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1、第二篇第四章齿轮加工机床本讲稿第一页，共十八页1.成成 形形 法法要求：刀具的切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状相吻合。要求：刀具的切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状相吻合。优点：机床较简单，可利用通用机床加工。优点：机床较简单，可利用通用机床加工。缺点：加工出来的齿形是近似的，加工精度较低；缺点：加工出来的齿形是近似的，加工精度较低；每加工完一齿槽后，工件需周期地分度一次，生产率较低。每加工完一齿槽后，工件需周期地分度一次，生产率较低。铣齿：成形法加工齿轮的方法铣齿：成形法加工齿轮的方法铣齿：成形法加工齿轮的方法铣齿：成形法加工齿轮的方法铣铣齿齿时时，应应根根据据被被切切齿齿轮轮的的齿齿数数选选出出
2、相相应应刀号的铣刀。刀号的铣刀。成形法铣齿一般用于单成形法铣齿一般用于单件小批量生产或机修工件小批量生产或机修工作中作中。本讲稿第二页，共十八页2.展成法（范成法）展成法（范成法）展成法展成法:利用齿轮的啮合原理。把齿轮啮合副（齿条利用齿轮的啮合原理。把齿轮啮合副（齿条-齿轮、齿齿轮、齿轮轮-齿轮）中的一个转化为刀具；另一个转化为工件，并强齿轮）中的一个转化为刀具；另一个转化为工件，并强制刀具和工件作严格的啮合运动而范成切出齿廓。制刀具和工件作严格的啮合运动而范成切出齿廓。优点：每种模数，用一把刀具就可加工各种不同齿数的齿轮；优点：每种模数，用一把刀具就可加工各种不同齿数的齿轮；加工精度和生产
3、率一般比较高；加工精度和生产率一般比较高；应用广泛。应用广泛。滚齿：滚齿：滚齿：滚齿：根根根根据据据据展展展展成成成成法法法法的的的的原原原原理理理理加加加加工工工工齿齿齿齿轮轮轮轮的方法。的方法。的方法。的方法。本讲稿第三页，共十八页第二节第二节 滚齿机滚齿机一、滚齿原理一、滚齿原理 根据根据展成法展成法的原理，模拟一对螺旋齿轮啮合过程。的原理，模拟一对螺旋齿轮啮合过程。形成滚刀：齿数少、螺旋角大形成滚刀：齿数少、螺旋角大形成滚刀：齿数少、螺旋角大形成滚刀：齿数少、螺旋角大演变成蜗杆状；演变成蜗杆状；演变成蜗杆状；演变成蜗杆状；垂直螺旋线方向开槽垂直螺旋线方向开槽垂直螺旋线方向开槽垂直螺旋线
4、方向开槽形成容屑槽、切削刃。形成容屑槽、切削刃。形成容屑槽、切削刃。形成容屑槽、切削刃。本讲稿第四页，共十八页滚齿机运动分析：滚齿机运动分析：主运动主运动滚刀旋转运动；滚刀旋转运动；展成（啮合）运动展成（啮合）运动齿坯与滚刀按一定速比转动；齿坯与滚刀按一定速比转动；进给运动进给运动滚刀沿齿坯轴向运动。滚刀沿齿坯轴向运动。直齿圆柱直齿圆柱齿轮齿轮母线：渐开线，展成法，母线：渐开线，展成法，1个复合运动，个复合运动，B11+B12导线：直线，旋切法，导线：直线，旋切法，2个简单运动，个简单运动，B11+A2斜齿圆柱斜齿圆柱齿轮齿轮母线：渐开线，展成法，母线：渐开线，展成法，1个复合运动，个复合运动
