第4节齿轮加工机床

1、齿齿 轮轮 加加 工工 机机 床床分类：分类： 1. 1. 园柱齿轮加工机床：滚齿机、插齿机、车齿机等。 2. 2. 锥齿轮加工机床：刨齿机、铣齿机、拉齿机等。加工方法：加工方法： 1. 1. 仿形法（成形法）。 2. 2. 范成法（展成法、瞬心包络法等）。滚齿机的加工表面及机床所需运动滚齿机的加工表面及机床所需运动 1. 1. 用途：用途：加工直齿和斜齿园柱齿轮的轮齿，蜗轮轮齿和花键 轴的键。 2. 2. 滚齿原理：滚齿原理：相当一对相啮合的轴线交叉的螺旋齿（斜齿） 齿轮传动，其中一个螺旋齿齿轮作成刀具。其 特点：螺旋角很大（或螺旋升角很小），齿数 很少。（蜗杆）将其开槽并铲背形成刀刃，刀

2、刃即蜗杆螺旋表面。 范成法形成齿廓：范成法形成齿廓：滚刀旋转 + 工件旋转1 1 滚滚 齿齿 机机3. 3. 加工直齿园柱齿轮时的运动和原理：加工直齿园柱齿轮时的运动和原理： 1）成形运动：（二个独立成形运动） 渐开线齿廓（母线） 范成法：滚刀转+工件转 直线性齿线（导线） 相切法： 滚刀转+滚刀沿工件轴线移动 滚刀旋转 主运动。 工件旋转 范成运动。 滚刀沿工件轴线移动 轴向进给运动。2）传动原理：主运动传动链：1 2 UV 3 4（外）范成运动传动链：4 5 UX 6 7（内）轴向进给运动传动链：7 8 Uf 9 10（外）4. 4. 加工斜齿园柱齿轮面及其传动原理图加工斜齿园柱齿轮面及其

3、传动原理图 1）成形运动： 渐开线齿廓（母线） 范成法：滚刀转+工件转齿线（螺旋线，导线） 相切法：滚刀转+螺旋线螺旋轨迹线（复合运动）：滚刀沿轴线移动+工件附加转动 滚刀转动 主运动。 工件旋转 合成运动。（范成运动+附加运动） 滚刀沿轴线移动 轴向进给运动。 2）传动原理： 主运动传动链： 1 2 UV 3 4 （外）范成运动传动链：4 5 合成 6 7 UX 8 9 （内）轴向进给传动链：9 10 Uf 11 12 （外）附加运动传动链：（差动传动链）刀架 12 13 Uy 14 15 合成 6 7 UX 8 9 工作台 （内）5. 5. 加工蜗轮时的运动和传动原理：加工蜗轮时的运动和传

4、动原理：（略） 1）径向进给法。 2）切向进给法。6. 6. 滚齿机的运动合成机构：滚齿机的运动合成机构： 1）运动合成机构：园柱齿轮或锥齿轮行星机构。需要附加运动：装M2（端面长齿），同时啮合空套齿轮ZY， 转臂H。（M2空套在轴上） 不需要附加运动：装M1（端面短齿），通过键与轴连，只 啮合转臂H。2）运动合成原理： 231NNNHN1：X轴的转速，输出至工作台。N3：XI轴的转速，来自滚刀。NH：转臂的转速，来自刀架。N N1 1 = 2N = 2NH H N N3 3。范成运动：NH = 0，N1 = -N3。（滚刀） 1311NNU合附加运动链：N3 = 0，N1 = 2NH。212

5、HNNU合21合合与UU同时通过合成机构传往工作台。3）无需附加运动：（装M1） NH = N1，N1 = 2NH N3。 N1 = N3。1311NNU合（联轴器）滚齿机传动系统及其调整计算滚齿机传动系统及其调整计算 1. YC31801. YC3180型淬硬滚齿机的传动系统型淬硬滚齿机的传动系统1）传动链： 主运动传动链。 范成运动传动链。 滚刀电动机8020232323232323353324483636482440324428482417690工件合成机构滚刀96145452323232323232080dcbafe 轴向进给运动传动链。 34023030352525354040352

6、5223930304020303020404034344024136363627196t刀架丝杠工件 附加运动传动链。 工件合成机构刀架丝杠9614022424212130302402222dcbafedcba 刀架快速传动链。 340230301717t刀架丝杠轴向快速电动机2）调整计算：（略）Y3150E型滚齿机型滚齿机2.Y31502.Y3150型滚齿机的传动系统型滚齿机的传动系统1）传动链： 主运动传动链。 范成运动传动链。 轴向进给传动链。 附加运动传动链。 刀架快速空行程传动链。传动路线表达式见下图。注：注：上述五种传动链所有通用滚齿机都具备。 另有径向进给传动链和切向进给传动链只

