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1、第四章齿轮加工机床本章学习的内容：本章讲述滚齿机的工作原理、加工直齿轮、加工斜齿轮、Y3150E滚齿机、插齿机和磨齿机。补充有关齿轮加工、齿轮机床内容。重点：滚齿机、换置机构、传动系统难度：滚切斜齿轮、差动传动链、换置公式计算、差动挂轮计算补充: 齿轮加工知识一、齿轮的加工方法:加工精度不高的齿轮：铸造、锻造、热轧、冲压。加工精密齿轮：切削加工。 二、切削齿轮的方法 按形成轮齿的原理，切削齿轮的方法分为两大类：1、成形法 2、展成法（范成法）1、成形法 用与被加工齿轮齿槽形状相同的成形刀具切削轮齿。 例: 如图用盘形齿轮铣 刀加工直齿齿轮。母线：渐开线，由成形法形成，因而不需表面成形运动。导线
2、：直线， 由相切法形成，需要两个独立的简单成形运动，即盘形齿轮铣刀的旋转B1和铣刀沿齿坯的轴向移动A2。辅助运动：齿坯作分度运动。加工模数较大的齿轮时，常用指状齿轮铣刀。用成形刨刀在刨床上刨齿。在插床上插齿（1）成形齿轮铣刀 齿轮的齿廓形状，决定于基圆直径d基=mZCOS.即使齿轮的模数和压力角相同，不同的齿数，齿形不一样。14 / 13采用8把一套或15把一套的齿轮铣刀。每把可切几个齿数的齿轮。刀具齿形按这个刀号能切的最小齿数制造。用来切其他齿数，就有误差，加工出来的齿形是近似的。 （2）成形法加工齿轮的特点 精度不高、生产率也较低（每加工完一齿均需分度） 、可以用通用机床(如普通铣床)加工
3、。多用于对精度要求不高的修配行业，及重型机器制造业中，以解决大型齿轮加工机床的问题。 2、展成法 展成法加工齿轮应用齿轮啮合的原理进行加工。切齿过程中，模拟某种齿轮副的啮合过程，把其中的一个做成刀具来加工另外一个。用展成法加工齿轮的优点：只要模数和压力角相同，一把刀具可以加工任意齿数的齿轮。 生产率和加工精度也都比较高。 在齿轮加工中，展成法应用最为广泛。三、线切割加工齿轮方法最新的齿轮加工方法、有取代成形法趋势1、加工金属齿轮2、不需要专用刀具，方便、快捷3、可低成本加工单件、小批量齿轮4、加工效率低5、受生产齿轮图形限制，存在缺陷：非范成产生，可能产生传动干涉；特殊齿轮图形无法生成第一节
4、滚齿机一、 工作原理及运动分析滚齿机主要用于滚切直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗轮。1、滚齿原理滚齿加工是根据展成法原理来加工齿轮轮齿的。当机床使滚刀和工件严格地按一对螺旋齿轮的传动关系作相对旋转运动时，就可在工件上连续不断地切出齿来。2、滚切直齿圆柱齿轮 （1）运动分析：用滚刀加工直齿圆柱齿轮必须具有以下两个运动：形成渐开线(母线):展成运动(n1， n2)形成导线: 滚刀沿工件轴线的移动(A) （2）运动联系及传动原理图展成运动链：滚刀ix工件 主运动链 ：电动机iv滚刀 进给传动链 ：工件if刀架升降丝杠 综上所述，滚切直齿齿轮时，用展成法和相切法加工轮齿的齿面。 用展成法形成渐开线 (母线)，需
5、要一个复合的成形运动，这个运动需要一条内联系传动链(展成运动链)和一条外联系传动链(主运动链)。 用相切法形成直线，需要两个简单的成形运动。一个是滚刀的旋转，与展成法成形运动的一部分；另一个是直线运动。需要一条外联系传动链(进给传动链)。（3）运动参数的调整运动的5个参数：轨迹、速度、方向、行程、起点。刀具决定齿轮的模数、压力机，iv决定轨迹参数。3、滚切斜齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮，端面齿廓是渐开线；但齿长方向不是直线，而是螺旋线(1)滚切斜齿圆柱齿轮时机床的运动 加工斜齿圆柱齿轮也需要两个运动：一个是产生渐开线(母线)的展成运动-同加工直齿轮；另一个是产生螺旋线(导线)的运动独特的。 前者与加