5、，B11+B12导线：旋切法与螺旋法，导线：旋切法与螺旋法，2个运动，个运动，B11+（A21+B22）本讲稿第五页，共十八页3.3.进进进进给给给给运运运运动动动动：保保保保证证证证滚滚滚滚刀刀刀刀在在在在齿齿齿齿轮轮轮轮全全全全齿宽上切出齿形。齿宽上切出齿形。齿宽上切出齿形。齿宽上切出齿形。(A(A2)2.展展成成运运动动：维维持持滚滚刀刀与与被被切切齿齿轮轮之之间间的的啮啮合合关关系系。(B11、B B1212)二、滚切直齿圆柱齿轮运动分析二、滚切直齿圆柱齿轮运动分析1.主运动：滚刀的旋转（主运动：滚刀的旋转（B1111）。）。）。）。外传动链：电机外传动链：电机-1-2-uv-3-4-
6、滚刀。滚刀。内传动链：滚刀内传动链：滚刀-4-5-ux-6-7-工件。工件。外传动链：工件外传动链：工件-7-8-uf-9-10-刀架升降丝杠。刀架升降丝杠。工件每转一转，滚刀移动工件每转一转，滚刀移动的距离。的距离。(mm/r)滚刀旋转滚刀旋转1/K转转(1齿齿)齿坯旋转齿坯旋转1/z 转转(1齿齿)本讲稿第六页，共十八页滚刀螺旋升角为滚刀螺旋升角为0（）加工直齿时，滚刀轴线与齿坯端面加工直齿时，滚刀轴线与齿坯端面倾斜倾斜角，称为安装角，等于螺旋升角，称为安装角，等于螺旋升角。角。注意：注意：右旋滚刀如图右旋滚刀如图左旋左旋滚刀滚刀相反相反4.4.滚刀的安装滚刀的安装滚刀的安装滚刀的安装本讲
7、稿第七页，共十八页3.进进给给运运动动（螺螺旋旋运运动动）：保保证证滚滚刀刀在在齿齿轮轮全全齿齿宽宽上上切出齿形。切出齿形。(A2121和和B22)三、滚切斜齿圆柱齿轮运动分析三、滚切斜齿圆柱齿轮运动分析2.展展成成运运动动：维维持持滚滚刀刀与与被被切切齿齿轮轮之之间间的的啮啮合合关关系系。(B11、B1212)1.1.主运动：滚刀的旋转（主运动：滚刀的旋转（主运动：滚刀的旋转（主运动：滚刀的旋转（B B11）。）。外传动链：电机外传动链：电机-1-2-uv-3-4-滚刀。滚刀。内传动链：滚刀内传动链：滚刀-4-5-ux-6-7-工件。工件。滚刀旋转滚刀旋转1/K转转(1齿齿)齿坯旋转齿坯旋转
8、1/z 转转(1齿齿)产生进给的外传动链：工件产生进给的外传动链：工件-7-8-uf-9-10-刀架升降丝杠刀架升降丝杠产生螺旋线的内传动链：刀架升产生螺旋线的内传动链：刀架升降丝杠降丝杠-11-uy-12-7-工件工件差动链（差动链（B22附加运动）：滚刀附加运动）：滚刀架移动一个导程，工件转一转。架移动一个导程，工件转一转。本讲稿第八页，共十八页实际上必须用合成机构把展成运实际上必须用合成机构把展成运动要求工件转动动要求工件转动B12和差动链要和差动链要求工件附加转动求工件附加转动B22迭加起来，迭加起来，然后再传给工作台，避免干涉。然后再传给工作台，避免干涉。注意：注意：滚齿机是根据滚切
9、斜齿轮滚齿机是根据滚切斜齿轮的传动原理设计的。当滚切直齿的传动原理设计的。当滚切直齿轮时，将差动链断开，并把合成轮时，将差动链断开，并把合成机构固定成一个整体。机构固定成一个整体。本讲稿第九页，共十八页4.齿坯附加转动的方向齿坯附加转动的方向（1）右旋滚刀切右旋齿轮（图）右旋滚刀切右旋齿轮（图a）附加转动附加转动B22与与B12同向，即比切直齿时多转些。同向，即比切直齿时多转些。（2）右旋滚刀切左旋齿轮（图）右旋滚刀切左旋齿轮（图b）附加转动附加转动B22与与B12反向，即比切直齿时少转些。反向，即比切直齿时少转些。（3）左旋滚刀切右旋齿轮左旋滚刀切右旋齿轮B22与与B12反向反向（4）左旋滚
