第四章 齿轮加工机床

第四章齿轮加工机床第四章齿轮加工机床Gear-cuttingmachine第四章齿轮加工机床本章内容•概述•滚齿机•插齿机第四章齿轮加工机床第一节概述•齿轮的加工方法•齿轮加工机床的类型第四章齿轮加工机床齿轮的加工方法成形法——用与被加工齿轮齿槽形状相同的成形刀具切削轮齿•特点：1)加工精度低；2)生产率低•切削方法：1)单齿切削；2)多齿切削第四章齿轮加工机床展成法（Generation）—用齿轮啮合的原理加工齿轮。切齿过程中，模拟某种齿轮副的啮合过程，将其中一个齿轮做成刀具来加工另一个。特点：1)当模数和压力角相同时，一把刀具可以加工任意齿数的齿轮；2)加工精度高；3)生产率高齿轮的加工方法第四章齿轮加工机床切齿机床：1.滚齿机；2.插齿机；3.车齿机；4.花键铣床圆柱齿轮加工机床精加工机床：1.研齿机；2.剃齿机；3.磨齿机；4.珩齿机锥齿轮加工机床1.刨齿机；2.铣齿机；3.拉齿机第四章齿轮加工机床第二节滚齿机Gearhobbingmachine第四章齿轮加工机床工艺范围用于加工直齿圆柱齿轮，斜齿圆柱齿轮，蜗轮滚刀精度等级与被加工齿轮精度等级的关系滚刀精度等级AAA级AA级A级B级C级被加工齿轮精度等级67～88～9910床身立柱滚刀架右立柱工件心轴工作台液压油缸第四章齿轮加工机床用齿轮滚刀加工齿轮的过程，相当于一对螺旋齿轮啮合滚动的过程。将其中的一个齿数减少到一个或几个，同时增大轮齿的螺旋角，经过开槽并铲背后，即成了滚刀。螺旋角β螺旋升角ω滚刀的形成第四章齿轮加工机床滚齿原理滚刀第四章齿轮加工机床直齿圆柱齿轮的加工机床的运动展成运动——形成渐开线•滚刀的旋转运动；•工件的旋转运动竖直进给运动（轴向进给运动或垂直进给运动）——形成导线工件滚刀第四章齿轮加工机床vixifi主运动链展成运动链轴向进给运动链滚齿机加工直齿圆柱齿轮的传动原理第四章齿轮加工机床滚齿机加工直齿圆柱齿轮时滚刀的安装δ=±第四章齿轮加工机床右旋滚刀加工直齿圆柱齿轮δ第四章齿轮加工机床左旋滚刀加工直齿圆柱齿轮δ第四章齿轮加工机床斜齿圆柱齿轮的加工第四章齿轮加工机床Tzm端T（滚刀架）—±1（工件）第四章齿轮加工机床右旋滚刀左旋滚刀滚刀与工件旋向相同则“+1”滚刀与工件旋向相反则“－1”第四章齿轮加工机床1.展成运动——形成渐开线1)滚刀的旋转运动2)工件的旋转运动2.进给运动——形成螺旋线1)刀架的直线运动2)工作台的旋转运动机床的运动斜齿圆柱齿轮的加工第四章齿轮加工机床vixifiyi滚齿机加工斜齿圆柱齿轮的传动原理第四章齿轮加工机床vixifi合成yi差动链（附加链）滚齿机加工斜齿轮圆柱齿轮的传动原理第四章齿轮加工机床滚刀及其螺旋升角右旋滚刀左旋滚刀滚齿机加工斜齿圆柱齿轮时滚刀的安装工件螺旋角ββ第四章齿轮加工机床βδδ=β－右旋滚刀右旋工件右旋滚刀加工右旋齿轮时滚刀的安装第四章齿轮加工机床βδδ=β+右旋滚刀左旋工件右旋滚刀加工左旋齿轮时滚刀的安装第四章齿轮加工机床βδδ=β－左旋滚刀左旋工件左旋滚刀加工左旋齿轮时滚刀的安装第四章齿轮加工机床βδδ=β+左旋滚刀右旋工件左旋滚刀加工右旋齿轮时滚刀的安装βδδ=β－βδδ=β－βδδ=β+βδδ=β+刀具与工件旋向相同δ=β－刀具与工件旋向相反δ=β+第四章齿轮加工机床结论工件与滚刀的螺旋方向相同时，滚刀的安装角度小；δ=β－δ=β+工件与滚刀的螺旋方向相反时，滚刀的安装角度大；实际加工中，应尽量选用与工件螺旋方向相同的滚刀，使滚刀的安装角度小些，有利于提高机床运动平稳性及加工精度第四章齿轮加工机床工件最大直径：800mm；最大模数：10mm；最小齿数：8；可采用硬质合金滚刀对已淬硬的高硬度（50～60HRC）齿面进行半精铣或精铣，以代替磨齿。YC3180型滚齿机第四章齿轮加工机床第四章齿轮加工机床YC3180型滚齿机传动系统分析1.直齿圆柱齿轮1)主运动传动链；2)展成运动传动链；3)竖直进给传动链2.斜齿圆柱齿轮1)主运动传动链；2)展成运动传动链；3)竖直进给传动链；4)差动链rpm1500901762432284824364044362436483335ef2222dcbadcba3624241402961402212323234545403434404040402020303030303030252535352739222080电机滚刀工作台第四章齿轮加工机床YC3180型滚齿机主运动传动链90176242433354824322840443636484523232320801500rpm第四章齿轮加工机床80202323232323233533363648242448442840324824176901500主nYC3180型滚齿机主运动平衡式901762432284824364044362436efdcba362414029612323234545344040404020203030303030302739222080转工件滚刀一转zk~~~总刀xi1zk第四章