齿轮 加工机床
滚齿机与其他齿轮加工机床的比较
滚齿机与其他齿轮加工机床的比较齿轮作为机械传动中不可或缺的组成部分，其精度和质量对于机械设备的运行稳定性和使用寿命有着重要的影响。
在齿轮加工领域，滚齿机是一种常见的齿轮加工机床，而除了滚齿机，还存在其他类型的齿轮加工机床。
本文将对滚齿机与其他齿轮加工机床进行比较，以探讨它们在不同应用场景下的优缺点。
1. 性能比较（1）精度：滚齿机在齿轮加工中具有出色的精度表现，可以实现高精度齿轮的加工。
其采用滚削加工方式，能够保证齿轮齿形的准确度和精度，提供更高的传动效率和运行稳定性。
与之相比，其他齿轮加工机床如铣齿机、磨齿机因工艺原因可能存在一定的加工误差，精度不如滚齿机。
（2）效率：由于滚齿机采用滚削加工方式，每次加工可以同时加工多个齿，因此比其他齿轮加工机床如铣齿机、磨齿机具有更高的加工效率。
对于大量齿轮的生产加工，滚齿机能够更好地满足生产需求。
（3）柔性：滚齿机在齿轮加工中具有一定的柔性，能够适应不同类型、不同规格齿轮的加工，具有较高的通用性。
其他齿轮加工机床如铣齿机、磨齿机可能需要针对不同齿轮进行调整和更换刀具等操作，相对而言缺乏柔性。
2. 加工效果比较（1）表面质量：滚齿机的滚削加工方式能够保证较好的齿轮表面质量，能够实现高光洁度和低粗糙度的齿面，从而减小齿轮在使用中的噪音和振动。
而其他齿轮加工机床如铣齿机、磨齿机可能由于工艺原因导致表面质量较滚齿机差，需要进一步的加工或磨削。
（2）齿形精度：滚齿机采用特殊滚刀进行加工，可以保证齿面的齿形精度，提供更好的传动效率和齿轮接触特性。
而其他齿轮加工机床可能因为工艺限制，无法达到滚齿机相同的齿形精度。
3. 使用成本比较（1）设备成本：滚齿机由于采用专门的工艺和加工方式，通常相对于其他齿轮加工机床而言具有较高的设备成本。
这主要是由于滚齿机具备高精度和高效率的优势，需要更复杂的机械结构和控制系统。
而其他齿轮加工机床如铣齿机、磨齿机相对较为简化，设备成本相对较低。
滚齿机
展成运动： 工件旋转运动与滚刀旋转运动配合 螺旋轨迹运动： 工件旋转运动与滚刀刀架直线进给运动配合
展成运动中的旋转运动B12和螺旋轨迹 运动的附加运动B22同时进行的，所以加工 时工件的旋转运动是两个运动合成，为使工 件同时接受两个运动而不发生矛盾，需在传 动系统中配置运动合成机构 合成。
2）、展成运动传动链
nc A = B 125 × u gv
实际工作中， 、 、 实际工作中，A、B、ugv查机床说明书中的专用表格 来选取。 来选取。
4）.轴向进给传动链 ） 轴向进给传动链 （1）两端件的计算位移 ） 工作台（每转）－－滚刀架 （ 工作台（每转）－－滚刀架f（mm) ）－－滚刀架 （2）传动平衡式 ）
滚切斜齿的传动原理：
滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图
展成运动、主运动以及轴向进给运动传动链与加工直齿圆柱 齿轮时相同。 附加运动传动链： 刀架(滚刀移动A21)一12—13一uy一14—15一[合成]一6—7 一u。一8—9一工作台(工件附加转动B22) ，以保证刀架沿工 件轴线方向移动一个螺旋线导程L时，工件附加转1转，形成 螺旋线齿线。（内联系传动链）
4、刀架快速移动的传动路线 快速电动机可使刀架作快速升降运动，以便调整刀架位 置及在进给前后实现快进和快退。此外，在加工斜齿圆柱齿 轮时，起动快速电动机，可经附加运动传动链传动工作台旋 转，以便检查工作台附加运动的方向是否正确。 刀架快速移动的传动路线： 快速电动机一3/26一M3一2/25一XⅪ(刀架轴向进给丝杠)
任务一：齿轮加工机床概述 任务二： Y3150E型滚齿机 任务三：其他齿轮加工机床
任务一、齿轮加工机床概述
一、齿轮加工机床概述
用来加工齿轮轮齿表面的机床
1.1、齿轮轮齿表面成形方法：
齿轮加工机床
k——滚刀头数，Z——工件齿数
1. 加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理
