齿轮加工机床ppt课件

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1、第四章 齿轮加工机床西南交通大学西南交通大学第四章 齿轮加工机床 本章要点(5学时) 1、任务原理和分类2、滚齿机的运动分析3、YC3180型滚齿机4、传动链换置器官的布置 圆柱柱齿轮直直齿、斜、斜齿、人字、人字齿圆锥齿轮直直齿、斜、斜齿、弧、弧齿小型小型齿轮直径直径仅数毫米，采用不根切的数毫米，采用不根切的摆线齿形的手形的手表表齿轮。巨型巨型齿轮用于无用于无线电望望远镜、轧钢机、水机、水轮发电机、机、雷达天雷达天线等，直径数米或十余米等，直径数米或十余米各种精度的各种精度的齿轮。特殊特殊齿轮间歇歇齿轮、非、非圆齿轮齿轮种类举例：齿轮种类举例： 第一节第一节 任务原理和分类任务原理和分类v一、

2、一、齿轮的加工方法的加工方法v按构成按构成轮齿的原理，切削加工方法分两大的原理，切削加工方法分两大类：v1、成形法、成形法2、展成法范成法、包、展成法范成法、包络法法v二、二、齿轮加工机床的加工机床的类型型v1、圆柱柱齿轮加工机床加工机床v2、锥齿轮加工机床加工机床1. 成成 形形 法法成形法：是用与被加工成形法：是用与被加工齿轮齿槽外形一槽外形一样的成形刀的成形刀具切削具切削轮齿。铣齿：成形法加工：成形法加工齿轮的方法的方法成形法成形法铣齿普通用普通用于于单件小批量消件小批量消费或机修任或机修任务中中 。用成形法加工用成形法加工齿轮的的齿廓外形是由模数廓外形是由模数铣刀刀刃外形来保刀刀刃外形

3、来保证；齿廓廓分布的均匀性那么由分度分布的均匀性那么由分度头分度精度保分度精度保证。规范范渐开开线齿轮的的齿廓廓外形是由外形是由该齿轮的模数的模数m m和和齿数数Z Z决决议的。因此，要加工出准确的的。因此，要加工出准确的齿形，就必需求求同一模数不同形，就必需求求同一模数不同齿数的数的齿轮都有一把相都有一把相应的模数的模数铣刀，刀，这将将导致刀具数量非常多，在消致刀具数量非常多，在消费中是极不中是极不经济的。的。实践消践消费中，中，将同一模数的将同一模数的铣刀普通只做出刀普通只做出8 8把，分把，分别铣削削齿形相近的一定形相近的一定齿数范数范围的的齿轮。 刀号刀号1 12 23 34 45 5

4、6 67 78 8加工加工齿齿数数范范围围12121 13 314141 16 617172 20 021212 25 526263 34 435355 54 455551 13 34 4135135以以上上模数模数铣刀刀号及其加工刀刀号及其加工齿数范数范围 每种刀号每种刀号齿轮铣刀的刀刀的刀齿外形均按加工外形均按加工齿数范数范围中最少中最少齿数的数的齿形形设计。所以在加工所以在加工该范范围内加工其它内加工其它齿数数齿轮时，会有一定的，会有一定的齿形形误差差产生。生。成形法成形法铣齿的特点：的特点：可在普通可在普通铣床上床上进展，展，对于缺乏公用于缺乏公用齿轮加工加工设备的工厂的工厂较为方便；

5、方便；模数模数铣刀比其它刀比其它齿轮刀具构造刀具构造简单，制造容易，因此消，制造容易，因此消费本本钱低。低。由于每由于每铣一个一个齿槽均需槽均需进展切入、切出、退刀以及分度等任展切入、切出、退刀以及分度等任务，加工，加工时间和和辅助助时间长，所以消，所以消费效率低。效率低。由于受刀具的由于受刀具的齿形形误差和分度差和分度误差的影响，加工的差的影响，加工的齿轮存在存在较大的大的齿形形误差和分差和分齿误差，故差，故铣齿精度精度较低。加工精度低。加工精度为9 91212级、齿面粗糙度面粗糙度RaRa值为6.36.33.2m3.2m。成形法成形法铣齿普通用于普通用于单件小批量消件小批量消费或机修任或机

6、修任务中，加工直中，加工直齿、斜、斜齿和人字和人字齿圆柱柱齿轮，也可加工重型机械中精度要求不高的大型，也可加工重型机械中精度要求不高的大型齿轮。2. 展成法范成法展成法: 利用齿轮的啮合原理。把齿轮啮合副齿条-齿轮、齿轮-齿轮中的一个转化为刀具；另一个转化为工件，并强迫刀具和工件作严厉的啮合运动而范成切出齿廓。2展成法范成法展成法范成法利用齿轮的啮合原理加工齿轮。利用齿轮的啮合原理加工齿轮。常用的展成法齿轮刀具：滚齿刀、常用的展成法齿轮刀具：滚齿刀、插齿刀、剃齿刀等插齿刀、剃齿刀等a)滚齿b)插齿c)剃齿滚齿工工艺特点：特点：1滚刀的通用性好：一把刀的通用性好：一把滚刀可以加工与其模数、刀可以