齿轮加工机床961454523232323232320801dcbafeizk合zkefdcba2441YC3180型滚齿机展成运动平衡式第四章齿轮加工机床zkefdcba24k=1或2当z=21~161时，e=f=42当z=8~20时，e=56，f=28当z＞161时，e=28，f=56YC3180型滚齿机展成运动换置式第四章齿轮加工机床例：用k=1的右旋滚刀加工z=25的直齿圆柱齿轮25124424225303024zkefdcba242524363624196140240343440404040202030303030303025253535273922总fi1)mm(f工件一转~刀架垂直进给f（mm）第四章齿轮加工机床3402303035252535404022393525303030302040402040343440241363636271961ffi竖直进给运动平衡式第四章齿轮加工机床45.031240303012436362736961ffifYC3180型滚齿机竖直进给运动换置式36ef2222dcbadcba362424140296140221454534404040202030303030303039223t转工件滚刀架垂直移动1~~T1iTy总第四章齿轮加工机床Tzm端tgzmT端cosmm端sinmzT第四章齿轮加工机床1961402242421213030240312222dcbafeidcbaT合sinmzmkdcbaiysin62222zkef242020122YC3180型滚齿机附加运动（差动）平衡式第四章齿轮加工机床蜗杆头数2蜗轮40锥齿轮24齿轮e锥齿轮Z转臂转速为Hn齿轮4545n输出轴转速为enYC3180型滚齿机运动合成机构第四章齿轮加工机床11322145ZZZZnnnnHHe）（452nnnHe1,0451nnineH合时当2,0245Hennin合时当运动合成机构传动比计算第四章齿轮加工机床1合iYC3180型滚齿机运动合成机构452nnnHeeHnn45nne145nnie合ⅠⅡⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅩⅢⅩⅣⅩⅤⅩⅥⅩⅦⅩⅧⅩⅨⅩⅩⅩⅪⅩⅫⅩⅩⅢⅩⅩⅣⅩⅩⅤⅩⅩⅣⅧⅧ型滚齿机传动系统图第四章齿轮加工机床第三节插齿机Gearshapingmachine第四章齿轮加工机床加工精度及表面粗糙度适合加工内、外啮合的圆柱齿轮，尤其适合加工内齿轮和多联齿轮工艺范围加工精度7～8级；表面粗糙度m6.1RaY54型插齿机插齿刀曲柄摇杆机构刀架圆周进给传动装置上床身径向进给机构工作台下床身第四章齿轮加工机床插齿刀锥柄插齿刀碗形插齿刀盘形插齿刀第四章齿轮加工机床插齿机插齿原理第四章齿轮加工机床工件插齿刀主运动圆周进给运动展成运动径向进给运动让刀运动第四章齿轮加工机床vifixi132主运动链圆周进给运动链展成运动链插齿机的传动原理第四章齿轮加工机床Y54A型插齿机调整实验•机床运动•传动系统分析•按照实验指导书的要求进行调整计算第四章齿轮加工机床转/分千瓦齿条插齿刀棘轮转/分千瓦型滚齿机传动系统图Y54A传动系统分析第四章齿轮加工机床转/分千瓦齿条插齿刀棘轮转/分千瓦型滚齿机传动系统图主运动第四章齿轮加工机床圆周进给运动转/分千瓦齿条插齿刀棘轮转/分千瓦型滚齿机传动系统图第四章齿轮加工机床转/分千瓦齿条插齿刀棘轮转/分千瓦型滚齿机传动系统图展成运动第四章齿轮加工机床转/分千瓦齿条插齿刀棘轮转/分千瓦型滚齿机传动系统图让刀运动第四章齿轮加工机床转/分千瓦齿条插齿刀棘轮转/分千瓦型滚齿机传动系统图径向进给第四章齿轮加工机床Y54型插齿机自动径向进给机构及记数装置第四章齿轮加工机床1.滚切斜齿圆柱齿轮时，滚齿机换置机构分布位置有三种方案，试选择最佳方案，并简述理由。其中：C——常数；k——滚刀头数；z——工件齿数；已知：工件导程：比；展成运动换置机构传动—xu比；附加运动换置机构传动—yu）；法向模数（—mmnm工件螺旋角；—sinzmTn第四章齿轮加工机床zkCix11zmCinysin12zkCix31kmCinysin32sin21kmCinxzmCinysin22(c)(a)(b)第四章齿轮加工机床2.滚切斜齿圆柱齿轮时，滚齿机传动原理图如下，试选择最佳方案，并简述理由。vixifi合成yi123456789101112vixifi合成yi12345678910第四章齿轮加工机床3.利用专用工装在滚齿机上加工内齿轮大直径内齿轮的加工均在大型插齿机上进行。但大型插齿机投资大，利用率低。而大型滚齿机是重型机床厂的必备设备。利用滚齿机及专用工装在滚齿机上加工内齿轮注：课程设计题目之一第四章齿轮加工机床21当两轮旋向相同时，取正号；当两轮旋向相反时，取负号。平行轴斜齿轮机构可视为交错轴斜齿轮机构的特殊情况交错轴斜齿轮机构的缺点：1.两轮齿廓为点接触，在相对滑动速度的作用下，其轮齿极易磨损；2.在传动时产生轴向分力