10、刀切左旋齿轮）左旋滚刀切左旋齿轮B22与与B12同向同向本讲稿第十页，共十八页5.滚刀的安装滚刀的安装安装角安装角取决于滚刀螺旋升取决于滚刀螺旋升角角0()、旋向及齿轮螺旋角、旋向及齿轮螺旋角、旋向。、旋向。结论：结论：二者同向时二者同向时=0；二者反向时二者反向时=0。右旋滚刀如图，左旋相反。右旋滚刀如图，左旋相反。（1）右旋滚刀切右旋齿轮图）右旋滚刀切右旋齿轮图a =0（2）右旋滚刀切左旋齿轮图）右旋滚刀切左旋齿轮图b =0 本讲稿第十一页，共十八页四、四、Y3150E（YC3180）滚齿机）滚齿机床身床身支撑件；支撑件；立柱立柱安装传动系统；安装传动系统；滚刀架滚刀架可沿立柱上的导轨上下
11、可沿立柱上的导轨上下移动；移动；主轴主轴带动刀具旋转；带动刀具旋转；小立柱小立柱连同工作台一起作水平连同工作台一起作水平方向移动以适应不同的直径工件；方向移动以适应不同的直径工件；心轴心轴安装工件用；安装工件用；工作台工作台 工件随其旋转。工件随其旋转。用途用途:主要用于滚切直齿和斜齿圆柱齿轮。主要用于滚切直齿和斜齿圆柱齿轮。总体布局总体布局:本讲稿第十二页，共十八页1.主运动传动链主运动传动链找首、末件：找首、末件：找首、末件：找首、末件：首件：首件：电动机电动机末件：末件：滚刀架主轴滚刀架主轴外联系传动链外联系传动链换置式：换置式：换置式：换置式：本讲稿第十三页，共十八页2.展成运动传动链
12、展成运动传动链内联系传动链内联系传动链首件：首件：滚刀主轴滚刀主轴1r末件：末件：工作台（工件）工作台（工件）K/Z换置式：换置式：当加工直齿圆柱齿轮时，当加工直齿圆柱齿轮时，U合成合成=1；当加；当加工斜齿圆柱齿轮时，工斜齿圆柱齿轮时，U合成合成=-1 本讲稿第十四页，共十八页3.进给传动链进给传动链外联系传动链外联系传动链首件：首件：工作台（工件）工作台（工件）1r末件：末件：滚刀架滚刀架f换置式：换置式：换置式：换置式：本讲稿第十五页，共十八页4.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首件：首件：滚刀架滚刀架T末件：末件：工作台（工件）工作台（工件）1r换置
13、式：换置式：本讲稿第十六页，共十八页5.快速移动传动链快速移动传动链首件：首件：快速电动机快速电动机末件：末件：滚刀架滚刀架用途：主要用于调整机床，以及加工时用途：主要用于调整机床，以及加工时刀具快速接近工件或快速停止。刀具快速接近工件或快速停止。快速传动链接通时快速传动链接通时,其他传动链的工作状态其他传动链的工作状态:快速传动链接通时，进给传动链必须脱开；快速传动链接通时，进给传动链必须脱开；快速传动链接通时，差动传动链不能断开；快速传动链接通时，差动传动链不能断开；快速传动链接通时，展成、主传动链，可断可不断。快速传动链接通时，展成、主传动链，可断可不断。本讲稿第十七页，共十八页其余齿轮加工方法与其他机床其余齿轮加工方法与其他机床其余齿轮加工方法其余齿轮加工方法其余齿轮加工方法其余齿轮加工方法：插齿、剃齿、珩齿、磨齿等。其他机床其他机床：铣削、镗削、钻削、扩孔、绞孔、磨平面、磨孔、研磨、珩磨、刨削、插削与拉削等。本讲稿第十八页，共十八页