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第二篇-第四章 齿轮加工机床
(1)右旋滚刀切右旋齿轮图a
结论:
——δ= β-λ0
(2)右旋滚刀切左旋齿轮图b ——δ= β+λ0
二者同向时δ= β-λ0 ;
二者反向时δ= β+λ0。 右旋滚刀如图,左旋相反。
四、Y3150E(YC3180)滚齿机
用途: 主要用于滚切直齿和斜齿圆柱齿轮。 总体布局:
床身——支撑件; 立柱——安装传动系统; 滚刀架——可沿立柱上的导 轨上下移动; 主轴——带动刀具旋转; 小立柱——连同工作台一起 作水平方向移动以适应不同的 直径工件; 心轴——安装工件用; 工作台 ——工件随其旋转。
1.主运动传动链
找首、末件:
——外联系传动链
首件:电动机1430r/m——末件:滚刀架主轴n(r/m)
换置式:
2.展成运动传动链 ——内联系传动链
首件:滚刀主轴1r——末件:工作台(工件)K/Z
换置式:
当加工直齿圆柱齿轮时,U合成=1 当加工斜齿圆柱齿轮时,U合成=-1
3.进给传动链
——外联系传动链
滚刀旋转——1/K转(1齿) 齿坯旋转——1/ z 转(1齿)
3.进给运动:保证滚刀在齿 内传动链:滚刀-4-5轮全齿宽上切出齿形。 ux-6-7-工件。 (A2) 工件每转一转,滚刀移 动的距离。(mm/r) 外传动链:工件-7-8-uf9-10-刀架升降丝杠。
4.滚刀的安装
滚刀螺旋升角为λ0(ω )
加工直齿时,滚刀轴线与齿坯端面
倾斜δ角,称为安装角,等于螺旋升
角。
三、滚切斜齿圆柱齿轮运动分析
(1)渐开线形成的展成 运动:滚刀的旋转(B11) +工件的旋转(B12) B11 B22
(2)产生螺旋线(导线) A21 的成形运动:滚刀的直线 B12 运动(A21)+工件的附加转 动(B22) 图7-4 滚切斜齿圆柱齿轮所需的运动 注:与车螺纹运动的比较
第四章 齿轮加工机床
第一节 齿面形成方法
齿面成形方法:成形法和展成法。
1. 成 形 法
要求:刀具的切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状相吻合。 优点:机床较简单,可利用通用机床加工。 缺点:加工出来的齿形是近似的,加工精度较低; 每加工完一齿槽后,工件需周期地分度一次,生产率较低。
铣齿:成形法加工齿轮的方法
首件:工作台(工件)1r——末件:滚刀架f
换置式:
4.差动传动链
——内联系传动链
首件:滚刀架T——末件:工作台(工件)±1r
β β
换置式:
m端 z m法 m法 z m法 z T m端 T tg cos tg cos sin
T πm端z 图4-14 螺旋线的展开
一、插齿机的运动分析
•插齿
插齿机用来加工内、外啮合的圆柱齿轮的 轮齿齿面,尤其是内齿轮和多联齿轮中的 小齿轮,但不能加工涡轮。
(一)插齿原理及所需的运动
1.展成法 2.展成运动:刀B11+工件B12——形成母线(展成法) 插刀上下往复运动A2——形成刀线(轨迹法)
3、缺点: 不能加工蜗轮;加工斜齿轮时需采用专用的斜齿插 齿刀和螺旋导向导轨,不及滚齿机方便。
第二节 滚齿机
一、滚齿原理 —根据展成法的原理,模拟一对螺旋齿轮啮合过程。
形成滚刀:齿数少、螺旋角大——演变成蜗杆状; 垂直螺旋线方向开槽——形成容屑槽、切削刃。
直齿圆 柱齿轮 斜齿圆 柱齿轮
{ {
母线:渐开线,展成法,1个复合运动,B11+B12 导线:直线,旋切法,2个简单运动,B11+A2
(1)右旋滚刀切右旋齿轮(图a)
——附加转动B22与B12同向,即比切直齿时多转些。
(2)右旋滚刀切左旋齿轮(图b) ——附加转动B22与B12反向,即比切直齿时少转些。
(3)左旋滚刀切右旋齿轮——B22与B12反向
(4)左旋滚刀切左旋齿轮——B22与B12同向
5.滚刀的安装
安装角δ—取决于滚刀螺 旋升角λ0(ω ) 、旋向及齿 轮螺旋角β、旋向。
5.滚齿机的运动合成机构
(1)作用: 将来自滚刀的运动(展成运动中)和来自刀架的运动(工 件的附加运动)合成后传到工作台,使工件获得合成运动。 (2)原理:
设nⅩ、nⅨ、nH分别为轴及转臂 H 的转速,根据 行星传动原理,合成机构的传动比计算公式为:
Ⅹ IⅩ
得: nⅩ =2 nH - nⅨ
