加工斜齿圆柱齿轮传动链
斜齿轮加工
差动运动传动链：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，形成螺旋线齿形。属于内联
系传动链。
刀架—12—13—uy—14—15—[合成]—6—7—ux—8—9—工作台
uy：用于适应工件螺旋线导程L和螺旋方向的变化。
（四）加工蜗轮的运动和传动原理
径向进给法
切向进给法
（五）滚刀安装角
滚切斜齿圆柱齿轮时滚刀的安装角δ为： δ= β±ω 当被加工的斜齿轮轮齿与滚刀的螺旋方向不同 时取“+”号，螺旋方向相同时取“—”号。 滚切直齿圆柱齿轮时滚刀的安装角δ为： δ= ±ω β—齿轮螺旋角 ω—滚刀螺旋升角
二、Y3150E型滚齿机
插齿加工简介：
插齿加工直齿轮： 插齿加工斜齿轮：
其它齿轮加工方法简介
磨齿 珩齿
习题：
分析比较应用范成法与成形法加工圆柱齿 轮各有何特点。 滚齿机上加工斜齿圆柱齿轮时，工件的范 成运动和附加运动方法如何确定。 在其他条件不变，而只改变下列某一条件 的情况下，滚齿机上哪些传动链的换向机 构应变向：
在其他条件不变，而只改变下列某一条件的情况 下，滚齿机上哪些传动链的换向机构应变向：
由滚切右旋齿改变为滚切左旋齿 由逆铣滚齿改为顺铣滚齿（改变轴向进给 运动） 由使用右旋滚刀改变为左旋滚刀 由加工直齿齿轮改变为加工斜齿齿轮
本节重点：
本节重点：
滚切圆柱斜齿轮的传动原理图 置换机构UX、UV、UF、 UY在加工中所起的作用 滚刀的安装角度 其它几种齿轮加工机床的运动
Hale Waihona Puke
§10—8斜齿圆柱齿轮传动
斜齿轮齿廓曲面（如图10-27）是渐开线螺旋面。 其特点：与垂直轴线的平面的交 线是渐开线，与同轴圆 柱的交线是螺旋线。 斜齿轮的齿廓曲面与其分度 圆柱面的交线是一条螺旋线。此 螺旋线的螺旋角（是指螺旋线的 切线与轴线之间的夹角）称为斜 图10-27 齿轮分度圆柱上的螺旋角，简称为斜齿轮的螺旋角，用β 表示。β的大小反映了斜齿轮轮齿的倾斜程度，β不同，斜 齿轮的传动性能就不同。β越大，轮齿的齿向越倾斜；当 β=0°时，斜齿轮就变成了直齿轮。
二、斜齿轮的基本参数和几何尺寸计算
1、基本参数 由于斜齿轮的齿廓曲面是渐开线螺旋面，所以其端面 齿形和法面齿形是不同的。因此斜齿轮的端面参数和法面 参数是不同的。
斜齿轮的法面参数是标准值，用来选择刀具的参数；
而斜齿轮的端面参数是用来计算几何尺寸。∴ 必须建立
法面参数和端面参数之间的换算关系。 法面参数：带下标“n” ， mn 、αn 、han* 、 cn*等是标 准值，加工时选择刀具； 端面参数：带下标“t” ，计算几何尺寸。
εα=[z1 ( tanαat1-tanαt′)±z2 (tanαat2 -tanαt′)]/(2π)
五、当量齿轮和当量齿数
(Virtual Gear and Virtual Number of Teeth)
1、概念
当用仿形法切制斜齿轮时，按法面齿形所相当的齿数
来选择刀号。在计算斜齿轮的轮齿弯曲强度时，由于作用 力作用在法面内，所以也需知道它的法面齿形。这就需要 找出一个与斜齿轮法面齿形相当的直齿轮。那么我们把 与斜齿轮法面齿形相当的虚拟的直齿轮称为斜齿轮的
2、法面参数和端面参数的关系 1）齿距：pn = p t cosβ
2）模数：m n= m t cosβ 3）压力角：tanαn=tanαt cosβ 4）齿顶高系数：han*=hat* /cosβ 5）顶隙系数：c n*= c t* / cosβ 6）变位系数：x n=x t / cos β
斜齿圆柱齿轮传动特点
