第四章3(滚齿)

1、2022-6-222022-6-222022-6-22表面的形成方法和运动+=表面形成方法所需的运动母线:轨迹法 成形法 相切法 展成法(范成法)导线:轨迹法 成形法 相切法 展成法(范成法)认识机床的方法认识机床的方法: :所加工表面的形状所加工表面的形状实现加工表面所需的运动实现加工表面所需的运动如何实如何实现其运动现其运动具体的结构具体的结构机床运动的调整机床运动的调整表面 运动 传动 结构 调整2022-6-22 一、齿轮加工方法与加工机床一、齿轮加工方法与加工机床 （一）齿轮加工方法（一）齿轮加工方法 按轮齿成形原理分两大类：按轮齿成形原理分两大类： 1.1.成形法成形法 加工精度和

2、生产率较低，加工精度和生产率较低， 适于单件小批生产。适于单件小批生产。 2.2.展成法展成法 加工精度和生产率较高，加工精度和生产率较高， 一把刀可加工相同模数、相同压力角的任何齿数的齿轮。一把刀可加工相同模数、相同压力角的任何齿数的齿轮。 （二）齿轮加工机床（二）齿轮加工机床 圆柱齿轮：滚齿机、插齿机等；直齿锥齿轮刨齿机、铣齿圆柱齿轮：滚齿机、插齿机等；直齿锥齿轮刨齿机、铣齿 机、拉齿机机、拉齿机 ；弧齿锥齿轮铣齿机。剃齿机、珩齿机、磨齿机；弧齿锥齿轮铣齿机。剃齿机、珩齿机、磨齿机2022-6-22二、滚齿机二、滚齿机（一）滚齿原理（一）滚齿原理模拟一对螺旋齿轮啮合过程模拟一对螺旋齿轮啮合

3、过程把其中的一个齿轮的齿数减少到一个或几个,增大螺旋角变成蜗杆(做得较长)开槽、铲背，磨出刀刃即成滚刀2022-6-22（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； 范成运动范成运动齿坯与滚刀按一定速比转动；（形成母线）齿坯与滚刀按一定速比转动；（形成母线） 进给运动进给运动滚刀沿齿坯轴向运动。（形成导线）滚刀沿齿坯轴向运动。（形成导线）图图4-36 4-36 滚刀直齿圆柱齿轮的传动原理滚刀直齿圆柱齿轮的传动原理2022-6-221.1.加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理图加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理图滚刀滚刀45ux67齿坯齿坯 ux为啮合运动传动

4、比。为啮合运动传动比。（3 3）进给运动）进给运动A（外链（外链 工件工件刀架）刀架） 1 f 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）范成运动（内链）范成运动（内链 滚刀滚刀工件）工件） 1/K转转 1/ z 转转(1(1）主运动）主运动 (外链外链 电机电机n电电滚刀滚刀n刀刀) 电机电机12uv34滚刀滚刀 uv为主运动传动比。为主运动传动比。图图4-36 4-36 滚刀直齿圆柱齿轮的传动原理滚刀直齿圆柱齿轮的传动原理2022-6-222.2.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直齿 母线渐开线 导线直线（相切法形

5、成）（相切法形成）斜齿 母线渐开线 导线螺旋线（？）（？）斜齿与直齿只是导线不同螺旋线？刀在刀在a a点，当刀下移点，当刀下移ff直齿：加工直齿：加工b b点点斜齿：应在斜齿：应在b b点，要比点，要比加工直齿时转快些，多加工直齿时转快些，多转转bbbb（或少转（或少转bbbb）要实现这个附加转动，由差动链用合成机构来实现要实现这个附加转动，由差动链用合成机构来实现内链内链2022-6-22附加运动链的两端件：刀架工件刀架移动一个螺旋导程，工件多转或少转一转2022-6-22（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 滚刀旋转运动滚刀旋转运动B11

6、 1/K转转 齿坯旋转运动齿坯旋转运动B12 1/ z 转转（3 3）进给运动）进给运动A21 齿坯齿坯B12910uf1112A21（4 4）附加运动链（内链）附加运动链（内链）刀架刀架1213uy1415合成合成67ux89齿坯附齿坯附加转动加转动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图图4-37 4-37 滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理2022-6-22用用合成机构合成机构把范成运动要把范成运动要求工件转动求工件转动B B1212和差动链要和差动链要求工件附加转动求工件附加转动B B2222迭加起迭加起来

