齿轮加工机床--机械制造技术A

第九章齿轮加工机床教学要求了解齿轮的加工方法；能对齿轮成形所需要的运动进行分析，并根据该分析画出传动原理图；熟悉滚齿机的传动系统。常见齿轮类型圆柱齿轮锥齿轮蜗轮蜗杆圆柱齿轮锥齿轮蜗轮蜗杆§9-1概述一、齿轮加工机床的种类：圆柱齿轮加工机床圆锥齿轮加工机床普通精度：滚齿机、插齿机精密加工：磨齿机、珩齿机、剃齿机齿形加工常用方法：按形成轮齿的原理可分为成形法和展成法两大类。（1）成形法（2）展成法（范成法）用与被切齿轮的齿槽形状完全相符的成形刀具切出齿形的方法。如铣齿、成形法磨齿等。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、插齿刀、剃齿刀等1）成形法⑴刀刃形状与齿轮齿槽形状一致；⑵用一把刀加工模数相同直径不同的多种齿轮；⑶加工模数较小的齿轮时，用盘状铣刀；模数较大时，用指状铣刀。盘形齿轮铣刀加工直齿指状齿轮铣刀加工直齿铣齿的工艺特点：（1）成本较低：齿轮铣刀结构简单，在普通的铣床上即可完成铣齿工作，铣齿的设备和刀具的费用较低。（2）生产率低：铣齿过程不是连续的，每铣一个齿，都要重复消耗切入、切出、退刀和分度的时间。（3）加工精度低：只能获得近似的齿形，产生齿形误差；另外铣床所用分度头是通用附件，分度精度不高。铣齿应用：适用于单件小批生产或维修工作中加工精度不高的低速齿轮。铣齿的加工精度为9级或9级以下，齿面粗糙度值Ra为6.3～3.2μm2）展成法（范成法）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、插齿刀、剃齿刀等a)滚齿b)插齿c)剃齿滚齿工艺特点：（1）滚刀的通用性好：一把滚刀可以加工与其模数、压力角相同而齿数不同的齿轮。（2）齿形精度及分度精度高。（3）生产率高：滚齿的整个切削过程是连续的。（4）设备和刀具费用高：滚齿机为专用齿轮加工机床，其调整费时。滚刀较齿轮铣刀的制造、刃磨要困难。滚齿应用：应用范围较广，可加工直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗轮等，但不能加工内齿轮和相距太近的多联齿轮。§9-2滚齿机的工作原理及运动分析一、滚齿原理滚齿原理是刀具和工件的运动相当于一对交错轴斜齿轮的啮合。滚刀实质上是一个斜齿圆柱齿轮。二、加工直齿圆柱齿轮发生线导线：渐开线齿廓母线：齿长线滚齿原理1－滚刀；2－工件1、成形所需运动母线：范成运动——一个复合运动（滚刀的旋转运动n1和工件的旋转运动n2复合而成）导线：直线运动——一个简单运动（滚刀架的移动f3）主运动（n1，n2）进给运动f31n2n3f图9-3滚齿机加工直齿圆柱齿轮的传动原理图2、运动联系（1）主传动链（2）范成传动链（3）进给传动链主运动（n1,n2）进给运动f3电动机滚刀滚刀工件工件刀架vuxufu3f1n2n（作用、末端件、位移关系、性质）范成传动链（展成运动）滚刀工件其中：K——滚刀头数；Z——工件齿数。