斜齿圆柱齿轮传动特点概述斜齿圆柱齿轮传动是一种常见的机械传动形式，其特点是在传递运动和力矩的过程中，通过齿轮啮合的方式实现。
本文将介绍斜齿圆柱齿轮传动的特点及其优缺点。
1.传动效率高斜齿圆柱齿轮传动的特点之一是传动效率高。
由于斜齿的存在，齿轮在啮合过程中，齿间力的方向与齿轮轴线之间的夹角不为零，从而能够减小齿面接触点之间的滑动和相对滑动速度，增强传动效率。
相比于直齿齿轮传动，在传动相同功率的情况下，斜齿圆柱齿轮传动的传动效率更高。
2.承载能力强斜齿圆柱齿轮传动的特点之二是承载能力强。
斜齿传动中，齿轮的啮合角度较大，从而增加了齿面接触点的数量，分担了传动力矩。
同时，由于斜齿的压力角大于90度，使得齿轮齿面接触宽度较大，有利于传递更大的力矩。
因此，斜齿圆柱齿轮传动适用于承载较大力矩的场合。
3.传动平稳斜齿圆柱齿轮传动的特点之三是传动平稳。
由于斜齿齿轮在传动过程中，相邻齿的啮合处的接触点从一个侧面滑向另一个侧面，形成滚动接触，避免了直接的滑动摩擦，从而减小了传动过程中的冲击和振动，使传动更为平稳。
4.轴向尺寸小斜齿圆柱齿轮传动的特点之四是轴向尺寸小。
由于斜齿的存在，齿轮的齿顶和齿根线不再平行于齿轮轴线，而是倾斜于轴线。
这种特点使得齿轮的齿顶和齿根线在齿轮轴向上的投影尺寸小于直齿齿轮传动，从而减小了传动装置的整体尺寸，提高了传动的紧凑性。
5.制造成本较高斜齿圆柱齿轮传动的特点之五是制造成本较高。
由于斜齿的倾斜特点，齿轮加工时需要考虑齿轮的倾斜角，加工难度较大。
同时，斜齿传动中还需要精确控制齿轮的模数和啮合角度，以保证传动的准确性和平稳性。
因此，斜齿圆柱齿轮传动的制造成本较高。
结语斜齿圆柱齿轮传动具有传动效率高、承载能力强、传动平稳、轴向尺寸小等特点，适用于需要高效、平稳传动的工程应用。
然而，由于制造成本较高，其在某些特殊场合下可能被其他传动形式所取代。
因此，在实际应用中，需要综合考虑各方面因素，选择最合适的传动形式。
斜齿圆柱齿轮传动
at
a’
an c
ac' ac cos
• tanat= tanan/cos
机械设计基础 ——pt
B
d
d
• 分度圆直径d：? • d=mtz=zmn/cos • 中心距a ：? • a=(d1+d2)/2=mn(z1+z2)/2cos 其余见p207表9-8
2a cos 法向模数： mn z1 z2
轮接触应力比直齿 轮小，即斜齿轮接 触强度比直齿轮大， 原因何在？
机械设计基础 ——齿轮传动
三、轮齿弯曲疲劳强度计算
• • • • 与直齿轮相比，其特点： 接触线倾斜；轮齿局部折断 斜齿轮强度计算的模型： 斜齿轮的弯曲强度计算也按当量齿轮 进行
齿面接触线
直齿圆柱齿轮
斜齿轮： • 齿面接触线为斜线 • 逐渐进入/脱离啮合(加载/卸载) • 传动平稳，冲击，振动，噪音小
斜齿圆柱齿轮
机械设计基础 ——齿轮传动
二、主要参数和几何尺寸
问题讨论：
• • • •
? 端面齿形与齿向法面齿形 ? 加工过程刀具与轮齿的相对位置与进刀方向 ? 标准参数所在平面 ? 端、法面哪个面上表达尺寸更为简洁、明了
Fa1
机械设计基础 ——齿轮传动
二、轮齿表面接触疲劳强度计算
• 与直齿轮相比，其特点： • 总合力作用于法平面内 ；重合度大；接触线是倾斜的、变化的；螺旋 角对疲劳强度有利 • 斜齿轮强度计算的模型： • 斜齿轮法面上的当量直齿轮 • 把斜齿圆柱齿轮的强度计算问题转化成直齿圆柱齿轮的强度计算问题
312 KT1 (i 1)3 H [ H ] MPa a b i 校核公式： 3 KT1 ？讨论： a 46 ( i 1 ) mm 2 设计公式： i a [ H ] 相同条件下，斜齿