7、加工与其模数、压力角一力角一样而而齿数不同的数不同的齿轮。2齿形精度及分度精度高。形精度及分度精度高。3消消费率高：率高：滚齿的整个切削的整个切削过程是延程是延续的。的。4设备和刀具和刀具费用高：用高：滚齿机机为公用公用齿轮加工机加工机床，其床，其调整整费时。滚刀刀较齿轮铣刀的制造、刃磨要刀的制造、刃磨要困困难。滚齿运用：运用： 运用范运用范围较广，可加工直广，可加工直齿、斜、斜齿圆柱柱齿轮和和蜗轮等，但不能加工内等，但不能加工内齿轮和相距太近的多和相距太近的多联齿轮。齿轮齿轮加工机床的加工机床的加工机床的加工机床的类类型型型型齿轮加工机床加工机床圆柱齿轮圆柱齿轮加工机床加工机床圆锥齿轮圆锥齿

8、轮加工机床加工机床金属切削机床金属切削机床齿轮加工机床加工机床 插齿机插齿机滚齿机滚齿机曲线齿轮加工机床曲线齿轮加工机床直齿锥齿轮加工机床直齿锥齿轮加工机床金属切削机床金属切削机床齿轮加工机床加工机床 直齿锥齿轮铣齿机刨齿机拉齿机曲线齿轮拉齿铣齿机精加工齿轮剃齿机研齿机磨齿机第二节第二节 滚齿机的任务原理及运动分析滚齿机的任务原理及运动分析1 1、滚齿原理原理 根据展成法的原理，模根据展成法的原理，模拟一一对螺旋螺旋齿轮啮合合过程。程。构成构成构成构成滚滚刀：刀：刀：刀：齿齿数少、螺旋角大数少、螺旋角大数少、螺旋角大数少、螺旋角大演化成演化成演化成演化成蜗蜗杆状；杆状；杆状；杆状； 垂直螺旋垂

9、直螺旋垂直螺旋垂直螺旋线线方向开槽方向开槽方向开槽方向开槽构成容屑槽、切削刃。构成容屑槽、切削刃。构成容屑槽、切削刃。构成容屑槽、切削刃。滚齿原理是刀具和工件的运原理是刀具和工件的运动相当于一相当于一对交交错轴斜斜齿轮的的啮合。合。滚刀本刀本质上是一个斜上是一个斜齿圆柱柱齿轮。2 滚切直齿圆柱齿轮二、加工直齿圆柱齿轮二、加工直齿圆柱齿轮u发生线发生线导线：导线：渐开线齿廓渐开线齿廓母线：母线：齿长线齿长线滚齿原理原理1滚刀；刀；2工件工件1、成形所需运动、成形所需运动母母线：范范成成运运动一一个个复复合合运运动滚刀刀的的旋旋转运运动n1和工件的旋和工件的旋转运运动n2复合而成复合而成导线：直直

10、线运运动一一个个简单运运动滚刀刀架架的的挪挪动f3展成运动展成运动n1，n2进给运动进给运动f3图图9-3滚齿机加工直齿圆柱齿轮的传动原理图滚齿机加工直齿圆柱齿轮的传动原理图2、运动联络、运动联络1主主传动链2范成范成传动链3进给传动链展成运展成运动n1,n2母母线进给运运动f3导线电动机机滚刀刀滚刀刀工件工件工件工件刀架刀架作用、末端件、位移关系、性作用、末端件、位移关系、性质(1)(1)主运主运主运主运动动 滚刀的旋刀的旋转是主运是主运动。 运运动源与源与滚刀相刀相联络的外的外传动链称称为主运主运动链。 传动链构造式：构造式：电动机机12iv3412iv34滚刀。刀。 iv iv是是换置机

11、构，用以改置机构，用以改动滚刀的刀的转速。速。滚切直齿圆柱齿轮uu 对单头滚对单头滚刀而言，刀而言，刀而言，刀而言，滚滚刀刀刀刀转转一一一一转转，工件，工件，工件，工件应转过应转过一个一个一个一个齿齿是是是是严严厉厉的的的的传动传动比关系。比关系。比关系。比关系。uuixix是是是是换换置机构，用于置机构，用于置机构，用于置机构，用于顺应顺应工件工件工件工件齿齿数和数和数和数和滚滚刀刀刀刀头头数的数的数的数的变变化。化。化。化。uu 任任任任务务台的旋台的旋台的旋台的旋转转方向与方向与方向与方向与滚滚刀螺旋角的旋向有关，在刀螺旋角的旋向有关，在刀螺旋角的旋向有关，在刀螺旋角的旋向有关，在该传动

12、链该传动链中，中，中，中，设设有任有任有任有任务务台台台台变变向机构。向机构。向机构。向机构。uu 传动链传动链构造式：构造式：构造式：构造式：uu滚滚刀刀刀刀B11B114 45 5uuuxux6 67 7任任任任务务台台台台B12B12滚切直切直齿圆柱柱齿轮2 2展成运展成运展成运展成运动动 滚刀作轴向的直线运动滚刀作轴向的直线运动A2A2。轴向的直线运动是维持切削得。轴向的直线运动是维持切削得以延续的运动，是进给运动。以延续的运动，是进给运动。 传动链构造式：构造式： 工件工件78if91078if910刀架升降刀架升降丝杠外杠外) ) 换置机构置机构if if 用于用于调整整轴向向进给

13、量的大小、方向量的大小、方向滚切直切直齿圆柱柱齿轮3 3竖竖直直直直进给进给运运运运动动总结： 滚切直切直齿圆柱柱齿轮v 滚齿时齿廓的成形方法是展成法，成形运动是滚刀旋转运动和工件旋转运动组成的复合运动，这个复合运动称为展成运动。再加上滚刀沿工件轴线垂直方向的进给运动，就可切出整个齿长。滚切直切直齿圆柱柱齿轮-滚刀的安装刀的安装3、滚刀安装角、滚刀安装角:滚刀轴线与程度线之间的滚刀轴线与程度线之间的夹角夹角左旋左旋右旋右旋:滚刀螺旋线的升角滚刀螺旋线的升角目的：目的：滚刀刀刀刀齿的的陈列与工件列与工件齿槽方向一致槽方向一致三三 滚切斜齿圆柱齿滚切斜齿圆柱齿渐开开线斜斜齿与直与直齿的不同：的不同