7、有部分滚 齿机具备。2）加工直齿园柱齿轮的调整计算： 主运动传动链：联系电动机与滚刀主轴之间的传动链， 由它决定形成渐开线的速度，是外联系传动链。 找两端件： 电动机 滚刀 定计算位移： N电 N滚刀（rpm) 列运动平衡式：滚刀变电NBAUN802028282828282842211651151430 计算换置公式：583124。NBAUUV滚刀变224433334422353539314327BAU变rpmDVN1000滚刀V：滚刀切削线速度。D：滚刀外径当给定N滚刀，UV即确定。 范成运动传动链：联系滚刀旋转到工件旋转的传动链。 内联系传动链。 找两端件：滚刀 工件 定计算位移：ZKZK

8、111K：滚刀头数。Z：被加工齿轮齿数。 列运动平衡式：ZKdcbafeU7215642282828282828208011合11合U运动合成机构用离合器1联接。 计算换置公式：ZKefdcbaUX24e,f 是一对“结构性挂轮”根据被加工齿轮齿数选取。24,48205feKZ24,4814221feKZ48,24143feKZ 轴向进给传动链：刀架沿工件轴向运动的传动链。 外联系传动链。 找两端件：工作台（工件旋转） 刀架（滚刀移动） 定计算位移：1转（工作台） f 毫米（刀架轴向移动）fUba325269233939252172111进 列运动平衡式： 计算换置公式：4608. 011fU

9、baUf进轴向进给链挂轮进11453954303549baU3）加工斜齿园柱齿轮的调整计算： 主运动传动链：同直齿。 范成运动传动链：由于用了M2，轴X与XI轴转向相反， 所以U合1=-1。其它均于直齿相同。 轴向进给传动链：同直齿。 附加运动传动链：（差动） 找两端件：刀架 工件 定计算位移：T（mm) 1转（工件） 列运动平衡式：17217236252225322222dcbafeUdcbaT合 计算换置公式：KMdcbaUnfsin922223 轴向进给丝杠的导程，单位为mm。U合2 合成机构传动比。U合2 = 2。dcba 范成运动链挂轮的传动比。Zkefdcba24T（L）被加工齿轮

10、螺旋线的导程，单位为mm。sinnMT Mn 法向模数。 被加工齿轮螺旋线的导程。单位为度。：1.sin无法精配。 2.误差相同,一对斜齿轮仍能获得良好的啮合。 3.左、右螺旋，配加隋轮。4）滚切齿数大于100的质数直齿园柱齿轮的调整计算： 加工原理： 找一个Z0（Z0应是能利用机床现有挂轮的数值）。 产生运动误差。 通过附加运动链，使工件旋转得到补偿这一误差。 运动联系路线：0ZkZk987615141311109xyfUUU合成 传动链的调整计算： 主运动和轴向进给运动传动链，与滚切直齿相同。 范成运动传动链：01721564228282828282820801ZkdcbafeU合用M2，

11、U合1= -1 024ZkfedcbaUx0243636,142ZkdcbaUfeZx取0484824,142ZkdcbaUfeZx取 附加运动传动链： a.工作台 工作台 b.定计算位移：0ZkZkZkc.列运动平衡式：02222211721723625269233939252172ZkZkdcbafeUdcbaUbaZk合进4608. 02421102fUUbaZkfedcbaUf进合整理：kfZZdcbaUy022229501510 ZZZ0与Z接近的数。5）刀架快速移动的传动路线： 传动路线：刀架轴向进给丝杠快速电动机XXIM25226133 设有电气互锁。主电动机开或不开都行，手柄要

12、在 快速移动的位置上。 只断开外联系传动链，内联系传动链在整个过程中 不能断开。例题：例题：在Y3150E型滚齿机上加工大质数齿轮，已知被加 工齿轮的齿数为103，滚刀头数为1，轴向进给量 为1.41mm/r。试确定范成运动和附加运动挂轮的 齿数。 解：解：1）计算范成运动挂轮：选 取挂轮 代入换置公式：2511030z36,36fe232919254. 0251103124240ZkdcbaUx查挂轮选用表，取挂轮齿数：232919254. 070254630dcba2）计算附加运动挂轮： f = 1.41，按此标称值查机床说明书得：3549463211进UbaUf据此可求实际轴向进给量 frmmUff/409881219. 1354946324608. 04608. 0将已知值代入换置公式得：802176339. 0409881219. 110325110392222dcbaUy查表选挂轮齿数：802173913. 0924525412222dc