统分析n n（2 2 2 2）圆周进给传动链）圆周进给传动链）圆周进给传动链）圆周进给传动链n n1 1 1 1、两末端件：曲柄偏心盘、两末端件：曲柄偏心盘、两末端件：曲柄偏心盘、两末端件：曲柄偏心盘插齿刀插齿刀插齿刀插齿刀n n2 2 2 2、运动比例（位移）：曲柄偏心盘转一转运动比例（位移）：曲柄偏心盘转一转运动比例（位移）：曲柄偏心盘转一转运动比例（位移）：曲柄偏心盘转一转插齿刀插齿刀插齿刀插齿刀n n分度分度分度分度S S S S弧长弧长弧长弧长mmmmmmmmn n3 3 3
14、 3、运动平衡式、运动平衡式、运动平衡式、运动平衡式n n( (曲柄偏心盘转一转曲柄偏心盘转一转曲柄偏心盘转一转曲柄偏心盘转一转)*)*i i1 1*i*i2 2*i*i3 3*i*i4 4.*in.*inn n= = S S S S弧长弧长弧长弧长/ / / / D D D D分度圆分度圆分度圆分度圆转转n n （3 3 3 3）主运动传动链）主运动传动链）主运动传动链）主运动传动链n n1 1 1 1、两末端件：、两末端件：、两末端件：、两末端件： 主电动机主电动机主电动机主电动机曲柄偏心盘曲柄偏心盘曲柄偏心盘曲柄偏心盘n n2 2 2 2、运动比例（位移）：运动比例（位移）：运动比例（位
15、移）：运动比例（位移）：n n n n n n电动机电动机电动机电动机（r/minr/minr/minr/min）n n n n曲柄偏心盘曲柄偏心盘曲柄偏心盘曲柄偏心盘（r/minr/minr/minr/min）n n3 3 3 3、运动平衡式、运动平衡式、运动平衡式、运动平衡式n n n n n n电动机电动机电动机电动机X100/278XX100/278XX100/278XX100/278Xu uv v v v= = n n n n曲柄偏心盘曲柄偏心盘曲柄偏心盘曲柄偏心盘6.5.6.5.磨齿加工磨齿加工 磨齿加工主要用于对高精度齿轮或淬硬的齿轮进行齿形的精加工，齿轮的精度可达6级或更高常用
16、的齿面精加工方法有剃齿、珩齿和磨齿等方法。 (1) (1)展成法磨齿方法展成法磨齿方法 1）连续分度展成法磨齿 2）单齿分度展成法磨齿 。n 1）连续分度n 展成法磨齿n n 连续分度展成法磨齿是利用蜗杆形砂轮的刀具磨削齿轮的轮齿，其加工过程和滚齿相同，如图6-17所示n 2）单齿分度展成法磨齿 单齿分度展成法磨齿可根据使用砂轮形状不同有双蝶形砂轮磨齿、锥形砂轮磨齿等几种方法(如图6-17所示)Y7132A 磨齿机n磨齿机外形如图6-18所示。它主要由n1-床身 n2、升降台 n3、台面 n4、滚圆盘和钢带 n5、钢带支架 n6、工件头架n7、工件主轴n8、锥形砂轮n等部件组成。1 1磨齿机运
17、动磨齿机运动 当当磨磨齿齿加加工工是是按按展展成成原原理理加加工工齿齿轮轮的的，机机床应具有下列四种运动。床应具有下列四种运动。（1 1）砂轮的转动）砂轮的转动-主运动主运动（2 2）工件的展成运动）工件的展成运动（3 3）砂轮沿工件的轴向往复运动）砂轮沿工件的轴向往复运动（4 4）工件的分度运动）工件的分度运动各种齿轮加工方法的特点1 1滚齿加工的特点滚齿加工的特点 （1 1）适应性好。）适应性好。 （2 2）生产效率高。）生产效率高。 （3 3）齿轮齿距误差小。）齿轮齿距误差小。 （4 4）齿轮齿廓表面粗糙度较差。）齿轮齿廓表面粗糙度较差。 （5 5）滚齿加工主要用于直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱）滚齿加工主要用于直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和蜗轮。齿轮和蜗轮。 2插齿加工的特点 （1）齿形精度高。 （2）获得的齿廓表面粗糙度较细。 （3）有利于提高工件的齿形精度和减小表面粗糙度。 （4）可以加工内、外啮合齿轮。 （5）生产率低。 （6）加工斜齿轮很不方便，且不能加工蜗轮。 (3)(3)磨齿加工的特点磨齿加工的特点 1、磨齿加工的主要特点是能加工出高精度的齿轮，2、特别适合加工齿面硬度很高的齿轮。3、是除蜗杆形砂轮磨齿外，一般磨齿加工效率均较低，设备结构较复杂，调整设备困难，加工成本较高。36 以上有不当之处，请大家给与批评指正，以上有不当之处，请大家给与批评指正，谢谢大家！谢谢大家！