M2合:① 考虑展成运动而没有附加运动,nH =0, ② 考虑附加运动而没有展成运动时,nⅨ =0, M1合: 只有展成运动而没有附加运动, nX =nH, U 合1 = nⅩ / nⅨ = -1 U 合2 = nⅩ / nH =2 U 合1 = nⅩ / nⅨ = 1
实际上必须用合成机构把展 成运动要求工件转动B12和差 动链要求工件附加转动B22迭 加起来,然后再传给工作台, 避免干涉。 注意:滚齿机是根据滚切斜 齿轮的传动原理设计的。当
滚切直齿轮时,将差动链断
开,并把合成机构固定成一 个整体。
内联系传动链换置器官布置方案对比分析
方案
展成挂轮传动比ux
u x C1x
成形法铣齿一般用 于单件小批量生产 或机修工作中 。
铣齿时,应根据被 切齿轮的齿数选出 相应刀号的铣刀。 • 铣刀的选择 :
• 齿轮模数 <=20 用片状模数铣刀; • 齿轮模数>20 用指状模数铣刀。
2. 展成法(范成法)
展成法: 利用齿轮的啮合原理。把齿轮啮合副(齿条--齿轮、齿 轮--齿轮)中的一个转化为刀具;另一个转化为工件,并强 制刀具和工件作严格的啮合运动而范成切出齿廓。 优点:每种模数,用一把刀具就可加工各种不同齿数的齿轮; 加工精度和生产率一般比较高; 应用广泛。 滚齿: 根据展成法的原理加工 齿轮的方法。
差动挂轮传动比uy的换置公式:方案1和方案2都与被加工齿轮齿数
有关,而方案3无关,因此,方案3选配差动挂轮传动最简单。 综上所述,方案3最为合理,所以,目前滚齿机传动链的布置形式采
用方案3。此方法可用于机床内联系传动链设计的方案对比分析。
4.齿坯附加转动的方向
工件附加转动方向:B22的方向同时与滚刀的螺旋线方向和 被加工齿轮的螺旋线方向有关。
相同之处:为了形成螺旋线都需要刀具沿工件轴向移动一个导程时,工 件必须转一转。 不同之处:车削螺纹时用成形法,不需要成形运动;而滚齿时用展成法, 滚刀和工件作连续的展成运动。为了形成螺旋线,工件必须在B12的基础 上在补充一个转动B22,他是附加在B12上的,称为工件的附加转动。
1.主运动:滚刀的旋转(B11)。 2.展成运动:维持滚刀与被 外传动链:电机-1-2u切齿轮 之间的 啮合关 系 。 v-3- 4-滚刀。 (B11、B12)
母线:渐开线,展成法,1个复合运动,B11+B12
导线:螺旋线,旋切法,2个运动,B11+(A21+B22)
滚齿机运动分析: 主运动——滚刀旋转运动; 展成(啮合)运动——齿坯与滚刀按一定速比转动; 进给运动——滚刀沿齿坯轴向运动。
二、滚切直齿圆柱齿轮运动分析
1.主运动:滚刀的旋转(B11)。 2.展成运动:维持滚刀与被 外传动链:电机-1-2u切齿轮 之间的 啮合关 系 。 v-3- 4-滚刀。 (B11、B12)
u x C2 x
差动挂轮传动比uy
u y C1 y sin m法 Z
1
2 3
k Z
m法 k sin
u y C2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱy
sin m法 Z
u x C3x
k Z
u y C3 y
sin km法
展成挂轮传动比ux的换置公式:方案2的计算式中包含了无理数π、 工件的模数和螺旋角参数,与方案1和方案3相比,选配挂轮传动比较复 杂,只能得到近似值。
滚刀旋转——1/K转(1齿) 齿坯旋转——1/ z 转(1齿)
3.进给运动(螺旋运动): 内传动链:滚刀-4-5保证滚刀在齿轮全齿宽上 产生进给的外传动链:工件-7ux-6-7-工件。 切出齿形。(A21和B22) 8-uf-9-10-刀架升降丝杠
差动链(B22附加运动): 滚刀架移动一个导程,工件 转一转。 产生螺旋线的内传动链:刀架 升降丝杠-11-uy-12-7-工件
6.快速移动传动链
首件:快速电动机——末件:滚刀架
用途:主要用于调整机床,以及
加工时刀具快速接近工件或快速
停止。
快速传动链接通时,其他传动链的工作状态: 快速传动链接通时,进给传动链必须脱开; 快速传动链接通时,差动传动链不能断开; 快速传动链接通时,展成、主传动链,可断可不断。
其余齿轮加工方法与其他机床
(二)插齿刀的传动原理图 1.主运动:插齿刀的往复运动,1点—4点,外联系传动链 2.展成链:8—9—10—11,内联系传动链 3.圆周进给:点4—点8,外联系传动链(展成链的动源)
其余齿轮加工方法与其他机床
其余齿轮加工方法: •剃齿、珩齿、磨齿等。 其他机床:
•铣削、镗削、钻削、扩孔、绞孔、磨平面、
磨孔、研磨、珩磨、刨削、插削与拉削等。