14、：齿长方向方向三、加工斜齿圆柱齿轮传动原理分析三、加工斜齿圆柱齿轮传动原理分析斜齿轮的齿长是螺旋形斜齿轮的齿长是螺旋形螺旋运动螺旋运动3 3加工斜齿圆柱齿轮时的运动分析加工斜齿圆柱齿轮时的运动分析主运主运动B11B11 电机机12uv3412uv34滚刀刀展成运展成运动 滚刀旋刀旋转运运动B11 1/KB11 1/K转(1(1齿) ) 齿坯旋坯旋转运运动B12 B12 1/ z 1/ z 转(1(1齿) ) 内内传动链为：滚刀刀45ux67齿坯坯进给运运动A21A21外外 齿坯坯B1278uf910B1278uf910A21A21 附加附加转动B22B22A2111uy127A2111uy12

15、7齿坯附加坯附加 转动B22(B22(产生螺旋生螺旋线的内的内传动链) ) uy uy按被切按被切齿轮的螺旋角的螺旋角调整整实践上必需用合成机构实践上必需用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，然后再传给任务台。然后再传给任务台。滚齿机是根据机是根据滚切斜切斜齿轮的的传动原理原理设计的。当的。当滚切直切直齿轮时，将差将差动链断开，并把合成机构固定成一个整体。断开，并把合成机构固定成一个整体。三三 滚切斜齿圆柱齿滚切斜齿圆柱齿差动传动链差动传动链 工件主工件主轴滚刀架刀架作用：使工件有附加回作用：使工件

16、有附加回转运运动，构成，构成齿形的螺旋形的螺旋线；位移关系：位移关系：滚刀架垂直挪刀架垂直挪动Tmm工件附加回工件附加回转1r末端件：末端件：被加工斜齿轮的被加工斜齿轮的螺旋线导程螺旋线导程滚刀的安装刀的安装 安装角安装角取决于取决于滚刀螺旋升角刀螺旋升角0 0 、旋向及、旋向及齿轮螺螺旋角旋角、旋向。、旋向。 二者同向二者同向时= = 0 0 ； 二者反向二者反向时= = 00 右旋右旋滚刀如刀如图左旋相反左旋相反三三 滚切斜齿圆柱齿滚切斜齿圆柱齿滚切斜切斜齿圆柱柱齿轮时滚刀的安装角刀的安装角从从图中不中不难看出，当加工右旋看出，当加工右旋齿轮时，滚刀逆刀逆时针偏偏转；当加工左旋；当加工左旋

17、齿轮时，滚刀刀顺时针偏偏转。滚刀安装角的偏刀安装角的偏转方向也符合方向也符合“右逆左右逆左顺这个个规律。律。右逆左右逆左顺：是指当加工右旋：是指当加工右旋齿轮时，滚刀刀逆逆时针偏偏转安装角安装角；加工左旋；加工左旋齿轮时，滚刀刀顺时针偏偏转安装角安装角。 例如：用例如：用=2的左旋的左旋滚刀加工刀加工=20的左的左旋旋齿轮时，那么，那么对照口照口诀用用“同减和同减和“左左顺来确定。即：来确定。即：滚刀的安装角大小刀的安装角大小为=-=20-2=18，方向，方向为顺时针偏偏转。 又如：用又如：用=2的左旋的左旋滚刀加工刀加工=20的右的右旋旋齿轮时，那么，那么对照口照口诀用：用：“异加和异加和“

18、右右逆来逆来计算和偏算和偏转。即：。即：滚刀的安装角大小刀的安装角大小为=+=20+2=22，方向，方向为逆逆时针偏偏转。 加工直加工直齿轮时，因，因=0，那么，那么滚刀安装角刀安装角为： = 其偏其偏转方向决方向决议于于滚刀的螺旋升角刀的螺旋升角的旋的旋向，即左旋向，即左旋时逆逆时针偏偏转，右旋，右旋时顺时针偏偏转，此，此时不用用以上口不用用以上口诀。 齿坯附加坯附加转动的方向的方向 图a)a)为右旋右旋滚刀切右旋刀切右旋齿轮，附加，附加转动B22B22与与B12B12同向，即比同向，即比切直切直齿时多多转些。些。 图b)b)为右旋右旋滚刀切左旋刀切左旋齿轮，附加，附加转动B22B22与与B

19、12B12反向，即比反向，即比切直切直齿时少少转些。些。滚切斜齿圆柱齿轮附加转动方向滚切斜齿圆柱齿轮附加转动方向3、工件附加转动方向：图4-9所示。B12旋转方向：按滚刀齿螺旋方向决议“右逆左顺B22旋转方向：按工件齿螺旋方向决议“右逆左顺作业：作业：分析斜齿圆柱齿轮传动，写出：分析斜齿圆柱齿轮传动，写出：1所需求的传动链；所需求的传动链；2各传动链的末端件；各传动链的末端件；3写出机床的位移关系；写出机床的位移关系；4写出传动链的性质。写出传动链的性质。 第三节第三节 YC3180 YC3180型滚齿机型滚齿机v1 1 机床的外形及其工艺范围机床的外形及其工艺范围v2 2 机床传动系统分析机

