齿轮加工机床的传动原理图
滚齿加工工作原理

滚齿加工原理图8-69a为滚齿加工的工作原理。
滚齿时切削齿坯的刀具为滚刀,由于滚刀的螺旋升角较大,所以外形象一个蜗杆,滚刀在垂直于螺旋槽方向开槽,形成若干切削刃,其法向剖面具有齿条形状。
因此当滚刀连续旋转时,刀齿可视为一个无限长的齿条的移动,如图8-69b。
同时刀齿由上而下的进行切削,保持齿条(滚刀)和齿坯之间的啮合关系,滚刀就可在齿坯上加工出渐开线齿形,图8-69c。
滚齿加工的精度一般为8~7级,表面粗糙度Ra为3.2~1.6μm。
滚齿加工是在滚齿机上进行的,图8-70为滚齿机外形图。
滚刀安装在刀架上的滚刀杆上,刀架可沿着立柱垂直导轨上下移动。
工件则安装在心轴上。
滚齿时滚齿机必须有以下几个运动:1.切削运动(主运动)即滚刀的旋转运动,其切削速度由变速齿轮的传动比决定。
2.分齿运动 即工件的旋转运动,其运动的速度必须和滚刀的旋转速度保持齿轮与齿条的啮合关系。
其运动关系由分齿挂轮的传动比来实现。
对于单线滚刀,当滚刀每转一转时,齿坯需转过一个齿的分度角度,即1/z 转(z 为被加工3.垂直进给运动 即滚刀沿工件轴线自上而下的垂直移动,这是保证切出整个齿宽所必须的运动,由进给挂轮的传动比再通过与滚刀架相连接的丝杆螺母来实现。
齿轮的齿数)。
在滚齿时,必须保持滚刀刀齿的运动方向与被切齿轮的齿向一致,然而由于滚刀刀齿排列在一条螺旋线上,刀齿的方向与滚刀轴线并不垂直。
所以,必须把刀架扳转一个角度使之与齿轮的齿向协调。
滚切直齿轮时,扳转的角度就是滚刀的螺旋升角。
滚切斜齿轮时,还要根据斜齿轮的螺旋方向,以及螺旋角的大小来决定扳转角度的大小及扳转方向。
齿轮滚刀是一种专用刀具,每把滚刀可以加工在滚齿机上除加工直齿、斜齿外圆柱齿轮外,也可以模数相同而齿数不等的各种大小不同的直齿或斜齿渐开线外圆柱齿轮。
加工蜗轮、链轮。
但不能加工内齿轮。
对于加工双联齿轮和三联齿轮它也受到许多限制。
滚齿加工的原理及滚齿加工润滑油的选择1.滚齿加工原理滚齿加工是按照展成法的原理来加工齿轮的。
滚切直齿圆柱齿轮的传动原理

3. 滚齿机的运动分析( 1 ) 滚切直齿圆柱齿轮1 ) 机床的运动和传动原理图用滚刀加工直齿圆柱齿轮时机床的运动分析见例3-2,此时需要两个表面成 形运动(图7-15),三条传动链(图7-16)。
图 7-15 滚切直齿圆柱齿轮所需运动 图 7-16 滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图 图 7-17 滚切斜齿圆柱齿轮所需运动① 展成运动传动链展成运动是滚刀与工件之间的啮合运动,是一个复合的表面 成形运动,这个运动被分解为两部分:滚刀的旋转运动B11和工件的旋转运动B12。
要保持B11和B12之间严格的相对运动关系,需要一条内联系传动链。
设 滚刀的头数为K ,工件齿数为z ,则滚刀每转1/K 转,工件应转1/z 转。
在图 7-16中,这条传动链是 :滚刀-4-5-u x-6-7-工件,称为展成运动传动链。
② 主运动传动链 展成运动还应有一条外联系传动链与动力源相联系。
这条传动 链为: 电动机-1-2-uv-3-4-滚刀, 从切削的角度分析, 滚刀的旋转运动是主运动。
这条传动链称为主运动传动链。
③ 进给运动传动链为了形成直线,滚刀还需作竖直的直线运动A2。
这个运动是 维持切削得以连续进行的运动,是进给运动。
A2是一个简单运动,可以使用独 立的动力源驱动,但是,工件转速和刀架移动速度之间的相对关系,会影响到齿 轮的表面粗糙度。
