齿轮加工机床的方法原理结构实用版课件.pptx

1、齿轮加工录相42 滚齿机运动分析滚齿机运动分析一、滚齿原理：用 展成法加工齿轮。滚刀安装角齿轮过程见图二二滚切直齿圆柱齿轮滚切直齿圆柱齿轮（一（一机床运动分析（图机床运动分析（图4-3）1展成运动传动链：滚刀-4-5-ux-6-7-工件2主运动传动链：电机-1-2-uv-3-4-滚刀3竖直进给传动链：工件78uf_910丝杠滚刀的安装 （图 ）三三滚斜齿圆柱齿轮滚斜齿圆柱齿轮（一）、分析工件附加转动（二）、机床运动分析（合成机构、差动传 动 链）（三）、滚刀的安装；见图4-22右旋滚刀加工斜齿轮滚斜齿圆柱齿轮滚斜齿圆柱齿轮 运动分析运动分析传动链43 YC3180型淬硬滚齿机型淬硬滚齿机一、结

2、构组成一、结构组成（见（见Y3180图）：图）：床身、立柱、刀架、床身、立柱、刀架、主轴、后立柱、工件心轴、工作台等外形结构，主轴、后立柱、工件心轴、工作台等外形结构，电机、齿轮传动机构、合成机构、离合器等内部电机、齿轮传动机构、合成机构、离合器等内部机构。机构。二、传动系统分析二、传动系统分析（一）传动系统图（一）传动系统图运动分析运动分析传动原理图传动原理图传动系统图传动系统图传动路线及传动路线及换置器官换置器官-与传动结构式对应与传动结构式对应 1、主运动传动链：、主运动传动链：24/48 24/48电机电机90/176 28/44 36/36 33/35 32/40 48/24 23/

3、23 23/2323/2320/80滚刀（滚刀（B11）见投影见投影 2、展成运动传动链：、展成运动传动链：滚刀（滚刀（B1 1）80/20 23/23 23/2323/2345/45（合成机构）合成机构）e/fa/bc/d1/96工件（工件（B12）合成机构：合成机构：由由Z45传入，由分齿挂轮传入，由分齿挂轮e/f传出，此传出，此时时u合成合成=-1。3、差动传动链：、差动传动链：刀架刀架(A21）40/230/3021/21a2/b2c2/d224/24 2/40合成机构合成机构e/fa/bc/d1/96工件（工件（B22）工件工件96/127/3636/361/24 40/34 34/

4、40 40/20 39/22 40/40 30/30 30/30 25/35 35/25 25/35 20/40 30/302/40刀架丝杠（刀架丝杠（T=3）例：例：展成运动传动链：展成运动传动链：1）找末端件：滚刀）找末端件：滚刀工件工件2）定计算位移：）定计算位移：1/K转（刀）转（刀）1/Z（件）件）3）列平衡式）列平衡式1/K80/20 23/23 23/2323/2345/45u合合 e/f a/b c/d 1/96=1/Z 4）换置公式：换置公式：ux=a/b c/d=f/e c/d=f/e 24K/Z 24K/Z（说明：（说明：u合合=1=1，e e、f f挂轮的选取）挂轮的选

5、取）1、展成运动传动链：、展成运动传动链：传动路线、末端件运动关系与滚切直齿相同，但u合=-1，在安装展成运动传动链的分齿挂轮时，可能要选用惰轮。2、差动传动链：、差动传动链：1）找末端件 刀架工件2）定计算位移：T（刀架轴向移动）1转（工件）、3）列平衡式：T/340/2 30/30 21/21 a2/b2 c2/d2 24/24 2/40 u合 e/f a/b c/d 1/96=1 其中：T=m端z/tg，m端=m法/cos，所以T=m法 z/sin4）换置公式：）换置公式：uy=a2/b2 c2/d2=6 sin/m法 k由 滚刀工件刀架z/k（r）1（r）f（mm/r）变为z/z+/z

6、+因此 ux=a/b c/d=f/e 24K/Z+uy=0.3/k f（轴向进给）见投影见投影44 、滚齿机传动链换置器官布局分析、滚齿机传动链换置器官布局分析（见图）（见图）插齿机主要用于加工直齿圆柱齿轮，尤其适用于加工在滚齿机上不能加工的内齿轮和多联齿轮。磨削前，工件表面Ra0.主运动：插刀的直线往复运动。产生转角误差的主要原因：齿轮的几何偏心、运动偏心以及轮齿分布不均等。运动精度：指传递运动的准确性。附加运动：产生螺旋线的运动。其中：T=m端z/tg，m端=m法/cos，所以T=m法 z/sin内传动链：B11-8-9-ix-10-11-B12（二）滚切直齿圆柱齿轮换置公式四个步骤：1、