7、，然后再传给工作台。来，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。图图4-37 4-37 滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理2022-6-22三三 Y3150E滚齿机滚齿机 ( (一一) ) 机床的特点及用途机床的特点及用途 能加工工件最大直径为能加工工件最大直径为 500mm，最大模数为，最大模数为8. ( (二二) ) 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

8、链 电动机电动机主轴（滚刀）主轴（滚刀）（2）展成运动传动链）展成运动传动链 滚刀转滚刀转1/k r工件转工件转1/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fmm（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（5）滚切蜗轮）滚切蜗轮 径向法滚切径向法滚切2022-6-22( (三三) ) 传动系统分析及调整计算传动系统分析及调整计算 滚齿机的传动系统图中，会碰到很多“分支”，读传动系统图的方法是：在运动分析的基础上，根据传动原理图来找运动链图图4-37 4-37 滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理2022-6-

9、221.传动系统图传动系统图2022-6-221.主运动链滚刀电机80202828282828284327353539314221165115BA2022-6-22（2 2）范成链）范成链工件主轴合成滚刀721363656422828282828282080dcbadcbafe2022-6-22（1 1）主运动传动链）主运动传动链滚刀电机80202828282828284327353539314221165115BA（2 2）范成链）范成链工件主轴合成滚刀721363656422828282828282080dcbadcbafe刀架轴向进给丝杠工件主轴252354954304539692339

10、392521721111baba（3 3）进给链）进给链（3 3）进给链）进给链刀架轴向进给丝杠工件主轴252354954304539692339392521721111baba2022-6-22工件主轴合成惰轮惰轮刀架72136367236252225222222dcbadcbafedcbaba（4 4）差动链）差动链刀架轴向进给丝杠快进电机2522613快速移动快速移动2022-6-222022-6-22（1 1）主运动传动链）主运动传动链( (外链外链) ) 两端件两端件 电动机电动机 滚刀滚刀 关关 系系 n n电电 r/minr/min n n刀刀 r/minr/min 平衡式平衡式

11、2.2.滚切直齿园柱齿轮的传动链及调整计算滚切直齿园柱齿轮的传动链及调整计算刀变nBAu802028282828282842211651151430u变变 三种传动比；三种传动比；A / B 主轴变速挂轮主轴变速挂轮, 有有三种传动比三种传动比583.124刀变nBAuuv结果224433334422BA2022-6-22工合zdcbafeuk1721564228282828282820801（2 2）范成运动传动链（内链）范成运动传动链（内链）两端件两端件 滚刀滚刀 工件工件关关 系系 1/k 1/z （r）平衡式平衡式滚直齿轮时，滚直齿轮时，u合合1efzkdcbaux工24e、f结构挂轮

12、，根据被加工齿数选作用：起平衡的作用，使ux适中，不至于过大或过小取取 e = 48 f = 24e = 36 f =36205kz工14221kz工143kz工当当e = 24 f =48结果2022-6-22（3）轴向进给运动链）轴向进给运动链(外联系外联系) 工作台工作台 刀架刀架 1 r f mm/r 172/12/2539/39a1/b1 23/69 u进进 2/253=f4608. 011fubauf进 u进进有有3 3种种 a1/b1轴向进给挂轮，可根轴向进给挂轮，可根据说明书确定据说明书确定刀架加工时是由上而下移动,还是由下而上的移动,应根据工艺是采用顺铣还是逆铣来确定,调整时

13、用惰轮来实现。逆铣铣刀切入工件时的切削速度方向和工件的进给方向相反（刀架下移）顺铣铣刀切出工件时的切削速度方向和工件的进给方向相同（刀架上移）2022-6-223.3.滚切斜齿园柱齿轮的传动链及调整计算滚切斜齿园柱齿轮的传动链及调整计算（1 1）主运动传动链）主运动传动链 与加工直齿完全相同（2 2）范成运动链）范成运动链 u合合-1（3 3）轴向进给运动链）轴向进给运动链 与加工直齿完全相同与加工直齿完全相同 2022-6-22（4）滚斜齿轮时的差动链）滚斜齿轮时的差动链 两端件：两端件： 刀架刀架 工件工件 移动移动L 转转1r L 1/(3)25/22/25a2/b2c2/d2 36/7