因此 ,滚齿机的进给以工件每转时滚刀刀架的轴向移动量计, 把工作台作为间接动力源。
这条传动链为:工件-7-8-u f-9-10-刀架升降丝杠。
这是一条外联系传动链,称为进给运动传动链。
2) 滚刀的安装滚刀刀齿是沿螺旋线分布的,螺旋升角为ω。
加工直齿圆柱齿轮时,为了 使切削点处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δ,称为滚刀的安装角,它在数量上等于滚刀的螺旋升角ω。
用右旋滚刀加工直齿齿轮的安装角如图 7-15所示。
用左旋滚刀时倾斜方 向相反。
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
齿轮加工PPT课件

精品课件文档,欢迎下载,下 载后可电主轴在卧式镗铣床上的应用越来越多,除 了主轴速 度和精度 大幅提高 外,还简 化了主轴 箱内部结 构,缩短 了制造周 期,尤其 是能进行 高速切削 ,电主轴 转速最高 可大10000r/min以上。 不足之处 在于功率 受到限制 ,其制造 成本较高 ,尤其是 不能进行 深孔加工 。而镗杆 伸缩式结 构其速 度有限, 精度虽不 如电主轴 结构,但 可进行深 孔加工, 且功率大 ,可进行 满负荷加 工,效率 高,是电 主轴无法 比拟的。 因此,两 种结构并 存,工艺 性能各异 ,却给用 户提供了 更多的选 择。
当今,落地式铣镗床发展的最大特点是向高速 铣削发展 ,均为滑 枕式(无镗 轴)结构, 并配备各 种不同工 艺性能的 铣头附件 。该结构 的优点是 滑枕的截 面大,刚 性好,行 程长,移 动速度快 ,便于安 装各种功 能附件, 主要是高 速镗、铣 头、两坐 标双摆角 铣头等,
将落地铣镗床的工艺性能及加工范围达到极致,大 大提高了 加工速度 与效率。
盘等刀具同时加工出齿轮的各个齿槽。
当加工模数大于8mm时的齿轮时,采用指状 铣刀进行加工。铣削斜齿圆柱齿轮时必须在万能 铣床上进行。铣削时工作台偏转一个角度,使其 等于齿轮的螺旋角β,工件在随工作台进行进给 的同时,由分度头带动作附加旋转运动而形成螺 旋齿槽。
成形法铣削齿轮用的刀具有盘状铣刀和指 状铣刀,后者适用于加工大模数的直齿、斜齿, 特别是人字齿轮。
传统的铣削是通过镗杆进行加工,而现代铣削加工 ,多由各 种功能附 件通过滑 枕完成, 已有替代 传统加工 的趋势, 其优点不 仅是铣削 的速度、 效率高, 更主要是 可进行多 面体和曲 面的加工 ,这是传 统加工 方法无法 完成的。 因此,现 在,很多 厂家都竞 相开发生 产滑枕式( 无镗轴)高 速加工中 心,在于 它的经济 性,技术 优势很明 显,还能 大大提高 机床的工 艺水平和 工艺范围 。同时, 又提高了 加工精度 和加工效 率。当然 ,需要各 种不同型 式的高精 密铣头附 件作技术 保障,对 其要求也 很高。
11 第十一章 齿轮加工

2. 展成法(范成法)
【原理】 利用齿轮的啮合原理加工齿轮:把齿轮副中的一个 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切出齿廓。
【展成法加工的特点】 • 展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
第十一章 齿轮加工
11-1 齿轮加工原理及机床
一、齿轮加工的方法