20、床传动系统分析v3 3 仿形安装仿形安装 第三节 YC3180型滚齿机一、滚齿机外形：图4-10所示。由床身1、立柱2、刀架溜板3、滚刀架4、任务台8 Y3150E型滚齿机二 YC3180型滚齿机工艺范围v特特别适宜适宜滚切淬硬的直切淬硬的直齿和斜和斜齿圆柱柱齿，也，也可以可以滚切切涡轮，同，同时进展小展小锥度、鼓形度、鼓形齿等等齿轮的仿形加工；的仿形加工；v工件最大直径工件最大直径 800mm，最大模数，最大模数10mm，最，最少工件少工件齿数数8；v除了具除了具备普通普通滚齿机的全部功能外，机的全部功能外，还能采能采用硬用硬质合金合金滚刀刀对高硬度高硬度齿面面齿轮用用滚切工切工艺进展半精加

21、工或精加工，以展半精加工或精加工，以滚代磨，所以代磨，所以它提高它提高齿轮加工精度。加工精度。第三节第三节 YC3180 YC3180型滚齿机型滚齿机v1 1 机床的外形及其工艺范围机床的外形及其工艺范围v2 2 机床传动系统分析机床传动系统分析v3 3 仿形安装仿形安装传动链分析方法：v 1确定末端件；v2列出计算位移；v3列出运动平衡式；v4计算换置式。机床传动系统分析机床传动系统分析v主运动传动链v范成运动传动链v轴向进给传动链v附加运动传动链滚齿机滚斜齿传动原理图滚齿机传动原理图滚齿机传动原理图 传动链传动链主运主运动B11B11 电机机12uv3412uv34滚刀刀展成运展成运动 滚

22、刀旋刀旋转运运动B11 1/KB11 1/K转(1(1齿) ) 齿坯旋坯旋转运运动B12 B12 1/ z 1/ z 转(1(1齿) ) 内内传动链为：滚刀刀45ux67齿坯坯进给运运动A21A21外外 齿坯坯B1278uf910A21B1278uf910A21 附加附加转动B22B22A2111uy127A2111uy127齿坯附加坯附加转动B22(B22(产生螺旋生螺旋线的内的内传动链) uy) uy按被切按被切齿轮的螺旋角的螺旋角调整整主运主运动B11B11 电机机12uv3412uv34滚刀刀1、主运动传动链YC31801末端件：电动机主轴滚刀2计算位移： 1500r/min电动机n主

23、轴3运动平衡式：4换置公式：1 1主运主运主运主运动传动链动传动链滚滚切直切直切直切直齿齿、斜、斜、斜、斜齿齿一一一一样样Y3150EY3150E(1) (1) 末端件主运末端件主运动链动链是展成运是展成运动动的外的外联络传动链联络传动链。 两端件：两端件：电动电动机机主主轴轴(2) (2) 计计算位移算位移1430r1430rmin(min(电动电动机机)n()n(滚滚刀刀) )(3) (3) 运运动动平衡式平衡式: :(4) (4) 换换置式置式: :U-是轴-间可变传动比，共三种：27/43，31/39，35/35；A/B 共三种：22/44，33/33，44/22滚刀转速为40250r

24、/mm，共九级转速。 定比45 ux 定比89 2展成运展成运动传动链滚刀刀45ux67齿坯坯(1)(1)末端件展成末端件展成末端件展成末端件展成链链是展成运是展成运是展成运是展成运动动的内的内的内的内联络传动链联络传动链。(2)(2)计计算位移算位移算位移算位移: :展成展成展成展成链链保保保保证证末端件的末端件的末端件的末端件的传动传动比相当于一比相当于一比相当于一比相当于一对对交交交交错轴错轴齿轮齿轮副的副的副的副的啮啮合合合合传动传动，即，即，即，即滚滚刀每刀每刀每刀每1 1转转，工件，工件，工件，工件转转KKz z转转。KK为滚为滚刀刀刀刀头头数，数，数，数，z z为为工件工件工件工

25、件齿齿数，数，数，数，记记作：作：作：作：1(1(滚滚刀刀刀刀)K/Z()K/Z(工件工件工件工件) )(3)(3)运运运运动动平衡式平衡式平衡式平衡式加工直加工直齿圆柱柱齿轮时，u u合成合成=1=1。加工斜加工斜齿圆柱柱齿轮时，u u合成合成=-1=-1。2 2展成运展成运展成运展成运动传动链动传动链：滚滚切直切直切直切直齿齿、斜、斜、斜、斜齿齿方向相反方向相反方向相反方向相反)Y3150E)Y3150E两端件：两端件：滚刀刀工件工件e/f 为构造性挂轮，用来调整挂轮传动比的数值2 2展成运展成运展成运展成运动传动链动传动链：滚滚切直切直切直切直齿齿、斜、斜、斜、斜齿齿方向相反方向相反方向

26、相反方向相反(4) (4) 换换置式置式 当5z/k20时，取e=48，f=24。 当21z/k142时，取e=36，f=36。 当z/k143时，取e=24，f=48。3轴向向进给运运动链外外 齿坯坯B1278uf910A21刀架刀架轴向向进给传动链(3)(3)运运运运动动平衡式平衡式平衡式平衡式3 3进给传动链进给传动链滚滚切直切直切直切直齿齿、斜、斜、斜、斜齿齿一一一一样样(1)(1)末端件末端件末端件末端件进给进给以任以任以任以任务务台作台作台作台作为间为间接接接接动动力源，力源，力源，力源，两端件：任两端件：任两端件：任两端件：任务务台台台台滚滚刀架刀架刀架刀架(2)(2)计计算位移