• 根据表面成形原理，加工直齿圆柱齿轮时的成形运动应包括： 形成渐开线齿廓(母线)的运动 形成直线形齿线(导线)的运动。
• 渐开线齿廓由范成法形成，靠滚刀旋转运动B11和工件旋转运动B12组成的复合成形运动—— 范成运动实现。这时一条内联传动链；
2. 范成法(展成法)
• 范成法: 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。
展成法加工齿轮
• 范成法切齿所用刀具切削刃的形状相当于齿条或齿轮的齿廓，它与被切齿轮的齿数无关 • 每一种模数，只需用一把刀具就可以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
如图所示, 滚刀沿工件轴线方向，由位 置1运动至位置2为趋近运动α； 由位置2至3为轴向切入运动c；由位 置3至4为进给运动f； 由位置4至1为返回运动α'。
2. 加工斜齿圆柱齿轮时的运动和传动原理
斜齿圆柱齿轮端面上的齿廓是渐开线， 而在轮齿齿长方向，看起来是一条倾斜的 直线，但实际上是一条螺旋线
齿轮加工机床
本章目的
• 学习齿轮加工机床的用途、分类、加工方法； • 掌握滚齿机的加工原理、传动原理及运动分析； • 了解滚刀安装角的调整、运动方向的确定。
• 滚齿机的传动原理
重点与难点
第一节 概 述
• 加工齿轮轮齿的机床 • 齿轮传动应用广泛，齿轮传动在圆周速度和传动精度等方面的要求越来越高，促进了齿轮加
• 合成机构作用：将两个运动合成，使其不发生矛盾
滚齿机的工作原理
滚齿机的工作原理
滚齿机是一种金属加工机床，通常用于加工齿轮和齿条等零件。
它的工作原理是通过滚齿刀具在齿轮或齿条上滚压而形成齿形，从而完成加工。
滚齿机的主要部件包括主轴、进给机构、滚齿刀具和工作台。
在工作时，工件通过进给机构被送入滚齿刀具和工作台之间。
滚齿刀具由多个滚齿轮组成，每个滚齿轮的齿形都与工件上的齿形相匹配。
当滚齿刀具与工件接触后，滚齿轮开始旋转，将齿形逐渐滚压到工件上。
在整个加工过程中，工件保持不动，而滚齿刀具沿着工件轮廓滚动，逐渐形成齿形。
滚齿机的优点包括加工效率高、齿形精度高、加工表面光滑等。
此外，滚齿加工还可以减少工件变形和材料损失，同时可以延长刀具寿命。
因此，滚齿机在制造机械、汽车、航空等各个领域都有广泛的应用。
- 1 -。
数控滚齿机PPT
三一精机
20世纪80年代数控滚齿机问世，数控滚齿机按其机床结构和工作特点及制造 技术可分为三代：
第一代数控滚齿机为工件轴和滚刀轴都采用蜗杆蜗轮副传动，速度较低，精 度较差。
为了满足不断发展的刀具技术和更高的切削线速度，第二代滚齿机应运而生。 其工件轴和滚刀轴采用齿轮副传动，速度有了很大提高。但该机床传动链长， 精度不能保证，同时，加工不同工件时，需进行必要的挂轮操作，劳动强度大， 效率低。
内联传动链：滚刀—4—5—ix—6—7—工件。 b. 主运动——滚刀旋转，外联：电动机—1—2—iv—3—4—滚刀。
5
三一精机
c. 竖直进给运动——滚刀轴向直线运动 A2, 简单运动
外联传动链：工件—7—8—if—9— 10—刀架升降丝杠。 2) 滚刀的安装（图1-3）
滚刀安装角δ= 螺旋升角ω
图1-3 滚切直齿圆柱齿轮所需的运动
9
三一精机
1.3 滚齿机分类
滚齿机按布局分为立式和卧式两类。 大中型滚齿机多为立式，小型滚齿机和专用于加工长的轴齿轮的滚齿机皆 为卧式。 立式滚齿机又分为工作台移动和立柱移动两种。立式滚齿机工作时，滚刀 装在滚刀主轴上，由主电动机驱动作旋转运动，刀架可沿立柱导轨垂直移动， 还可绕水平轴线调整一个角度。工件装在工作台上，由分度蜗轮副带动旋转， 与滚刀的运动一起构成展成运动。滚切斜齿时,差动机构使工件作相应的附加 转动。工作台(或立柱)可沿床身导轧移动,以适应不同工件直径和作径向进给。 有的滚齿机的刀架还可沿滚刀轴线方向移动，以便用切向进给法加工蜗轮。 大型滚齿机还设有单齿分度机构、指形铣刀刀架和加工人字齿轮的差动换向 机构等。