末端件：位移关系：)(1rk)(1rz)(1r)(rzk3、滚刀安装角:滚刀轴线与水平线之间的夹角左旋右旋:滚刀螺旋线的升角目的：滚刀刀齿的排列与工件齿槽方向一致渐开线斜齿与直齿的不同：齿长方向三、加工斜齿圆柱齿轮传动原理分析斜齿轮的齿长是螺旋形螺旋运动斜齿轮的齿长是螺旋形螺旋运动滚刀架沿工件轴向运动f3和工件附加回转运动f4复合而成图9-3滚齿机加工直齿圆柱齿轮的传动原理图vuxufu3f1n2n图9-5滚齿机加工斜齿圆柱齿轮传动原理图vuxuyu3f4f2nfu斜齿轮的齿长是螺旋形螺旋运动滚刀架沿工件轴向运动f3和工件附加回转运动f4复合而成差动传动链工件主轴滚刀架作用：使工件有附加回转运动，形成齿形的螺旋线；位移关系：滚刀架垂直移动T（mm）工件附加回转1（r）性质：内联系末端件：被加工斜齿轮的螺旋线导程（1）主传动链（2）范成传动链（3）进给传动链电动机滚刀滚刀工件工件刀架加工斜齿圆柱齿轮传动链（4）差动传动链工件主轴滚刀架作业：分析斜齿圆柱齿轮传动，写出：（1）所需要的传动链；（2）各传动链的末端件；（3）写出机床的位移关系；（4）写出传动链的性质。分析滚齿机对斜齿圆柱齿轮齿形成形中需要哪些传动链，说明各传动链在成形中的作用，并画出传动原理图。（10分）（主运动传动链1分，竖直进给传动链1分，范成传动链2分，差动传动链2分，图4分）主运动传动链：输入动力；范成传动链：保证滚刀和工件的相对运动关系（滚刀1/k，工件1/z）；差动传动链：使工件实现附加回转运动，形成需要的螺旋角；竖直进给传动链：实现刀架的进给运动。1.运动方向的确定基本回转n2附加回转f4总结：工件与滚刀的螺旋线方向相同，则n2与f4方向相同。右右2.滚刀安装角的确定滚齿时，为了切出准确齿形，应使滚刀和工件处于正确的“啮合”位置，滚刀在切削点处的螺旋线方向应与被加工轮齿齿槽方向一致。为此，需将滚刀轴线相对于水平线倾斜一个安装角。滚刀安装角：当工件和滚刀螺旋线方向相同时，安装角为当工件和滚刀螺旋线方向相反时，安装角Y3150E重大改进序号主参数（最大工件直径500mm）系代号（1）组：滚齿机齿轮加工机床§9-3Y3150E型滚齿机由床身1、立柱2、刀架溜板3、滚刀架5、后立柱8和工作台组成一、主要组成部件§9-3Y3150E型滚齿机由床身1、立柱2、刀架溜板3、滚刀架4、工作台8一、Y3150E型滚齿机传动系统•传动系统图（一）主传动链（二）范成传动链（三）进给传动链（四）差动传动链（五）滚刀架快速运动传动链（一）主传动链（外联系）1、传动路线表达式：2、运动平衡式：主电动机滚刀主轴cgvnBAu8020282828282828422116511514301430（r/min）nc（r/min）3、换置公式：gvcunBA125主电动机——胶带传动115/165——Ⅰ——21/42——Ⅱ——三联滑移齿轮组ugv（31/39、35/35、27/43）——Ⅲ——切削速度挂轮A/B——Ⅳ——28/28——Ⅴ——28/28——Ⅵ——28/28——Ⅶ——20/80——滚刀主轴Ⅷ1、传动路线表达式：2、运动平衡式：滚刀主轴工件主轴zdcbafeuk17213636564228282828282820801合成1/k（r/min）1/z（r/min）3、换置公式：zkefdcbaux24（二）范成传动链（内联系）滚刀主轴Ⅷ2080Ⅶ2828Ⅵ2828Ⅴ2828Ⅳ5642合成机构1uⅨfeⅩ3636dcbaⅫ721ⅩⅢⅨ结构挂轮e和f的选择：挂轮e和f可在4个挂轮（齿数分别为24、36、36、48）中选2个：efz时，取当20efz时，取当14221efz时，取当1431363621482422448zkefdcbaux241、传动路线表达式：2、运动平衡式：工件