齿轮加工机床

1、1 3.4 齿轮加工机床齿轮加工机床 3.4.1 齿面形成方法和齿轮加齿面形成方法和齿轮加 工机床工机床 2 3.4.1.1 齿面形成方法齿面形成方法 q 齿轮的优点：传动比准确、传递功率大、齿轮的优点：传动比准确、传递功率大、 结构紧凑、结构紧凑、 可靠耐用，因此被广泛应用。可靠耐用，因此被广泛应用。 3 q 齿轮加工机床：用以加工齿轮轮齿表面的机床。齿轮加工机床：用以加工齿轮轮齿表面的机床。 分类分类 圆锥齿轮加工机床圆锥齿轮加工机床 圆柱齿轮加工机床圆柱齿轮加工机床 普通精度切齿机床普通精度切齿机床 圆柱齿轮精加工机床圆柱齿轮精加工机床 滚齿机车滚齿机车 剃齿机剃齿机 插齿机插齿机 花键

2、滚床花键滚床 车齿机等车齿机等 珩齿机珩齿机 圆柱齿轮磨齿机圆柱齿轮磨齿机 研齿机研齿机 圆锥齿轮加工机床圆锥齿轮加工机床 直齿锥齿轮加工机床直齿锥齿轮加工机床 弧齿锥齿轮加工机床弧齿锥齿轮加工机床 3.4.1.1 齿面形成方法齿面形成方法 4 q按齿形加工原理分有两大类按齿形加工原理分有两大类 ： v仿形法（成形法）：仿形法（成形法）： 3.4.1.1 齿面形成方法齿面形成方法 5 3.4.1.1 齿面形成方法齿面形成方法 6 一、成形铣刀一、成形铣刀 3.4.1.1 齿面形成方法齿面形成方法 7 3.4.1.1 齿面形成方法齿面形成方法 8 v铣齿时，应根据被切齿轮的齿数选出相应刀号的铣铣

3、齿时，应根据被切齿轮的齿数选出相应刀号的铣 刀。刀。 12345678 12-1314-1617-2021-2526-3435-54 55-134135 3.4.1.1 齿面形成方法齿面形成方法 9 3.4.1.1 齿面形成方法齿面形成方法 10 v范成法（展成法）范成法（展成法） 3.4.2 滚齿机滚齿机 11 v范成法（展成法）范成法（展成法） 3.4.2 滚齿机滚齿机 12 v范成法（展成法）范成法（展成法） 3.4.2 滚齿机滚齿机 13 v范成法（展成法）范成法（展成法） 3.4.2 滚齿机滚齿机 14 3.4.2 3.4.2 滚齿机滚齿机 （一）滚齿原理（一）滚齿原理模拟一对螺旋齿

4、轮啮合过程模拟一对螺旋齿轮啮合过程 （二）滚齿机运动分析（二）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； 展成展成(啮合啮合)运动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。 15 1.1.加工直齿圆柱齿轮时的运动分析加工直齿圆柱齿轮时的运动分析 内传动链为：内传动链为： 滚刀滚刀45ux67齿坯齿坯 ux为啮合运动传动比。为啮合运动传动比。 （3 3）进给运动）进给运动A2 齿坯齿坯78uf910刀架刀架 升降，升降，uf为进给运动传动比。为进给运动传动比。 （2 2）展成运动）展成运动 滚刀旋转运动滚刀旋转

5、运动B11 1/K转转(1齿齿) 齿坯旋转运动齿坯旋转运动B12 1/ z 转转(1齿齿) （1 1）主运动）主运动B11 电机电机12uv34滚刀滚刀 uv为主运动传动比。为主运动传动比。 （4 4）滚刀的安装）滚刀的安装 滚刀螺旋升角为滚刀螺旋升角为0， 加工直齿时，滚刀轴线加工直齿时，滚刀轴线 与齿坯端面倾斜与齿坯端面倾斜角，角， 称为安装角。称为安装角。 =0 右旋滚刀如图左旋相反 右旋滚刀如图左旋相反 16 a)a) 端面齿廓是渐开线；但齿长方向不是直线，而是螺旋端面齿廓是渐开线；但齿长方向不是直线，而是螺旋 线。线。 b)b) 加工斜齿圆柱齿轮也需要两个运动：一个是产生渐开加工斜齿

6、圆柱齿轮也需要两个运动：一个是产生渐开 线线母线母线的展成运动；另一个是产生螺旋线的展成运动；另一个是产生螺旋线导线导线 的运动。的运动。 2.2.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 17 2.2.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 18 f 加工斜齿轮时导线（螺旋线）成形原理加工斜齿轮时导线（螺旋线）成形原理 19 2.2.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 20 2.2.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 （1 1）主运动）主运动B11 电机电机12uv34滚刀滚刀 （2 2）展成运动）展成运动 滚刀旋