6、工直齿齿轮时相同；后者则有所不同。滚切斜齿圆柱齿轮加工直齿圆柱齿轮时，进给运动是直线运动，是一个简单运动。加工斜齿圆柱齿轮时，进给运动是螺旋运动，是一个复合运动。这个螺旋运动可分解为两部分，滚刀架的直线运动A2和工作台的旋转运动A1。（差动传动链） 形成螺旋线，需要两条传动链，一条是轴线进给传动链3if4，另一条是差动传动链4iyix3（内联系传动链）。要求：刀架移动1个导程，工件转动1周。此转动称为附加转动。为合成机构4、滚刀的安装滚刀的安装角 ：加工圆柱齿轮时，为了使滚刀刀齿方向与被切齿轮的齿槽方向一致，滚刀轴线与被切齿轮端面之间应倾斜一个角度。（1）加工直齿圆柱齿轮： 安装角=，刀具的螺
7、旋升角。（2）加工斜齿圆柱齿轮： 安装角=，工件的螺旋角。原则：滚刀的刀齿方向与被加工齿轮方向一致。（例子）滚刀的安装 小结滚齿加工相当于一对交错轴的螺旋传动，两齿轮相啮合时轮齿的齿向必须保持一致；则安装角 = 螺旋线方向相同时取“” ；螺旋线方向相反时取“+”；加工直齿时，=0，则= 二、 Y3150E型滚齿机1、机床的用途 、特点用于加工直齿轮、斜齿轮、蜗轮、花键轴2、机床运动分析（1）Y3150E滚齿机传动系统图（2）滚切直齿轮，需要3条传动链：范成传动链传动路线：滚刀80/2028/2828/2828/2842/56合成机构e/f36/36a/bc/d1/72工件主轴a)末端件：滚刀工
8、件b)计算位移：滚刀转1齿工件转1齿滚刀转1齿即转动1/K转（K滚刀头数），工件转动1/Z工转（ Z工被加工工件齿数）滚刀1/K转工件转1/Z工齿满足此关系，就要计算a、b、c、d齿轮齿数分齿挂轮C)运动平衡式d）计算换置公式：加工直齿轮时，i=1，故a、b、c、d为分齿挂轮,齿数要精确配算。e、f为结构调整齿轮，取值见书。 主传动链传动路线表达式换置公式计算a）末端件：电动机滚刀b）计算位移：电动机n转滚刀n转C）运动平衡式：d）计算换置公式轴向进给传动链传动路线表达式换置公式计算a）末端件：工作台刀架b）计算位移：1转fC）运动平衡式：d）计算换置公式（3）滚切斜齿轮的传动链和换置公式计算
9、范成传动链同加工直齿轮，但是合成机构开启。主传动链同加工直齿轮差动传动链形成螺旋线的运动a）末端件：刀架工件b）计算位移：Tmm=1转，即刀架移动一个导程T，工件转动1周。c）运动平衡式d）计算换置公式K滚刀头数3、刀架快速移动传动路线快速电动机13/262/25刀架快速移动丝杠滚齿机挂轮计算补充一、计算类型1、切削直齿轮需计算分齿挂轮a、b、c、d，如Y3150E滚齿机计算公式：2、切削斜齿轮需计算分齿挂轮a、b、c、d和差动挂轮a2、b2、c2、d2，如Y3150E滚齿机，分齿挂轮计算同上，差动挂轮公式：公式中，所有滚齿机的分式相同，只是前面的数字（称为差动定数）不同。Y3150E的差动定
10、数为9。二、验算精度（误差）误差为按公式计算的ix和iy与实际配齿轮后的ix实际和iy实际的差值。1、分齿挂轮应保证计算无误差2、差动挂轮无法做到无误差，应控制误差：8级精度齿轮精确到10-4，7级精度齿轮精确到10-5 。计算方法为查机工版的挂轮选用表或数学计算得出a2、b2、c2、d2齿数，但有时无法完全满足要求。三、安装干涉验算如图，齿轮b（b2）可能与齿轮d（d2）的安装轴相碰；齿轮c（c2）可能与齿轮a（a2）的安装轴相碰。为避免相碰干涉，计算出a、b、c、d或a2、b2、c2、d2应进行安装干涉验算：a+b c+15， c+d b+15 四、计算的挂轮应为滚齿机所配备的。五、举例1
11、、分齿挂轮计算例：Y3150E滚齿机，滚刀头数为1，加工Z=80齿轮，计算分齿挂轮。Y3150E滚齿机所配备的挂轮，查机床说明书（部分为：20两个、23、24、2560、80）。计算：安装干涉验算不满足，换成：即可，即a=24、b=20、c=20、d=80。2、差动挂轮计算。工厂实例：某企业要制造的斜齿轮法向模数M为2.25，螺旋角为35，滚刀头数K为1，精度为7级的斜齿轮，滚齿机差动定数u为8.355615，用挂轮选用表查到两组挂轮：（50/24）（91/89）和（70/49）（82/55）。由于现场缺乏齿数为91的挂轮，故第一组挂轮不能用；按要求。第二组挂轮精度验算： iyiy实际0.00