14、2 u合成合成e/fux1/72=1 滚斜齿轮时，滚斜齿轮时， u合成合成2sincoszmtgzmtgzmL法法端kmdcbauy法sin92222efzkux工24 差动链给工件的附加运动的方向可能与范成运动方向相同，也可能相反，安装时按说明书的规定使用惰轮(左旋齿轮,右旋齿轮)配算差动挂轮时，以齿数无关。优点：差动挂轮近似配算所产生的螺旋角误差对两个斜齿轮是相同的,因此可获得良好的啮合.(一对相互啮合的斜齿轮,其模数相同,螺旋角绝对值也相同)结果2022-6-224.4.刀架快速移动刀架快速移动影响机床加工精度最关键的传动副影响机床加工精度最关键的传动副驱动工作台的蜗轮蜗杆驱动工作台的蜗

15、轮蜗杆为避免磨损蜗轮蜗杆，通常在加工完第一刀后退刀加工第二刀为避免磨损蜗轮蜗杆，通常在加工完第一刀后退刀加工第二刀（分粗、精加工）时不用主电机退刀，而用快进电机（分粗、精加工）时不用主电机退刀，而用快进电机只有当手柄放在快移位置时，快进电机才能启动只有当手柄放在快移位置时，快进电机才能启动有互锁装置有互锁装置图中快移位置图中快移位置使使轴的三联滑移齿轮在空挡位置上轴的三联滑移齿轮在空挡位置上使用快移电机时，主电机是否开，无影响使用快移电机时，主电机是否开，无影响主电机开：刀具在主电机开：刀具在B12+B22B12+B22转动的同时快退转动的同时快退主电机关：刀具只有主电机关：刀具只有B22B2

16、2转动的同时退回转动的同时退回2022-6-222022-6-225.5.滚刀安装角滚刀安装角及运动方向及运动方向滚刀在切削点处的螺旋线方向应与被加工齿轮的轮齿方向一致。因此，需将滚刀轴线与工件顶面安装成一定的角度，称为安装角滚切直齿安装角滚切直齿安装角2022-6-222022-6-22（1 1）右旋滚刀滚切右旋齿轮）右旋滚刀滚切右旋齿轮=-=-2022-6-22（2 2）右旋滚刀滚切左旋齿轮）右旋滚刀滚切左旋齿轮=+=+2022-6-22（3 3）左旋滚刀滚切左旋齿轮）左旋滚刀滚切左旋齿轮=-=-2022-6-22（4 4）左旋滚刀滚切右旋齿轮）左旋滚刀滚切右旋齿轮=+=+2022-6-2

17、2通常：加工右旋齿轮用右旋滚刀 加工左旋齿轮用左旋滚刀目的是使小些，受力状况好些齿轮的旋向和滚刀旋向相同齿轮的旋向和滚刀旋向相同, ,安装角等于两螺旋角之差安装角等于两螺旋角之差; ;齿轮的旋向和滚刀旋向相反齿轮的旋向和滚刀旋向相反, ,安装角等于两螺旋角之和安装角等于两螺旋角之和; ;2022-6-22（3）运动方向）运动方向右旋滚刀加工右旋齿轮逆铣右旋滚刀加工右旋齿轮逆铣2022-6-22当刀具旋向改变当刀具旋向改变 B B1212改变（范成运动链变）改变（范成运动链变）当工件旋向改变当工件旋向改变 B B2222改变（差动链换向）改变（差动链换向）当铣削方式改变当铣削方式改变 A A21

18、21改变（进给运动链变，改变（进给运动链变，B22B22随之改变）随之改变）总结总结运动调整运动调整 ： 换置机构换置机构 大小大小 方向方向范成范成 u ux x z z 改变改变 刀具旋向改变刀具旋向改变进给进给 u uf f f f 改变改变 铣削方式改变铣削方式改变差动差动 u uy y 变化变化 齿轮旋向改变齿轮旋向改变2022-6-22作业2022-6-22作业2022-6-22例例1 1：在：在Y3150EY3150E型滚齿机上采用差动法滚切斜齿园柱齿轮型滚齿机上采用差动法滚切斜齿园柱齿轮时，如果使用单头右旋滚刀滚切齿数时，如果使用单头右旋滚刀滚切齿数Z=35Z=35，螺旋导程，螺旋导程L=643mmL=643mm的右旋齿轮，滚刀转速的右旋齿轮，滚刀转速n n刀刀=125r/min=125r/min，轴