7、找末端件 2、计算位移 3、列平衡方程式 4、推导换置公式例：展成运动传动链：1）找末端件：滚刀工件2）定计算位移：1/K转（刀）1/Z（件）3）列平衡式1/K80/20 23/23 23/2323/2345/45u合 e/f a/b c/d 1/96=1/Z 4）换置公式：ux=a/b c/d=f/e 24K/Z（说明：u合=1，e、f挂轮的选取）内传动链：滚刀-4-5-ix-6-7-工件。3/k f（轴向进给）其中：T=m端z/tg，m端=m法/cos，所以T=m法 z/sin42 滚齿机运动分析轴向进给：工件沿轴向往复进给。四、结合传动系统图，会推导圆柱齿轮加工的换置公式，选配挂轮。分齿

8、运动：维持滚刀与被切齿轮之间的啮合关系。国标中规定了14个齿厚极限偏差，代号为：C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N、P、R、S，其值依次降低。变为z/z+/z+2、差动传动链：1）找末端件 刀架工件1、主运动传动链：24/48 24/48三、滚刀刀架结构和滚刀的安装调整三、滚刀刀架结构和滚刀的安装调整(一)滚刀刀架的结构 滚刀刀架的作用是支承滚刀主轴，并带动安装在主轴上的滚刀作沿工件轴向的进给运动。(二)滚刀安装角的调整 滚齿时，为了切出准确的齿形，应使滚刀和工件处于正确的“啮合”位置，即滚刀在切削点处的螺旋线方向应与被加工齿轮齿槽方向一致。44、其它齿轮加工机床其它齿轮加工机床 一、

9、插齿机原理及运动分析一、插齿机一、插齿机 插齿机主要用于加工直齿圆柱齿轮，尤其适用于加工在滚齿机上不能加工的内齿轮和多联齿轮。(一)插齿原理 插齿刀实质上是一个端面磨有前角，齿顶及齿侧均磨有后角的齿轮。图410 插齿原理(二二)插齿机的运动插齿机的运动1主运动2范成运动3圆周进给运动4让刀运动5径向切入运动(三三)插齿机的传动原理插齿机的传动原理图 411 插齿机的传动原理 (四)插齿机的布局 插齿机按其径向切入运动和径向调位运动的分配方案不同，基本上有两种布局形式：工作台移动式和刀架移动式。二、圆柱齿轮磨齿机二、圆柱齿轮磨齿机 磨齿机是用磨削方法对齿轮齿面进行精加工的精密机床，主要用于淬硬齿

10、轮的精加工，齿轮精度可达6级或更高。(一)蜗杆砂轮型磨齿机蜗杆砂轮型磨齿机(二)锥形砂轮型磨齿机(三)双碟形砂轮型磨齿机锥形砂轮型磨齿机双碟形砂轮型磨齿机 三、锥齿轮加工机床三、锥齿轮加工机床(一)锥齿轮的范成原理锥齿轮的范成原理 锥齿轮展成法切齿原理及所需运动，用到平面齿轮、平顶齿轮的概念43YC3180型淬硬滚齿机一、了解齿轮加工的基本方法：成形法、展成法，以及相应的机床与刀具（成形铣刀、滚刀、插齿刀、磨齿砂轮的特点）；插齿机按其径向切入运动和径向调位运动的分配方案不同，基本上有两种布局形式：工作台移动式和刀架移动式。滚齿的生产率高于插齿。三、滚刀刀架结构和滚刀的安装调整产生转角误差的主要

11、原因：齿轮的几何偏心、运动偏心以及轮齿分布不均等。其中：T=m端z/tg，m端=m法/cos，所以T=m法 z/sin接触精度：指啮合齿面沿齿高和齿宽的实际接触程度。电机90/176 28/44 36/36 33/35 珩齿：用于淬硬后齿轮的精加工，精度76级，Ra0.插齿机主要用于加工直齿圆柱齿轮，尤其适用于加工在滚齿机上不能加工的内齿轮和多联齿轮。一、了解齿轮加工的基本方法：成形法、展成法，以及相应的机床与刀具（成形铣刀、滚刀、插齿刀、磨齿砂轮的特点）；用来保证工件准确地转一转时，滚刀刚好移动一个工件的螺旋线导程。1、主运动传动链：24/48 24/48其中：T=m端z/tg，m端=m法/