27、算位移算位移算位移进给进给以任以任以任以任务务台每台每台每台每转时滚转时滚刀架的刀架的刀架的刀架的竖竖直挪直挪直挪直挪动动量量量量(mm)(mm)计计。计计算位移算位移算位移算位移为为：1(1(任任任任务务台台台台)f()f(滚滚刀架刀架刀架刀架) )(4)(4)换换置式置式置式置式f轴向向进给量，量，单位位mm/r，根据工件，根据工件资料、加工精度、料、加工精度、外表粗糙度等情况外表粗糙度等情况选定。定。a1/b1轴向向进给挂挂轮，共四种，共四种，u-之之间的的可可变传动比比任任务台的台的转动方向取决于方向取决于滚刀的螺旋角的方向，故在刀的螺旋角的方向，故在-之之间设有正反向机构。有正反向机

28、构。Uf值从从0.44mm/r共共12级。39/4530/5449/354 差动传动附加转动链差动传动附加转动链 工件主轴工件主轴滚刀架丝杆滚刀架丝杆末端件：末端件：A2111uy127齿坯附加坯附加转动B22(产生螺生螺旋旋线的内的内传动链) uy按被切按被切齿轮的螺旋角的螺旋角调整整差差动传动链 切削斜切削斜齿圆柱柱齿轮时，进给是复合运是复合运动，需求一条内，需求一条内联络传动链来保来保证螺旋螺旋线的的导程，程，习惯上称上称为差差动链。(1) (1) 末端件末端件 滚刀架刀架任任务台工件。台工件。(2) (2) 计算位移当算位移当滚刀架刀架竖向挪向挪动S S时， 工件工件应多多转或少或少转

29、1 1转。S(单位位mm)1转(工件工件)4 4附加运附加运附加运附加运动传动链动传动链 附加运附加运动传动链是是联络刀架即刀架即轴向向进给A21A21和任和任务台台附加旋附加旋转运运动B22B22之之间的的传动链。式中式中33轴向向进给丝杆的杆的导程，程，单位位mmmm；u合成合成2=2；展成运展成运动传动链挂挂轮传动比比S被加工被加工齿轮螺旋螺旋线的的导程，程，单位位mm，mn被加工被加工齿轮法向模数，法向模数，单位位mm；被加工被加工齿轮的螺旋角，的螺旋角，单位位为度。度。(4)(4)换换置式置式置式置式(3)(3)运运运运动动平衡式平衡式平衡式平衡式5刀架快速升降传动链刀架快速升降传动

30、链v先将手柄先将手柄1放在快速放在快速挪动位置上，使进给挪动位置上，使进给箱中离合器处于空档，箱中离合器处于空档，断开进给箱输出轴与断开进给箱输出轴与动源联络图中动源联络图中11与与12的联络。启的联络。启动快速挪动电机与动快速挪动电机与12点衔接，实现点衔接，实现丝杆的快速转动。丝杆的快速转动。5刀架快速升降传动链刀架快速升降传动链调整刀架位置，快调整刀架位置，快速接近工件或退回原位；速接近工件或退回原位；检验任务台附加运动的检验任务台附加运动的方向能否正确方向能否正确利用快速电机可使刀架作快速升降运动利用快速电机可使刀架作快速升降运动刀架快速挪刀架快速挪动传动道路：快速道路：快速电机机13

31、/26链传动M32/25刀架刀架轴向向进给丝杆杆。 在加工斜在加工斜齿圆柱柱齿轮时，启，启动快速快速电机，可机，可经过附加运附加运动链带开任开任务台旋台旋转，可，可检查任任务台的旋台的旋转方向能否符合要求。方向能否符合要求。 刀架快速挪刀架快速挪动的方向可的方向可经过快速快速电机的旋机的旋转方向来方向来变换。 启启动快速快速电机前，先支配手柄机前，先支配手柄P3P3放于放于“快速挪快速挪动位置上，此位置上，此时轴上的三上的三联滑移滑移齿轮处于空于空挡位置，脱开位置，脱开轴和和间的的传动联络，同，同时接上离合器接上离合器M3M3。此。此时才干启才干启动快速快速电机。机。 加工斜加工斜齿圆柱柱齿轮

32、时，附加运，附加运动链不允不允许断开，断开，让滚刀在快刀在快进、快退快退时按原来的螺旋按原来的螺旋线轨迹运迹运动，防止，防止产生生“乱牙。乱牙。三刀架快速挪三刀架快速挪三刀架快速挪三刀架快速挪动传动动传动道路道路道路道路v4. 4. 滚齿机的运机的运动合成机构合成机构Y3150E型型滚齿机所用的运机所用的运动合成机构，合成机构，由模数由模数m=3mm，齿数数Z=30，螺旋角螺旋角=0的的四个弧四个弧齿锥齿轮组成。成。4. 滚齿机的运机的运动合成机构合成机构机床上配有两个离合器机床上配有两个离合器 M1 M1 和和 M2 M2，滚切直齿圆柱齿轮时用，滚切直齿圆柱齿轮时用 M1M1，滚切斜齿圆柱齿

33、轮、大质数直齿园柱齿轮、切向进给，滚切斜齿圆柱齿轮、大质数直齿园柱齿轮、切向进给法加工蜗轮时用法加工蜗轮时用 M2 M2。2 2原理：原理：原理：原理：4.4.滚齿滚齿机的运机的运机的运机的运动动合成机构合成机构合成机构合成机构 需求附加运需求附加运动时，先在，先在轴X X上装上套筒上装上套筒 G G与与X X轴用用键衔接，再将离接，再将离合器合器 M2 M2 空套空套在套筒在套筒 G G 上，上，离合器离合器M2M2端面端面齿与空套与空套齿轮 Z72 Z72 的端面的端面齿及及转臂臂HH的端面的端面齿同同时啮合，合，连为一体，一体，从而使来自刀架的运从而使来自刀架的运动经过齿轮 Z72 Z7