7、转运动滚刀旋转运动B11 1/K转转(1齿齿) 齿坯旋转运动齿坯旋转运动B12 1/ z 转转(1齿齿) 内传动链为：内传动链为： 滚刀滚刀45ux67齿坯齿坯 （3 3）进给运动）进给运动A21与与B22 (螺旋线螺旋线) 齿坯齿坯B1278uf910A21 A2111uy127齿坯附加齿坯附加 转动转动B22( (产生螺旋线的内传动链产生螺旋线的内传动链) ) uy按被切齿轮的螺旋角调整按被切齿轮的螺旋角调整 21 实际上必须用实际上必须用合成机构合成机构 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

8、再传给工作台。然后再传给工作台。 滚齿机是根据滚切斜齿轮滚齿机是根据滚切斜齿轮 的传动原理设计的。当滚的传动原理设计的。当滚 切直齿轮时，将差动链断切直齿轮时，将差动链断 开，并把合成机构固定成开，并把合成机构固定成 一个整体。一个整体。 22 （4 4）滚刀的安装）滚刀的安装 安装角安装角取决于滚刀螺取决于滚刀螺 旋升角旋升角0 、旋向及齿轮、旋向及齿轮 螺旋角螺旋角、旋向。、旋向。 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 （5 5）齿坯附加转动的方向）齿坯附加转动的方向 图图a)为右旋滚刀切右旋齿为右旋滚刀切右旋齿 轮，附加转

9、动轮，附加转动B22与与B12同同 向向，即比切直齿时多转些。，即比切直齿时多转些。 图图b)为右旋滚刀切左旋齿为右旋滚刀切左旋齿 轮，附加转动轮，附加转动B22与与B12反向反向，即比切直齿时少转些。，即比切直齿时少转些。 23 滚刀的等级：滚刀的等级： 滚刀有滚刀有AAAAAA、AAAA、A A、B B、C C五个精度等级，五个精度等级，AAAAAA级最高，级最高， A A、B B、C C为普通级。为普通级。A A级滚刀可加工出级滚刀可加工出8 8级精度的齿轮，级精度的齿轮， AAAA级可直接滚切出级可直接滚切出7 7级精度的齿轮。级精度的齿轮。 24 Y3150E型滚齿机主要用于滚切直齿

10、圆柱齿轮型滚齿机主要用于滚切直齿圆柱齿轮 和斜齿圆柱齿轮。也可使用手动径向进给法滚和斜齿圆柱齿轮。也可使用手动径向进给法滚 切蜗轮，还可以使用花键滚刀加工花键轴。切蜗轮，还可以使用花键滚刀加工花键轴。 3.4.2.4 3.4.2.4 Y3150E滚齿机滚齿机 F能加工能加工 工件最大直工件最大直 径为径为500mm500mm， 最大模数为最大模数为8 8。 25 2. 传动路线表达式传动路线表达式 26 Y3150E滚齿机滚齿机 3.机床的运动分析机床的运动分析 抓两端抓两端连中间连中间 （1）主运动传动链）主运动传动链 电动机电动机主轴（滚刀）主轴（滚刀） （2）展成运动传动链）展成运动传动

11、链 滚刀转滚刀转1r工件转工件转K/z r （3）进给传动链）进给传动链 工件转工件转1 r刀架移动刀架移动mm （5）滚切蜗轮）滚切蜗轮 径向法滚切径向法滚切 （4）滚斜齿轮时的差动链）滚斜齿轮时的差动链 刀架移动刀架移动L 工件转工件转1r 27 （1）主运动传动链）主运动传动链 电动机电动机主轴（滚刀）主轴（滚刀） 1430115/16521/42 u变速箱(i ） ） A / B 28/28 28/2828/2820/80=n刀 刀 u变速箱(i )-三种传动比； 三种传动比； A / B -三种传动比。三种传动比。 28 min)/( 1000 22 44 ; 33 33 ; 44

12、22 35 35 ; 39 31 ; 43 27 r D v n B A u 刀 变速箱 式中： 583.124 刀 变速箱 n u B A u v 主运动传动链换置公式：主运动传动链换置公式： 29 滚刀主轴转速挂轮表滚刀主轴转速挂轮表 挂轮 n主 (r/min) 4080160 63125250 50100200 44 22 33 33 22 44 B A 30 （2）展成运动传动链）展成运动传动链 滚刀转滚刀转1r工件转工件转K/z r 180/2028/2828/28 28/28 42/56u合成 合成 e/f a/bc/d 1/72=K/z 滚直齿轮时，滚直齿轮时，u合成 合成 1