• 齿轮加工的关键是齿面加工。 • 齿面加工的主要方法是刀具切削加工和砂轮磨削 加工。前者由于加工效率高,加工精度较高,因 而是目前广泛采用的齿面加工方法。后者主要用 于齿面的精加工,效率较低。 • 按照形成齿形的原理,可分为成形法和展成法两 大类。
1.主运动 • 插齿刀沿其轴线(工件的轴线)所作的直线往复 运动。 • 立式插齿机上,刀具垂直向下时为工作行程,向 上为空行程。
2.范成运动 • 加工过程中,插齿刀和工件轮坯应保持一对圆柱 齿轮的啮合运动关系 • 插齿刀——工件 转1个齿——转1个齿 1/Z刀转——1/Z工转 这两个运动组成一个复合运动——范成运动
• 主运动:就是滚刀的旋转运动(r/min)。 • 展成运动:就是滚刀的旋转运动和工件的旋转运 动的复合运动,即滚刀与工件间的啮合运动。 • 轴向进给运动:就是滚刀沿工件轴线方向作连续 进给运动,在工件的整个齿宽上切出齿形。
2.滚齿运动传动原理图
(1)主运动传动链 电动机-1-2-uv-3-4-滚刀 外联系传动链
(3)铣齿加工特点 • 成本低:用通用的铣床设备加工,且刀具成本低。 • 生产效率低:每切完一齿要进行分度,占用较多 的辅助时间。 • 齿轮精度低:加工出的齿形是近似的。渐开线形 状取决于基圆大小,基圆与齿数成正比,所以对 于同一模数齿轮,齿数不同,齿廓形状也不同。 每号铣刀的刀齿轮廓只与该范围最少齿槽相吻合, 而此号齿轮铣刀加工同组的其它齿数的齿轮齿形 都有一定的误差。
齿轮传动机械基础PPT课件

齿轮的制造和安装精度要求较高,否则会影响传动的平稳性和效率。
需要润滑
齿轮传动需要良好的润滑条件,以减少磨损和摩擦热。
齿轮传动的应用
01
02
03
04
工业领域
齿轮传动广泛应用于各种工业 机械和设备中,如机床、起重
机、矿山机械等。
交通运输领域
汽车、火车、飞机等交通工具 中大量使用齿轮传动来实现动
模数的单位是毫米 (mm)。
03
选择
模数的选择应根据齿轮的 承载能力和制造精度要求 进行。
齿轮的压力角
定义
压力角是齿轮齿形的一个参数,表示齿轮齿形的倾斜程度。压力 角的大小力角的单位是度(°)。
选择
压力角的选择应根据齿轮的传动要求和制造精度要求进行。
齿轮的齿数和齿宽
持心部良好的韧性。
齿轮材料和热处理的选择
根据齿轮的载荷、速度、精度等要求 进行选择。
对于承受轻载、低速或一般精度要求 的齿轮,可以选择较低强度和硬度的 材料和相应的热处理方法,以降低制 造成本。
对于承受重载、高速或高精度要求的 齿轮,应选择高强度、高硬度、高耐 磨性的材料和相应的热处理方法。
在选择材料和热处理方法时,还应考 虑齿轮的工作环境、制造工艺和经济 性等因素。
根据齿轮传动的使用要求,选用合适的润滑油或 润滑脂,并定期更换。
清洁维护
保持齿轮传动装置及其周围环境的清洁,防止杂 物和灰尘进入。
常见故障分析及排除方法
齿轮磨损
齿轮长时间使用后,会出现磨损现象。 解决方法是定期更换齿轮,或对磨损 严重的齿轮进行修复。
油位异常
油位过高或过低都会影响齿轮传动的正 常运转。解决方法是检查油位并调整到 规定范围内,同时检查油路是否畅通。
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
机床传动原理图