主轴滚刀架fubagf3252692339392521721111（r/min）f（mm）3、换置公式：gfufba45.111（三）进给传动链（外联系）工件主轴ⅩⅢ172Ⅻ252ⅩⅣ3939ⅩⅤ11baⅩⅥ)453954303549(、、gfuⅩⅧ3M252滚刀架垂直运动丝杠ⅩⅩⅢ6923ⅩⅦ1、传动路线表达式：2、运动平衡式：滚刀架工件主轴)(17213636723625222532222rdcbafeudcbaT合成T（mm）附加回转1（r）3、换置公式：kmdcbaunysin92222（四）差动传动链（内联系）zkefdcbaux24T滚刀架垂直运动丝杠ⅩⅩⅢ225M3ⅩⅧ252ⅩⅨ2222dcba72363636工件主轴ⅩⅢⅩⅫ合成机构2uⅨfeⅩⅪdcbaⅫ721（五）滚刀架快速运动传动链快速电动机（P=1.1kw，n=1410r/min）链传动副13/26ⅩⅧ3M252滚刀架垂直运动丝杠ⅩⅩⅢ二、滚切齿数大于100的质数直齿圆柱齿轮efz时，取当14221efz时，取当1431363622448zkefdcbaux24分齿挂轮的换置公式：滚齿机只备有100以下的质数交换齿轮！zkefdcbaux24zkdcbaux24zkdcbaux48z滚刀主轴工件主轴1721363656422828282828282080dcbafeukz合成zkefdcbaux24zkefdcbaux24zzdcbafeukz721363656422828282828282080合成zzz1让差动传动链来完成滚刀工件刀架)(rkz)(1r)/(rmmf）（范成传动链rzz）差动传动链（rz①范成传动链：滚刀工件）（rzz)(rkzzkefdcbaux24换置公式：②差动传动链：工件刀架)/(rmmf）（rz差动传动链：工件刀架)/(rmmf）（rz)(721363672362522253rzufeuufxy合成zkefux242合成u把和代入上式：fkdcbauy92222Thankyouforyourlistening!2.展成法加工齿形l滚齿：利用齿轮啮合原理进行加工齿轮的一种方法，加工齿轮的齿形面为刀齿面运动轨迹的包络线。用于加工直齿、螺旋齿圆柱外齿轮及蜗轮等。精度IT8~IT7l插齿：利用齿轮啮合的原理，加工齿轮的齿形面为刀齿面运动轨迹的包络线。用于加工直齿圆柱内、外齿轮及齿条等。l磨齿成形法磨齿：成形砂轮磨削，与盘铣刀铣齿相同。展成法磨齿：利用齿轮齿条啮合原理。3.齿轮精加工方法l剃齿：利用齿轮啮合时齿面间的相互滑动，对齿面进行加工。加工时齿坯与剃齿刀直接啮合，不需要外加传动于齿坯，可以在原齿轮精度基础上提高一个精度等级。一般用于软齿面齿轮加工。l珩齿：利用齿轮啮合时齿面间的相互滑动，对齿面进行加工。加工时齿坯与珩齿轮直接啮合，不需要外加传动于齿坯，可以在原齿轮精度基础上提高一个精度等级。一般用于硬齿面齿轮加工。5.1概述5.2Y3150E滚齿机二、机床的传动系统Y3150E型滚齿机，一般要求能加工直齿、斜齿、圆柱齿轮和蜗轮等。其传动系统具备下列传动链：主运动传动链、展成运动传动链、垂直进给运动传动链、附加运动传动链、径向进给运动传动链和切向进给运动传动链。1.成形法⑴刀刃形状与齿轮齿槽形状一致，用铣削的方法完成；⑵用一把刀加工模数相同直径不同的多种齿轮；⑶模数m＜8时，用盘状铣刀；模数m≥8时，用指状铣刀。