13、两端件：滚刀两端件：滚刀-工件。工件。 计算位移计算位移:1/K转转(滚刀滚刀)-1/Z工转工转(工件工件) 31 换置公式：换置公式： 48 24 ,143 36 36 ,14221 24 48 ,205 24 f e K Z f e K Z f e K Z Z K e f d c b a ux 时当 时当 时当 工 工 工 工 结构性挂 轮 32 （3）进给传动链）进给传动链 工件转工件转1 r刀架移动刀架移动mm 172/12/2539/39 a1/b1 23/69 u进给箱 (i ) 2/253=f 两端件：工作台两端件：工作台-刀架。刀架。 计算位移：计算位移：1转转(工作台工作台)

14、-f 毫米毫米 (刀架轴向移动刀架轴向移动) 33 4608. 0 1 1 f u b a us 进给箱 34 35 （4）滚）滚切斜齿圆柱齿轮的调整计算切斜齿圆柱齿轮的调整计算 主运动传动链、范成运动传动链、轴向进给传动链的调主运动传动链、范成运动传动链、轴向进给传动链的调 整计算与滚切直齿相同。整计算与滚切直齿相同。 为形成螺旋线需增加一条为形成螺旋线需增加一条差动传动链差动传动链 但注意：此时的范成传动链中但注意：此时的范成传动链中u合成 合成= 1；需配置挂轮。；需配置挂轮。 36 （4）滚斜齿轮时的差动链）滚斜齿轮时的差动链 刀架移动刀架移动T 工件转工件转1r T1/(3)25/2

15、2/25 a2/b2c2/d2 36/72 u合成 合成 e/fa/bc/d 1/72=1 滚斜齿轮时，滚斜齿轮时， u合成 合成 2 两端件：两端件： 刀架刀架-工件。工件。 计算位移计算位移: T毫米毫米 (刀架轴向移动刀架轴向移动)-1转转 （工件）（工件） 37 )(1 72 1 72 36 25 2 2 25 3 2 2 2 2 工件转 合成 x u f e u d c b aT U合成=2 运动平衡式运动平衡式: 工 Z K e f d c b a ux 24 38 39 Kmd c b a u y 法 sin 9 2 2 2 2 计算换置公式计算换置公式: 40 41 3.4.3

16、.1 3.4.3.1 插齿机插齿机 应用：应用：加工内齿轮、多联齿轮、扇形齿轮、齿条等。加工内齿轮、多联齿轮、扇形齿轮、齿条等。 1. 插齿原理插齿原理 主运动：主运动：插齿刀上下往复运动，插斜齿轮时插刀主轴在螺旋导轨上运动；插齿刀上下往复运动，插斜齿轮时插刀主轴在螺旋导轨上运动； 展成运动：展成运动：插齿刀与齿坯按一定速比转动；插齿刀与齿坯按一定速比转动； 让刀运动；让刀运动； 径向进给运动；径向进给运动； 42 2、插齿机及其运动、插齿机及其运动 主运动：插刀的直线往复运动。（主运动：插刀的直线往复运动。（str/min） 传动链：电机传动链：电机-1-2-iv-3-4-偏心轮偏心轮-刀具

17、主轴刀具主轴 展成运动：维持插齿刀与被切齿轮之间展成运动：维持插齿刀与被切齿轮之间 的啮合关系。的啮合关系。 内传动链：内传动链：B11-8-9-ix-10-11-B12 工工 刀刀 刀刀 工工 z z n n 径向进给运动：在分齿运动的同时，插齿刀沿径向进给运动：在分齿运动的同时，插齿刀沿 工件半径方向的进给运动。当进给到要求深度工件半径方向的进给运动。当进给到要求深度 时，径向进给停止。时，径向进给停止。 圆周进给运动：插齿刀的转动。圆周进给运动：插齿刀的转动。 传动链：偏心轮传动链：偏心轮-4-5-6-if-7-8-刀具主轴刀具主轴 让刀运动：插齿刀在回程时径向退离工件，切让刀运动：插齿刀在回程时径向退离工件，切 削时复原。削时复原。 43 3、滚齿与插齿的比较、滚齿与插齿的比较 加工精度和齿面粗糙度基本相同，精度为加工精度和齿面粗糙度基本相同，精度为87级，级，Ra值为值为 1.6 m左右。左右。 插齿的分齿精度略低于滚齿，而齿形精度高于滚齿。插齿的分齿精度略低于滚齿，而齿形精度高于滚齿。 插齿后的齿面粗糙度略优于滚齿。插齿后的齿面粗糙度略优于滚齿。 滚齿的生产率高于插齿。滚齿的生产率高于插齿。 加工范围不同。插齿通常用于内齿轮、小间距的多联齿加工范