⑴主运动传动链A.传动路线运动由电动机(7.5W,1450r/min)经V带轮传动副φ130mm/φ230mm传至主轴箱中的轴Ⅰ.在轴Ⅰ上装有双向多片摩擦离合器M1,使主轴正转,反转或停止.当压紧离合器M1左部的摩擦片时,轴Ⅰ的运动经齿轮副56/38或51/43传给轴Ⅱ,使Ⅱ获得2种转速.压紧右部摩擦片时,经齿轮50(齿数),轴Ⅶ的空套齿轮34传给轴Ⅱ上的固定齿轮30.这时轴Ⅰ至Ⅱ间多经一个中间齿轮34,故轴Ⅱ的转向与经M1左部传动时相反.轴Ⅱ的反转转速只有1种.当离合器处于中间位置时,左,右摩擦片都没有被压紧.轴Ⅰ的运动不能传至轴Ⅱ,主轴停转.轴Ⅱ的运动可通过轴Ⅱ,Ⅲ间三对齿轮种的任一对传至轴Ⅲ,故轴Ⅲ正转共6种转速.运动由轴Ⅲ传往主轴有2条路线:a.高速传动路线主轴上的滑移齿轮50向左移,使之与轴Ⅲ上右端的齿轮63啮合,运动由轴Ⅲ经齿轮副63/50直接传给主轴,得到450--1400r/min的6级高转速.b.低速传动路线主轴上的滑移齿轮50移至右端,使其与主轴上的齿式离合器M2啮合.轴Ⅲ的运动经齿轮副20/80或50/50传给轴Ⅳ,又经齿轮副20/80或51/50传给轴Ⅴ,再经齿轮副26/58和齿式离合器M2传至主轴,使主轴获得10--500r/min的低速转.B.主轴转速级数和转速主轴的各级转速可按下列运动平衡式计算:n主=n点*(D/D')*(1-ε)*(ZⅠ-Ⅱ/Z'Ⅰ-Ⅱ)*(ZⅡ-Ⅲ/Z'Ⅱ-Ⅲ)*(ZⅢ-Ⅳ/Z'Ⅲ-Ⅳ)*....⑵进给运动传动链A.车削螺纹传动路线车削螺纹时传动链的运动平衡式为:l(主轴)*u*L丝=L工式中:u-----从主轴倒丝杆之间的总传动比L丝---机床丝杆的导程,CA6140型车床的L丝=12mmL工---被加工螺纹的导程(mm)a.车削米制螺纹车削米制螺纹的运动平衡式为:L=l(主轴)*(58/58)*(33/33)*(63/100)*(100/75)*(25/36)*u基*(25/36)*(36/25)*u倍*12mm 化简得:L=7u基*u倍通过扩大导程传动路线可将正常螺纹导程扩大4倍或16倍.CA6140型车床车削大导程米制螺纹时,最大螺纹导程为192m m.b.车削英制螺纹Lα=1/αin=25.4/α-----------①车削英制螺纹的运动平衡式为:Lα=l(主轴)*(58/58)*(33/33)*(63/100)*(100/75)*(1/u基)*(36/25)*u倍*12将①代入α=(7/4)*u基/u倍扣/in变换u基和u倍的值,就可得到各种标准的英制螺纹.c.车削模数螺纹模数螺纹主要用在米制蜗杆中,用模数m表示螺距的大小,螺距与模数的关系为: P m=πm mm所以模数螺纹的导程为:L m=kπm mm k---螺纹的头数模数螺纹的运动平衡式为:L m=l(主轴)*(58/58)*(33/33)*(64/100)*(100/97)*(25/36)*u基*(25/36)*(36/25)*u倍*12化简: m=(7/4k)u基u倍只要变换u基和u倍,就可以车削各种不同模数的螺纹d.车削径节螺纹径节螺纹主要用于英制蜗杆,其螺距大小以径节DP表示.径节代表齿轮或蜗轮折算到每英寸分度圆直径上的齿数,故英制蜗杆的轴向齿距为:L DP=π/DPin=(25.4kπ/DP)mm径节螺纹运动的平衡式为:L DP=l(主轴)*(58/58)*(33/33)*(63/100)*(100/97)*(1/u基)*(36/25)*u倍*12化简: DP=7k(u基/u倍)变换u基和u倍可得常用的24种螺纹径节.e.车削非标准螺纹和精密螺纹所谓非标准螺纹是指利用上述传动路线无法得到的螺纹.其平衡式为:L工=l(主轴)*(58/58)*(33/33)*u挂*12 mm挂轮的换置公式为:u挂=(a/b)*(c/d)=L工/12B.纵向和横向进给传动链为了减少丝杆的磨损和便于操纵,机动进给是由光杆竟溜板箱传动的.a.纵向进给传动链CA6140型车床纵向机动进给量有64种.当运动由主轴经正常导程的米制螺纹传动路线时,可获得正常进给两。