标准斜齿圆柱齿轮介绍
圆柱齿轮：圆柱齿轮是最常见的齿 轮类型，其轮齿分布在圆柱面上， 具有结构简单、制造方便等优点。
锥齿轮：锥齿轮的轮齿分布在圆锥 面上，具有传动比大、承载能力强 等优点，常用于汽车、机床等机械
设备中。
蜗杆齿轮：蜗杆齿轮是一种特殊的 齿轮，其轮齿呈螺旋状，具有传动 平稳、噪声低等优点，常用于减速
齿轮啮合的基本原理
齿轮啮合是指两个齿轮的轮齿相互接触并传递动力 的过程。
斜齿圆柱齿轮的啮合原理是依靠齿轮的斜齿与另一 个齿轮的斜齿相互啮合，实现动力的传递。
斜齿圆柱齿轮的啮合过程包括啮入、啮合和啮出三 个阶段。
斜齿圆柱齿轮的啮合效率较高，且具有较好的承载 能力和噪音性能。
斜齿圆柱齿轮的啮合过程
斜齿圆柱齿轮的 啮合过程包括啮 合、分离和啮合 三个阶段。
齿轮的制造工艺
1
齿轮材料：选择合适 的材料，如钢、铸铁、 铝合金等
3
齿轮制造：采用不同的 制造工艺，如锻造、铸 造、粉末冶金等
5
齿轮加工：采用不同的 加工方法，如车削、铣 削、磨削等
齿轮设计：根据齿轮 的用途和性能要求进 行设计
2
齿轮热处理：对齿轮进 行热处理，提高其耐磨 性和抗疲劳性
4
齿轮检测：对齿轮进行 检测，确保其质量和性 能符合要求
6
齿轮的检测与质量控制
齿轮精度检测：包 1 括齿形、齿距、齿 厚等参数的测量
齿轮表面质量检测： 2 包括表面粗糙度、 表面缺陷等参数的 测量
齿轮疲劳强度检测： 3 包括齿轮的疲劳寿 命、疲劳强度等参 数的测量
齿轮噪声检测：包 4 括齿轮的噪声水平、 噪声频率等参数的 测量
齿轮装配质量检测： 5 包括齿轮的装配精 度、装配间隙等参 数的测量
金属切削机床概论 试卷答案02
金属切削机床概论试题答案一、填空题（每空1分，共25分）1.机床的通用特性代号中，字母S表示（高速）, 字母K表示（数控）。
2．成形运动按在切削过程中所起的作用不同,可分为（主运动）和（进给运动）。
3. 卧式车床车削螺纹时，有内联系传动链和外联系传动链，内联系传动链的换置器官用于调整（螺纹的导程），外联系传动链的换置器官用于调整（切削螺纹的速度）。
4. 普通卧式车床的主轴箱中装有双向多片离合器，左离合器用来传动（主轴正转），用于（切削加工）；右离合器用来传动（主轴反转），主要用于（退刀）。
5.机床转速图可以表示主轴转速分级的规律及各级转速的传动路线，转速图中的竖线代表（传动轴），横线代表（各级转速），横线与各竖线的交点代表（各轴的转速）6. 数控机床的程序编制中，目前应用最广泛的是字地址程序格式，某一加工程序中有“X60”，表示（刀具位移至X轴正向60mm处）,S400表示（主轴转速为400r/min）.7.数控车床机械结构与传统车床相比，明显简化，机构复杂的进给箱和溜板箱完全被机构简单的（X轴和Z轴伺服电动机和直联滚珠丝杠）所代替。
数控车床的主轴箱中没有用于变速和变向的大量的传动轴和齿轮，它用（主电动机无级调速）代替复杂的机械变速系统。
8.在锥齿轮加工机床中，形成渐开线齿廓普遍采用（展成法），这种方法的加工原理，相当于一对啮合的锥齿轮，将其中的一个锥齿轮转化成（平面齿轮）。
9.外圆磨床的纵向磨削法，其表面成形方法采用（相切-轨迹）法，需要三个表面成形运动：（砂轮的旋转运动）、（工件纵向进给运动）和（工件旋转运动）。
10.龙门刨床的主参数是（最大刨削宽度），摇臂钻床的主参数是（最大钻孔直径）。