12、cos，所以T=m法 z/sin（二）滚刀的安装 （图 ）(二)弧齿锥齿轮铣齿机的传动原理工件每转一转，滚刀移动的距离。44、其它齿轮加工机床2）定计算位移：T（刀架轴向移动）1转（工件）、：包 括 主运 动 链、展 成 运 动传 动 链、进 给 传 动链、分 度运 动 传 动链 见样本见样本(二二)弧齿锥齿轮铣齿机的传动原理弧齿锥齿轮铣齿机的传动原理圆弧齿锥齿轮铣齿机的传动原理圆弧齿锥齿轮铣齿机的传动原理(格里逊格里逊)一、一、了解齿轮加工的基本方法：成形法、展成法，以及相应的机床与刀具（成形铣刀、滚刀、插齿刀、磨齿砂轮的特点）；二、二、重点掌握滚齿机，插齿机，磨齿机的工作原理、传动系统三、

13、三、了解锥齿轮加工原理，建立平面齿轮、平顶齿轮概念；四、四、结合传动系统图，会推导圆柱齿轮加工的换置公式，选配挂轮。1、主运动传动链：24/48 24/48变为z/z+/z+2、差动传动链：1）找末端件 刀架工件主运动：剃齿刀正、反转。(二)插齿机的运动用于未经淬火的齿轮的精加工。（二）滚切直齿圆柱齿轮换置公式四个步骤：1、找末端件 2、计算位移 3、列平衡方程式 4、推导换置公式例：展成运动传动链：1）找末端件：滚刀工件2）定计算位移：1/K转（刀）1/Z（件）3）列平衡式1/K80/20 23/23 23/2323/2345/45u合 e/f a/b c/d 1/96=1/Z 4）换置公式

14、：ux=a/b c/d=f/e 24K/Z（说明：u合=1，e、f挂轮的选取）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。内传动链：B11-8-9-ix-10-11-B12运动精度：指传递运动的准确性。插齿机主要用于加工直齿圆柱齿轮，尤其适用于加工在滚齿机上不能加工的内齿轮和多联齿轮。“7FLGB1009588”表示三种精度均为7级，齿厚上偏差为F，下偏差为L。其中：T=m端z/tg，m端=m法/cos，所以T=m法 z/sin40/20 39/22 40/40其中：T=m端z/tg，m端=m法/cos，所以T=m法 z/sin3、差动传动链：刀架(A21）40/230/3

15、0内传动链：B11-8-9-ix-10-11-B12插齿机主要用于加工直齿圆柱齿轮，尤其适用于加工在滚齿机上不能加工的内齿轮和多联齿轮。附加运动：产生螺旋线的运动。用来保证工件准确地转一转时，滚刀刚好移动一个工件的螺旋线导程。铣齿时，应根据被切齿轮的齿铣齿时，应根据被切齿轮的齿数选出相应刀号的铣刀。数选出相应刀号的铣刀。传动链：电机传动链：电机-1-2-iv-3-4-滚刀。滚刀。w0wzknn内传动链：滚刀内传动链：滚刀-4-5-ix-6-7-工件。工件。传动链：工件传动链：工件-7-8-if-9-10-刀架升降丝杠。刀架升降丝杠。工件每转一转，滚刀移工件每转一转，滚刀移动的距离。动的距离。(

16、mm/r)(四)、磨齿机原理及运动分析“677HKGB1009588”表示运动精度为6级，平稳性和接触精度均为7级，齿厚上偏差为H，下偏差为K。附加运动：产生螺旋线的运动。工件96/127/3636/361/24 40/34主运动：滚刀的旋转，以n0表示。轴向进给运动：保证滚刀在齿轮全齿宽上切除齿形。用于未经淬火的齿轮的精加工。Ra0.025mm/s，V=1530m/s。Ra0.(四)插齿机的布局让刀运动：插齿刀在回程时径向退离工件，切削时复原。产生转角误差的主要原因：齿轮的几何偏心、运动偏心以及轮齿分布不均等。44、滚齿机传动链换置器官布局分析径向进给：工件每往复一次，剃齿刀沿工件径向进给一

17、次。内传动链：B11-8-9-ix-10-11-B1244、其它齿轮加工机床一、结构组成（见Y3180图）：床身、立柱、刀架、主轴、后立柱、工件心轴、工作台等外形结构，电机、齿轮传动机构、合成机构、离合器等内部机构。四、结合传动系统图，会推导圆柱齿轮加工的换置公式，选配挂轮。轴向进给运动：保证滚刀在齿轮全齿宽上切除齿形。“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-刀具主轴刀具主轴分齿运动：维持插齿刀与被切齿轮之间分齿运动：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