34、2传送送给转臂臂H H，与来自，与来自滚刀的运刀的运动由由Z56Z56传入入经运运动合成机构合成后，由合成机构合成后，由X X轴经齿轮e e传往任往任务台。台。当当加加工工斜斜齿齿圆圆柱柱齿齿轮轮时时，展展成成运运动动经经过过合合成成机机构构右右端端的的Z45传传入入合合成成机机构构，差差动动运运动动来来自自挂挂轮轮a2/b2和和c2/d2，经经过过锥锥齿齿轮轮副副24/24和和蜗蜗杆杆蜗蜗轮轮副副2/40传传入入合合成成机机构构。合合成成运运动动经经过过合合成成机机构构左左端端的的分分齿齿挂挂轮轮e/f传传出出。当当运运动动经经过过齿齿轮轮Z45传传入入时时，u合合成成=-1，当当运运动动经

35、经过过蜗蜗轮轮Z40传传入入时时，u合合成成=2但但加加工工直直齿齿圆圆柱柱齿齿轮轮时时，不不需需求求差差动动运运动动，卸卸去去差差动动挂挂轮轮a2/b2和和c2/d2，并将转臂，并将转臂H锁死，锁死，u合成合成=1得： n =2 nH - n 思索展成运思索展成运动动而没有附加运而没有附加运动动，nH =0nH =0， U U 合合1 = n / n = -11 = n / n = -1 思索附加运思索附加运动动而没有展成运而没有展成运动时动时，n n =0=0， U U 合合2 = n / nH =22 = n / nH =2 设n、n、nH分别为轴及转臂 H 的转速，根据行星传动原理，合

36、成机构的传动比计算公式为：金属切削机床金属切削机床齿轮加工机床加工机床 4.4.滚齿滚齿机的运机的运机的运机的运动动合成机构合成机构合成机构合成机构n = nHn =2 n - nn = nU 合合1= n / n = 1 滚切直齿圆柱齿轮时，将离合器M1 直接装在 X 轴上键联接，M1 的端面齿只和转臂 H 的端面齿相衔接，来自滚刀的运动不能传入合成机构。那么那么金属切削机床金属切削机床齿轮加工机床加工机床 4.4.滚齿滚齿机的运机的运机的运机的运动动合成机构合成机构合成机构合成机构 第四节第四节 传动链换置器官的布置传动链换置器官的布置一、外联络传动链换置器官一、外联络传动链换置器官 外联

37、络传动链与内联络传动链有公用段，外外联络传动链与内联络传动链有公用段，外联络传动链的换置器官不得布置于公用段内。联络传动链的换置器官不得布置于公用段内。图图4-13所示。所示。二、内联络传动链换置器官 展成链和差动链属于内联络传动链，有三种布置方案。如图4-14所示。图4-14 换置器官的布置分析三个方案：1方案2： 展成链换置公式中有sin因子，ix的计算不能正确，所以该方案不能取。2方案1和方案3： 展成链换置式是一样，但差动链换置式不同。方案2换置式中有Z，方案3中没有Z，故方案 3好。vend第二次作业、知滚刀头数为K，右旋，螺旋升角为；被加工的直齿圆柱齿轮的齿数为Z工；滚刀的轴向进给

38、量为fmm/r。请回答以下问题：滚刀的轴心线位置为什么要调整到与程度线相差一个角度？角度应多大？假设滚刀轴向进给A mm时，工件与滚刀各转了多少转？、当用头数为K、右旋、螺旋升角为的滚刀去滚切齿数为Z工、螺旋线导程为Tmm的右旋斜齿圆柱齿轮时，假设刀具轴向挪动间隔和工件转过的转数如下表所示，问滚刀转过多少转？刀具挪动间隔工件转过转数刀具转过转数Smm/r 1TmmTS解:一,1,先求出工件附加转动(B21):n工件附加转动(B21)=S/T2,求工件B11转动:(1-S/T)3,展成运动:n刀K=n(B11)Z B11B21右旋滚刀右旋工件二,1,先求出工件附加转动(B21):n附加(B21)

39、=12. 求出工件B11转动=(T/S)-13,展成运动:n刀K=n(B11)Z1 1主运动传动链主运动传动链v两端件: 电动机 滚刀主轴v计算位移：n 电r/min- n刀r/minv运动平衡式：v换置公式vu2-3轴II-III间的可变传动比；共三种： v u=27/43；31/39；35/35；vA/B-变速挂轮；v 三种 A/B=22/44；33/33；44/22v根据滚刀的转速，计算uv，并决议u2-3的啮合位置和A/B vv=15-40m/minv滚刀主轴转速9级: 40, 50, 63, 80, 100, 125,160, 200, 250v转速级数较少,最高转速较低v滚刀资料为

40、高速钢，工件资料为铸铁和钢，且滚刀刃磨费事，选用切削速度较低；v滚刀尺寸已规范化，直径变化范围小。挂轮变速特点v可简化变速箱构造v调整时间长v传动比1/4-2v尽能够对称，用较少的齿轮获得较多的传动比。2范成运动传动链2范成运动传动链v两端件 v 滚刀主轴(滚刀转动任务台(工件转动 v计算位移：滚刀主轴工件v 1转 k/z转v运动平衡式为：范成运动传动链换置公式:构造性挂轮v目的：用于工件齿数Z在较大范围内变化时ux的调整，保证分子、分母相差倍数不致过大，使挂轮构造紧凑。v 5z/k20时， 取e=48，f=24；v21z/k142时， 取e=36，f=36；v z/k143时， 取e=24，