12、016715，较大，不符合要求。程序计算：现试选用第七组：901/423，很容易分解、变换：901 =1753，423 =947。得出(a/b)(c/d)= 901/423=（1753）/（947）=（85/45）（53/47），既挂轮齿数为：a=85，b=45，c=53，d=47。误差为：2.13003728 （85/45）（53/47）=0.000013639可以接受。安装干涉验算a+b c+15， c+d b+15，满足。 且现场可配齐挂轮。作业补充：加工J285机油泵传动齿轮，齿数Z=31，法向模数为2，螺旋角为23精度为8级。使用Y3150E滚齿机，滚刀头数为1，计算分齿挂轮和差动挂
13、轮。设滚齿机所配备的挂轮充分，Z=30的齿轮有两个。要求挂轮安装干涉验算和挂轮误差验算。解：计算分齿挂轮：Z=31，e=f=36，即a=24、b=31、c=30、d=30。安装干涉验算a+b c+15， c+d b+15，满足。计算差动挂轮：用程序，（a2 / b2）（c2 / d2）= 160/91=（404）/（911）=（40422）/（91122）=（4088）/（9122）=（4088）/（9122）=（40 / 91）（88 / 22）a2=40，b2=91，c2=88，d2=22。安装干涉验算a+b c+15， c+d b+15，满足。挂轮误差验算：（a2 / b2）（c2 /
14、d2）=（40 / 91）（88 / 22）=1.758241758iy1.758241758=0.000048321，满足要求。第二节 插齿机和磨齿机1、插齿原理插齿机加工原理为一对圆柱齿轮的啮合。其中一个是工件，另一个是齿轮形刀具插齿刀。它的模数和压力角与被加工齿轮相同。每个齿的渐开线齿部和齿顶上都作成刀具一个顶刃和两个侧刃，那就是齿轮形插齿刀。 插齿机同样是按展成法加工圆柱齿轮的。 2、插齿的运动分析（1）展成运动展成运动插齿刀和工件的相对转动是一个复合运动，用以形成渐开线齿廓。展成运动可以被分解成两部分：插齿刀的旋转B11和工件的旋转B12。 （2）主运动 插齿刀的上下往复运动A2是一
15、个简单的成形运动，用以形成轮齿齿面的导线直线。 （3）径向切入运动 由于插齿刀立即径向切人工件至全齿深，会因切削负荷过大而损坏刀具和工件。工件应逐渐地向插齿刀（或插齿刀向工件）作径向切人运动。根据工件的材料、模数、精度等条件，可采用一次、两次和三次径向切入至全齿深的径向切入方法。径向进给量的大小，用插齿刀每次往复行程中工件或刀具径向切入的距离表示，其单位为mm往复行程。（4）让刀运动作用：避免空行程时擦伤工件齿面和减少刀具磨损，回程时刀具和工件之间应该让开，使之产生一定间隙。实现方式：安装工件的工作台移动来实现，也可由刀具主轴摆动得到。大尺寸及新型号的中、小尺寸插齿机；普遍采用刀具主轴摆动来实
16、现让刀运动。3、插齿机的传动原理图 主运动链：外联系传动链两末端件： 电动机偏心轮计算位移： n电n轮传动路线： 电动机-1-2-iv-3-5-4-偏心轮-插齿刀 展成链：内联系传动链两末端件： 插齿刀工件计算位移： 插齿刀转1/Z刀转工件转1/Z工转传动路线： 插齿刀-8-9-ix-10-11-工件二、磨齿机用途：加工淬火后的齿轮、精度高的齿轮特点：精度高、效率低磨齿方法：成形法、展成法1、成形法磨齿原理与运动2、展成法磨齿原理与运动（1）连续磨齿利用蜗杆砂轮，类似滚刀。如图4.15a特点：所有磨齿中效率最高，蜗杆砂轮修整困难。（2）单齿分度磨齿图4.15b、c、d原理：利用齿条与齿轮啮合原理，砂轮的一面或两面代替齿条的面。插齿和滚齿的补充1）齿轮滚刀、插齿刀的基本参数：模数、压力角（齿形角）、齿顶高系数、齿根高系数与被加工齿轮相同2）滚齿的效率较插齿高，是最普遍使用的齿轮加工方法（首选）。3）内齿轮、双联（三联）齿轮、齿条只能选用插齿刀（在插齿机上插齿）4）插齿的精度较滚齿高。5） 斜齿轮尽量用滚齿。6）如果滚齿后要进行剃齿（剃齿为使用剃齿机的高效加工非淬火齿轮方法），要选用剃齿滚刀（非普通滚刀）。 友情提示：方案范本是经验性极强的领域，本范文无法思考和涵盖全面，供参考!最好找专业人士起草或审核后使用。