18、-9-ix-10-11-B12工工刀刀刀刀工工zznn 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。典型工艺：滚齿典型工艺：滚齿剃齿剃齿淬火淬火珩齿珩齿3.磨齿：磨齿：精度：精度：54级级磨削深度达磨削深度达330mm，

19、约为，约为普通磨削的普通磨削的1001000倍。生倍。生产率高，磨削质量好。现产率高，磨削质量好。现已成功用于丝杠、齿轮、已成功用于丝杠、齿轮、转子槽等沟槽的以磨代铣转子槽等沟槽的以磨代铣加工。加工。砂轮的线速度大于砂轮的线速度大于50m/s。目前：目前：国内普遍采用国内普遍采用V=5080m/s国外发达国家已达国外发达国家已达230m/s经济效益明显，生产率提经济效益明显，生产率提高高30100%，砂轮耐用度提，砂轮耐用度提高高0.71倍。倍。与普通磨削相比：与普通磨削相比：磨削前，工件表面磨削前，工件表面Ra0.4m。砂轮需精细修整。砂轮需精细修整。进给量进给量0.0050.025mm/s

20、，V=1530m/s。3/k f（轴向进给）其中：T=m端z/tg，m端=m法/cos，所以T=m法 z/sin影响工作平稳性的主要因素：齿形误差、基节偏差等。附加运动：产生螺旋线的运动。其中：T=m端z/tg，m端=m法/cos，所以T=m法 z/sin“677HKGB1009588”表示运动精度为6级，平稳性和接触精度均为7级，齿厚上偏差为H，下偏差为K。总结 齿轮加工机床及刀具3/k f（轴向进给）内传动链：滚刀-4-5-ix-6-7-工件。(四)插齿机的布局国内普遍采用V=5080m/s内传动链：滚刀-4-5-ix-6-7-工件。附加运动：产生螺旋线的运动。其中：T=m端z/tg，m端

21、=m法/cos，所以T=m法 z/sin生产率高，磨削质量好。运动精度：指传递运动的准确性。典型工艺：滚齿剃齿淬火珩齿缓进给，深磨削（强力磨削）：42 滚齿机运动分析珩齿：用于淬硬后齿轮的精加工，精度76级，Ra0.二、传动系统分析二、传动系统分析（一）传动系统图（一）传动系统图运动分析运动分析传动原理图传动原理图传动系统图传动系统图传动路线及传动路线及换置器官换置器官-与传动结构式对应与传动结构式对应 1、主运动传动链：、主运动传动链：24/48 24/48电机电机90/176 28/44 36/36 33/35 32/40 48/24 23/23 23/2323/2320/80滚刀（滚刀（

22、B11）锥齿轮展成法切齿原理及所需运动，用到平面齿轮、平顶齿轮的概念一、一、了解齿轮加工的基本方法：成形法、展成法，以及相应的机床与刀具（成形铣刀、滚刀、插齿刀、磨齿砂轮的特点）；二、二、重点掌握滚齿机，插齿机，磨齿机的工作原理、传动系统三、三、了解锥齿轮加工原理，建立平面齿轮、平顶齿轮概念；四、四、结合传动系统图，会推导圆柱齿轮加工的换置公式，选配挂轮。轴向进给：工件沿轴向往复进给。用来保证工件准确地转一转时，滚刀刚好移动一个工件的螺旋线导程。传动链：电机-1-2-iv-3-4-偏心轮-刀具主轴经济效益明显，生产率提高30100%，砂轮耐用度提高0.原理与剃齿完全相同，所不同的是刀具。z/k

23、（r）1（r）f（mm/r）齿侧间隙：指齿轮副啮合轮齿非工作面之间沿法线方向的间隙。3/k f（轴向进给）现已成功用于丝杠、齿轮、转子槽等沟槽的以磨代铣加工。传动链：电机-1-2-iv-3-4-滚刀。插齿机主要用于加工直齿圆柱齿轮，尤其适用于加工在滚齿机上不能加工的内齿轮和多联齿轮。现已成功用于丝杠、齿轮、转子槽等沟槽的以磨代铣加工。圆弧齿锥齿轮铣齿机的传动原理(格里逊)“根据范成法的原理，模拟一对园柱齿轮啮合过程”。插齿机主要用于加工直齿圆柱齿轮，尤其适用于加工在滚齿机上不能加工的内齿轮和多联齿轮。运动精度：指传递运动的准确性。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。让刀运动：插齿刀在回程时径向退离工件，切削时复原。插齿机按其径向切入运动和径向调位运动的分配方案不同，基本上有两种布局形式：工作台移动式和刀架移动式。GB1009588中规定了三个公差组，分别控制运动精度、平稳性精度及载荷分布均匀性。