41、f=48。有关阐明v“24为范成常数，由传动比决议，要求能方便配算挂轮；v内联络传动链，保证齿形的范成和分度严厉的运动关系v传动链误差影响齿形精度3轴向进给运动传动链3轴向进给运动传动链v两端件：v 任务台工件转动刀架滚刀挪动v计算位移：v 任务台刀架进给 v 1转 fmmv运动平衡式为： 换 置 公 式vf轴向进给量，单位为mmr；v根据工件资料、加工精度及外表粗糙度等选定；va1/b1轴向进给挂轮； u17-18轴17-18间的可变传动比，共三种： u17-18 =49/35；30/54；39/45进给量值mm/r4.4.刀具的安装角刀具的安装角v滚刀安装角为了使滚刀刀齿陈列方向与工件齿槽

42、方向一致，滚刀安装角=。当滚刀的v螺旋升角的旋向与齿轮螺旋角的旋向一样时v滚刀安装角的大小为-；当滚刀的螺旋升角的旋向与齿轮螺旋角的旋向不同时，滚刀安装角的大小为+。 同减异加v任务台旋转方向“右逆左顺：右旋滚刀，工件逆时针方向转动；左旋滚刀，工件顺时针方向转动。v2.机床传动系统分析 YC3180型号：工件最大加工直径为800mm，最大模数是10mm，最小模数是8mm。除能完成普通滚齿机全部功能外，还能采用硬质合金滚刀，对齿面淬硬的50-60HRC齿轮进展半精铣和精铣。 传动链分析方法：1确定末端件；2列出计算位移；3列出运动平衡式；4计算换置式。一滚切直齿圆柱齿轮2、展成运动：1末端件：滚

43、刀工件。2计算位移：1滚刀k/z工件3运动平衡式：4换置式：加工直齿，合成机构传动比等于3、进给传动链：1末端件：任务台滚刀架2计算位移：1任务台f滚刀架3运动平衡式：4换置式：二滚切斜齿圆柱齿轮1、差动链：1末端件：滚刀架工件2计算位移：T滚刀架1工件3运动平衡式：差动传动链中，合成机构传动比等于.4换置式：2、展成运动： 展成链与滚切直齿圆柱齿轮一样，但合成传动比为i合成1。3、主运动链和进给链与滚切直齿齿轮一样。三用径向进给法滚切蜗轮 主运动链和展成链与滚切直齿齿轮一样。但床身溜板连同任务台和后立柱在床身导轨上作程度的径向进给。一主传动链外联络一主传动链外联络1、传动道路表达式：道路表达

44、式：2、运、运动平衡式：平衡式：主电动机主电动机滚刀主轴滚刀主轴1430r/minncr/min3、换置公式：置公式：主主电动机机胶胶带传动115/16521/42三三联滑移滑移齿轮组ugv31/39、35/35、27/43切削速度挂切削速度挂轮A/B28/2828/2828/2820/80滚刀主刀主轴1、传动道路表达式：道路表达式：2、运、运动平衡式：平衡式：滚刀主轴滚刀主轴工件主轴工件主轴1/kr/min1/zr/min3、换置公式：置公式：二范成传动链内联络二范成传动链内联络滚刀主刀主轴合成机构合成机构构造挂轮e和f的选择：u挂轮挂轮e和和f可在可在4个挂轮齿数分别为个挂轮齿数分别为24

45、、36、36、48中中选选2个：个：1、传动道路表达式：道路表达式：2、运、运动平衡式：平衡式：工件主轴工件主轴滚刀架滚刀架1r/minfmm3、换置公式：置公式：三进给传动链外联络三进给传动链外联络工件主工件主轴滚刀架垂直运刀架垂直运动丝杠杠1、传动道路表达式：、传动道路表达式：2、运动平衡式：、运动平衡式：滚刀架滚刀架工件主轴工件主轴Tmm附加回转附加回转1r3、换置公式：、换置公式：四差动传动链内联络四差动传动链内联络T 滚刀架垂直运刀架垂直运动丝杠杠M3工件主工件主轴合成机构合成机构二、滚切齿数大于二、滚切齿数大于100的质数直齿圆柱齿轮的质数直齿圆柱齿轮分齿挂轮的换置公式：分齿挂轮的

46、换置公式：滚齿机只备有滚齿机只备有100以下以下的质数交换齿轮！的质数交换齿轮！滚刀主轴滚刀主轴工件主轴工件主轴让差差动传动链来完成来完成滚刀滚刀 工件工件 刀架刀架范成范成传动链传动链：滚刀 工件换置公式：置公式：差差动传动链动传动链：工件 刀架差动传动链：差动传动链：工件 刀架把把和和代入上式：代入上式：v滚切斜齿时，滚齿机必需有以下几个运动：滚切斜齿时，滚齿机必需有以下几个运动：v切削运动：亦称主运动，即滚刀的旋转运动切削运动：亦称主运动，即滚刀的旋转运动(B11) (B11) 。v分齿运动：即工件的旋转运动分齿运动：即工件的旋转运动(B12) (B12) ，其运动的速度必定和滚刀的旋，