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滚切直齿圆柱齿轮
图1为滚直齿的传动原理图,图中标“A”为直线运动、标“B”为旋转运动,滚刀、工件、电机、进给传动的丝杠螺母副及刀架均画成示意简图,而菱形小块则是一种可变传动比的换置器官符号。
1、形成母线(渐开线)的运动和传动链
需要滚刀和工件之间的复合运动(图1中B1+B2),称展成运动。
由动力源(电机)到刀具主轴的传动链称为外联系传动链,即电机-1-2-iv-3-4-滚刀。
由于滚刀的旋转B1是主运动,故这条传动链称为主运动传动链。
联系滚刀和工件之间的传动链,称展成传动链。
它用以保持B1和B2之间的严格传动比关系,故称内联传动链,设滚刀的头数为K,工件的齿数为Z,则滚刀每转1/K转,工件应转1/Z转。
图1中,这条传动链是:滚刀(B1)-4-5-ix- 6-7-工件(B2)。
2、形成导线(直线)的运动和传动链
形成直线导线运动是滚刀的旋转和滚刀(刀架)沿工件轴线方向的竖直进给运动。
为了保证加工工件表面粗糙度要求,操作者真正关心的是工件每转时刀架的轴向移动量(mm/r)。
因此,进给传动链为:工件-7-8-is-9-10-刀架升降丝杠-刀架。
综上所述,滚切直齿圆柱齿轮所需要的传动链为:两个外链-主运动传动链、进给运动传动链;一个内链-展称运动链。
外链的功能是实现执行件的简单运动,或把动力源接通到内链。
内链唯一功能是实现执行件之间的复合(严格的传动比关系)运动。
滚切斜齿圆柱齿轮
斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮相比,端面齿廓均为渐开线,但齿长方向不是直线,而是螺旋线。
由于斜齿的齿长一般只是大导程螺旋线的一小段,故看上去轮齿是斜着排列。
但不可忘记每个斜齿的导线都属于一条螺旋线。
形成母线(渐开线)的运动和传动链与滚切直齿时相同(仅展成传动链中的合成机构有变化)。
由于形成的导线是螺旋线,即刀架的下降运动A和工件的旋转运动B3复合成螺旋运动。
此前工件因参与展成运动与具有旋转运动B2,而工件只有一个自由度,所以B2和B3必须合成一个运动之后再传给工件才行,B3称为附加运动。
刀架和工件之间的复合运动保证刀架直线移动一个螺旋线的导程T时,工件的附加转动为一转。
这条内链即:刀架-丝杠-12-13-iy-14-15-合成 -6-7-ix-8-9-工件,习惯上称它为差动传动链。
当它与另一条内链(展成链)要同时把两个运动传给工件时,将发生干涉。
因此,必须在传动系统的恰滚齿机的合成机构是为一差动轮系,图中来自滚刀的运动和来自刀架的运动分别由5、15两点输入合成机构,运动合成后由点6输出,传给工件。
当位置设一合成机构,如图2所示。
如上所述,滚切斜齿圆柱齿轮时,除了滚切直齿的3个传动链外,只增加了1个差动链。
滚齿机既要能加工直齿,又要能加工斜齿圆柱齿轮。
因此,滚齿机是根据滚切斜齿轮的传动原理图设计的。
当滚切直齿圆柱齿轮时,要将差动链断开(其换置器官iy不挂挂轮)使其不起作用;对合成机构的结构上稍作变动,把机构自由度由二变为一,消除其合成功能,只起联轴器的作用即可。
总之,由于滚齿机运动复杂,故传动系统的组成也较复杂。
它既含有外链、内链,又含有合成机构。
这比某些传动系统只含外链的机床(如普通铣床、钻床),或虽含外链、内链,但不含合成机构的机床(如普通车床),更具有运动分析的代表性。