图1-2 加工直齿圆柱齿轮时的传动原理图
M-电动机 A-移动 B-转动 Uv-主运动传动链的换置机构 Ux-展成运动传动链的换置机构 Uf-进给运动传动链的换置机构
金属切削机床概论齿轮加工机床
4.2 滚齿机运动分析
功用：滚切直齿、斜齿圆柱齿轮及蜗轮
一、滚齿原理
p86
金属切削机床概论齿轮加工机床
4.2 滚齿机 滚齿机动态传动路线
（一） 加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理
滚切直齿圆柱齿轮的传动原金属理切削图机床概论齿轮加工机床
4.2 滚齿机
（一） 加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理 1.范成运动
u 作用：将范成运动中工件的旋转运动 和工件的附加运动合成后传到工作台， 使工件获得合成运动。
u 用途：加工斜齿圆柱齿轮、 切向进给法加工蜗轮时。
u 合成机构：圆柱齿轮或锥齿轮行星机 构。
金属切削机床概论齿轮加工机床
u 滚切斜齿圆柱齿轮时，工件的旋转运动是两个运 动的合成：范成运动中的旋转运动B12和螺旋轨迹 运动的附加运动B2 。
金属切削机床概论齿轮加工机床
渐开线齿轮的切齿原理(续）
2.范成法
加工方法有：插齿和滚齿 插斜齿
插直齿
金属切削机床概论齿轮加工机床
渐开线齿轮的切齿原理(续）
2.范成法
滚直齿
动画演示
滚斜齿
金属切削机床概论齿轮加工机床
2）范成法
利用齿轮的啮合原理加工齿轮。常用的展成法齿轮刀具：
滚齿刀、插齿刀、剃齿刀等
1) 范成运动传动链
u 联系滚刀主轴(B11)和工作台(B12) u 传动路线：“滚刀-4-5-ux-6-7-工件” u 保证滚刀和工件旋转运动之间的严格运
动关系。 u 换置机构ux用于适应工件齿数和滚刀头
数的变化。 u 内联系传动链，要求传动比数值绝对准
确及滚刀和工件两者的旋转方向互相配 合。
金属切削机床概论齿轮加工机床
见图4－4a.b
详谈齿轮加工方法与加工机床
详谈齿轮加工方法与加工机床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、铣齿机、拉齿机；弧齿锥齿轮铣齿机。
剃齿机、珩齿机、磨齿机成形法加工齿轮及滚齿二、滚齿机（一）滚齿原理—模拟一对螺旋齿轮啮合过程（二）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。
1.加工直齿圆柱齿轮时的运动分析内传动链为：滚刀—4—5—u x —6—7—齿坯u x 为啮合运动传动比。
（3）进给运动A 2 齿坯—7—8—u f —9—10—刀架升降，u f 为进给运动传动比。
（2）展成运动滚刀旋转运动B 11 1/K转(1齿) 齿坯旋转运动B 12 1/ z 转(1齿) （1）主运动B 11 电机—1—2—u v —3—4—滚刀u v 为主运动传动比。
齿轮加工机床广泛应用汽车、拖拉机、机床、工程机械、矿山机械、冶金机械、石油、仪表、飞机航天器等各种机械制造业。
齿轮加工机床加工各种圆柱齿轮、锥齿轮其他带齿零件齿部机床。
齿轮加工机床品种规格繁多，有加工几毫米直径齿轮小型机床，加工十几米直径齿轮大型机床，还有大量生产用高效机床加工精密齿轮高精度机床。
齿轮加工机床主要分为圆柱齿轮加工机床锥齿轮加工机床两大类。
圆柱齿轮加工机床主要用于加工各种圆柱齿轮、齿条、蜗轮。
常用有滚齿机，插齿机、铣齿机、剃齿机等。
齿轮加工机床的品种规格繁多，有加工几毫米直径齿轮的小型机床，加工十几米直径齿轮的大型机床，还有大量生产用的高效机床和加工精密齿轮的高精度机床大型齿轮加工机床主要分为圆柱齿轮加工机床和锥齿轮加工机床两大类。
圆柱齿轮加工机床主要用于加工各种圆柱齿轮、齿条、蜗轮。
常用的有滚齿机，插齿机、铣齿机、剃齿机等。
大型齿轮加工机床广泛应用在汽车、拖拉机、机床、工程机械、矿山机械、冶金机械、石油、仪表、飞机和航天器等各种机械制造业中。