47、其运动的速度必定和滚刀的旋转速度坚持啮合关系。对于单线滚刀，当滚刀每转转速度坚持啮合关系。对于单线滚刀，当滚刀每转1 1转时，被切齿坯转时，被切齿坯需转过一个齿的相应角度，即需转过一个齿的相应角度，即1/Z1/Z转转(Z(Z为被加工齿轮的齿数为被加工齿轮的齿数) ) ，如下，如下图。图。v螺旋进给运动：滚刀的直线挪动螺旋进给运动：滚刀的直线挪动A21A21和工件的附加转动和工件的附加转动B22B22。主运主运动B11B11 电机机12uv3412uv34滚刀刀进给运动挂轮进给运动挂轮 Y3150E艰苦改良序号苦改良序号主参数最大工件直径主参数最大工件直径500mm系代号系代号1组：滚齿机机齿轮

48、加工机床加工机床 9-3 Y3150E型滚齿机1 1附加运附加运附加运附加运动传动链动传动链是构成螺旋是构成螺旋是构成螺旋是构成螺旋线线的内的内的内的内联络传动链联络传动链，挂，挂，挂，挂轮传动轮传动比比比比应应配算准确。配算准确。配算准确。配算准确。 换换置公式中包含无理数置公式中包含无理数置公式中包含无理数置公式中包含无理数sinsin，为为准确配算挂准确配算挂准确配算挂准确配算挂轮带轮带来困来困来困来困难难； 挂挂挂挂轮轮数有限，且与展成运数有限，且与展成运数有限，且与展成运数有限，且与展成运动动共用一套；共用一套；共用一套；共用一套； 为为保保保保证证展成运展成运展成运展成运动传动动传

49、动比准确，普通先比准确，普通先比准确，普通先比准确，普通先选选用展成运用展成运用展成运用展成运动动挂挂挂挂轮轮，剩，剩，剩，剩下的挂下的挂下的挂下的挂轮轮供附加运供附加运供附加运供附加运动传动链选择动传动链选择，无法准确配算挂，无法准确配算挂，无法准确配算挂，无法准确配算挂轮轮； 对对8 8级级精度的斜精度的斜精度的斜精度的斜齿轮齿轮，要准确到小数点后第，要准确到小数点后第，要准确到小数点后第，要准确到小数点后第4 4位数字，位数字，位数字，位数字，对对7 7级级精度的斜精度的斜精度的斜精度的斜齿轮齿轮，要准确到小数点后第，要准确到小数点后第，要准确到小数点后第，要准确到小数点后第5 5位数字

50、，才干保位数字，才干保位数字，才干保位数字，才干保证证不超不超不超不超越精度越精度越精度越精度规规范中范中范中范中规规定的定的定的定的齿齿向允差。向允差。向允差。向允差。5 5附加运附加运附加运附加运动传动链动传动链运运运运动动平衡式、平衡式、平衡式、平衡式、换换置公式分析置公式分析置公式分析置公式分析金属切削机床金属切削机床齿轮加工机床加工机床 2 2运运运运动动平衡式中包含了平衡式中包含了平衡式中包含了平衡式中包含了uxux、uyuy。这样设这样设置使置使置使置使换换置公式中置公式中置公式中置公式中没有没有没有没有z z参数。参数。参数。参数。 一一一一对对相相相相啮啮合的斜合的斜合的斜合

51、的斜齿圆齿圆柱柱柱柱齿轮齿轮，模数、螺旋，模数、螺旋，模数、螺旋，模数、螺旋倾倾 相等。相等。相等。相等。 用同一把用同一把用同一把用同一把滚滚刀，在加工完一个再加工另一个相刀，在加工完一个再加工另一个相刀，在加工完一个再加工另一个相刀，在加工完一个再加工另一个相啮啮合的合的合的合的齿轮齿轮时时，uyuy不需改不需改不需改不需改动动，可用一，可用一，可用一，可用一样样的附加运的附加运的附加运的附加运动动挂挂挂挂轮轮。 附加运附加运附加运附加运动动的方向的方向的方向的方向经过经过取舍惰取舍惰取舍惰取舍惰轮轮来来来来处处理。理。理。理。 虽虽然然然然k k中有中有中有中有sinsin无理数因子，无

52、理数因子，无理数因子，无理数因子，换换置有一定的置有一定的置有一定的置有一定的误误差，并使螺差，并使螺差，并使螺差，并使螺旋角有一定的旋角有一定的旋角有一定的旋角有一定的误误差，但一差，但一差，但一差，但一对齿轮对齿轮用同一套附加运用同一套附加运用同一套附加运用同一套附加运动动挂挂挂挂轮轮，误误差是一差是一差是一差是一样样的，因此仍能很好地的，因此仍能很好地的，因此仍能很好地的，因此仍能很好地啮啮合。合。合。合。金属切削机床金属切削机床齿轮加工机床加工机床 3 3质质数数数数齿轮齿轮的加工的加工的加工的加工展成链的换置公式展成链的换置公式当5z/k20时，当21z/k142时，当z/k143时

53、，取e=24，f=48。vv 当被加工当被加工齿轮齿轮的的齿齿数数z z为质为质数数时时，挂，挂轮轮a a、b b必需有一个必需有一个齿齿轮轮的的齿齿数数选选用用z z或它的整数倍。或它的整数倍。vv 滚齿滚齿机都配有机都配有齿齿数数100100以下的以下的质质数交数交换齿轮换齿轮。vv 加工加工100100以下的以下的质质数数齿轮时齿轮时可以可以选选到适宜的挂到适宜的挂轮轮，但，但100100以以上的上的质质数数齿轮齿轮就就选选不到适宜的挂不到适宜的挂轮轮，这时这时可以用两条可以用两条传动链传动链并并经过经过合成机构来合成机构来实现实现所需的展成运所需的展成运动动。金属切削机床金属切削机床齿轮加工机床加工机床