齿轮加工机床--机械制造 PPT课件

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 1 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 2 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 3 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 4 1 成形法 刀刃形状与齿轮齿槽形状一致 用一把刀加工模数相同直径不同的多种齿轮 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 5 模数相同 6 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 2 m 7 2 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 8 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 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 10 二 加工直齿圆柱齿轮 发生线 导线 渐开线齿廓 母线 齿长线 11 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f3 12 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 作用 末端件 位移关系 性质 13 2 运动联系 1 主传动链 2 范成传动链 3 轴向进给传动链 主运动 n1 n2 进给运动f3 作用 末端件 位移关系 性质 电动机滚刀 滚刀工件 工件刀架 滚刀1 K r 工件1 Z r 14 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 15 3 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 16 螺旋线的升角 螺旋角 17 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 18 斜齿轮的齿长是螺旋形 螺旋运动 19 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 20 图9 5滚齿机加工斜齿圆柱齿轮传动原理图 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 21 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 22 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 23 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 24 25 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 26 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 27 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 28 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 29 30 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 31 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 32 由床身1 立柱2 刀架溜板3 滚刀架4 工作台8 33 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 34 35 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 1430 r min nc r min 3 换置公式 主电动机 胶带传动115 165 21 42 三联滑移齿轮组ugv 31 39 35 35 27 43 切削速度挂轮A B 28 28 28 28 28 28 20 80 滚刀主轴 36 一 主传动链 主电动机滚刀主轴 37 主电动机 胶带传动115 165 21 42 三联滑移齿轮组ugv 31 39 35 35 27 43 切削速度挂轮A B 28 28 28 28 28 28 20 80 滚刀主轴 38 1 传动路线表达式 2 运动平衡式 滚刀主轴工件主轴 1 k r min 1 z r min 3 换置公式 二 范成传动链 内联系 滚刀主轴 合成机构 39 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 40 二 范成传动链 滚刀主轴工件主轴 1 k r min 1 z r min 41 滚刀主轴 合成机构 42 1 传动路线表达式 2 运动平衡式 工件主轴滚刀架 1 r min f mm 3 换置公式 三 进给传动链 外联系 工件主轴 滚刀架垂直运动丝杠 43 三 进给传动链 工件主轴滚刀架 44 45 工件主轴 滚刀架垂直运动丝杠 46 1 传动路线表达式 2 运动平衡式 滚刀架工件主轴 T mm 附加回转1 r 3 换置公式 四 差动传动链 内联系 T 滚刀架垂直运动丝杠 M3 工件主轴 合成机构 47 48 四 差动传动链 滚刀架工件主轴 49 滚刀架垂直运动丝杠 M3 工件主轴 合成机构 50 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 26 滚刀架垂直运动丝杠 51 二 滚切齿数大于100的质数直齿圆柱齿轮 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 52 滚刀主轴 工件主轴 让差动传动链来完成 53 滚刀工件刀架 范成传动链 滚刀工件 换置公式 差动传动链 工件刀架 54 差动传动链 工件刀架 把和代入上式 55 Thankyouforyourlistening 本章结束 56 57 58 59 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 IT7 l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 60 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 61 5 1概述 62 5 2Y3150E滚齿机 二 机床的传动系统Y3150E型