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金属切削机床概论第5章[1]
![金属切削机床概论第5章[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/bb81c6c19ec3d5bbfd0a748e.png)
]《金属切削机床》复习思考题答案（1）第5章齿轮加工机床1.分析比较展成法与成形法加工圆柱齿轮各有何特点？答：成形法加工圆柱齿轮时所采用的刀具为成形刀具，其切削刃的形状与被切削齿轮齿槽的截面形状相同。
常用的为在铣床上用盘形或指形齿轮铣刀铣削齿轮。
此类成形刀具有单齿廓和多齿廓两种。
单齿廓成形刀具时最常用的一种。
用单齿廓成形刀具加工齿轮时，每次只加工一个齿槽，之后再用分度盘进行分度，并一次加工下一个齿槽，直至全部轮齿加工完毕。
这种加工方法的优点是机床简单而通用，常采用万能卧式铣床或立式铣床；缺点是加工精度低。
由于同一模数的齿轮在齿数不同时，其齿形曲线也不同，这就需要备有所有模数相同而齿数不同的成形刀具，很不经济。
为此，通常采用一把铣刀加工几种规定的相近齿数齿轮的方法，以减少所需刀具的种类，由于铣刀的齿形是按该范围内最小齿数齿轮的齿形制造的，生产其它齿数的齿轮时必有形状上的偏差；而且一般分度头的分度的精度不高，造成齿轮轮齿分布的不均匀。
另外，分度所占用的时间也较多。
这些原因造成了成形法齿轮加工中加工精度低，加工的速度、效率低的缺点。
又由于此法所需的设备简单通用，所以此法通常使用于单件小批量生产及修配行业。
在大批量生产齿轮时，可采取利用多齿廓成形刀具的齿轮拉刀和齿轮推刀及相应机床的加工方法。
用多齿廓成形刀具加工齿轮可以得到较高的加工精度和生产率，但要求刀具有较高的制造精度且结构复杂，而且每套刀具只能加工一种模数和齿数的齿轮，所用机床又必须是特殊结构的，因而成本较高，仅使用于大量生产中。
展成法加工齿轮是利用齿轮的啮合原理进行的，即是把齿轮啮合副中的一个作为刀具，另一个作为工件，并强制刀具和工件间作严格的啮合运动而切削出齿廓的。
展成法加工齿轮时，使用的刀具有滚刀、插刀等，根据展成法加工齿轮的原理，其使用刀具的形状只与齿轮的模数有关，而与齿轮的齿数无关，一把刀具可用于模数相同而齿数不同的所有齿轮的加工，因而具有刀具的通用性强，所需刀具的数量少的优点。
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轮加工机床可分为圆柱齿轮加工机床和锥齿轮加工机床两大 类。 (1)圆柱齿轮加工机床。主要包括滚齿机、插齿机、剃齿 机、衍齿机和磨齿机等。 ①滚齿机，主要用于加工直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗杆。 ②插齿机，主要用于加工单联及多联的内、外直齿圆柱齿 轮。 ③剃齿机，主要用于淬火前的直齿和斜齿圆柱齿轮的齿廓 精加工。
啮合副(齿条一齿轮、齿轮一齿轮)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展 成切出齿廓。下面以滚齿加工为例加以进一步的说明。 在滚齿机上滚齿加工的过程，相当于一对交错轴斜齿轮相 互啮合运动的过程(见图4-4 ( a))，只是其中一个交错轴斜 齿轮的齿数极少，且分度圆上的导程角也很小，所以它便成 为蜗杆形状(见图4-4 ( b))。再将蜗杆开槽并铲背、淬火、 刃磨，便成为齿轮滚刀(见图4-4 ( c))。一般蜗杆螺纹的法 向截面形状近似齿条形状(见图4-5 ( a)).
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近年来，精密化和数控化的齿轮加工机床迅速发展，各种 CNC齿轮机床、加工中心、柔性生产系统等相继问世，使齿 轮加工精度和效率显著提高。此外，齿轮刀具制造水平和材 料有了很大改进，使切削速度和刀具寿命普遍提高。
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