二、选择题：（每题２分，共24分）1. 机床型号CK3263B中的字母K表示（A）A.通用特性代号B.结构特性代号C.组别代号D.类别代号2.用螺纹车刀车削螺纹，母线的成形方法是（A）A. 成形法B.展成法C.轨迹法D.相切法3. 在卧式车床上，用丝杠带动溜板箱时，可车削（D）。
齿轮传动3-斜齿圆柱齿轮
因为a mn (z1 z2 ) 2 cos
所以
arccosmn (z1
z2 ) 2a
可先将中心距直接圆整，再将圆 后的中心距代人反求β角，满足要求 即可。
斜齿圆柱齿轮受力分析（人字齿轮）
斜齿圆柱齿轮传动的受力分析
（螺旋角选择）
n
标准锥齿轮传动的强度计算
3
mn
2KT1Y cos2
d z12 a
• YFaYFs
[ F ]
式中：YSa --斜齿轮的齿形系数，按当量齿数 zv z / cos3 ；
YFa --斜齿轮的应力校正系数，按当量齿数 zv ；
Y --斜齿轮的螺旋角影响系数，查图10-28。
齿根弯曲疲劳强度验算式
F
KFtYFaYFsY
bmn a
表10-2；动载系数 KV 按图10-8中低一级的精度线及 vm 查取；
齿间载荷分配系数 KH 及 KF 可取为1；齿向载荷分布系数可按
下式计算： K F K H 1.5K Hbe
式中 K Hbe 是轴承系数（查表10-9）。YFa ,YSa 分别为齿形系
数及应力校正系数，按当量齿数 z v 查表10-5。
集中直作齿用锥在齿平轮均齿分面度上圆所（受齿的宽法中向点载的荷法F向n通截常面视N-为N
内分力）（。圆将周法力向）载荷Ft及Fn径分向解分为力切F于r和分轴度向圆分锥力面F的x。周即向：
Ft
2T1 d m1
Fr1 Fttg cos1 Fx2
Fx1 Fttg sin 1 Fr2
Fn
Ft
c os
6、齿轮和轴通常用单键联接；当齿轮转速较高时， 为平衡和对中，可采用花键或双导键联接。
斜齿圆柱齿轮传动与加工工艺
1斜齿圆柱齿轮传动1.1齿面形成研究直齿圆柱齿轮时知道，两轮的齿廓面沿一条平行于齿轮轴的直线KK ′相接触，KK ′与发生面在基圆柱上的切线NN ′平行。
当发生面沿基圆柱做纯滚动时，直线KK ′在空间形成的轨迹就是一个渐开面，即直齿轮的齿廓曲面，如图1示。
图1 直齿齿轮渐开线的形成斜齿圆柱齿轮齿面的形成原理和直齿圆柱齿轮的情况相似，所不同的是发生面上的直线KK ′与直线NN ′不平行，即与齿轮轴线不平行．面是与基圆杆母线NN ′成一夹角βb 。
故当发生面沿基圆柱作纯滚动时，直线KK ′上的每一点都依次从基圆柱面的接触点开始展成一条渐开线，而直线KK ′上各点所展成的渐开线的集合就是斜齿轮的齿面。
由此可知，斜齿轮齿廓曲面与齿轮瑞面(与基圆柱轴线垂直的平面)上的交线(即端面上的齿廓曲线)仍是渐开线。
而且由于这些渐开线有相同的基圆柱，所以它们的形状都是一样的，只是展成的起始点不同面己，即起始点依次处于螺旋线K 0K 0′上的各点。
所以其齿面为渐开螺旋面，如图2示。
由此可见．斜齿圆柱齿轮的端面齿廓曲线仍为渐开线。
可将直齿圆柱齿轮看成斜齿圆柱齿轮的一个特例。
从端面看，一对渐开线斜齿轮传动就相当于一对渐开线直齿轮传动，所以它也满足齿廓啮合基本定律。
图2 斜齿齿轮的渐开线形成斜齿圆柱齿轮传动和直齿圆柱齿轮传动一样，仅限于传递两平行轴之间的运动。
如果两斜齿轮分度圆上的螺旋角不是大小相等且方向相反，则这样的一对斜齿轮还可以用来传递既不平行又不相交的两轴之间的运动。
为了便于区别，把用于传递两平行轴之间的运动，称为斜齿圆柱齿轮传动；用于传递两交锗轴之间的运动，称为交错轴斜齿轮传动。
斜齿圆柱齿轮传动中的两轮齿啮合为线接触，而交错轴斜齿轮传动中的两轮齿啮合为点接触。
一对斜齿圆柱齿轮啮合时，齿面上的接触线是由一个齿轮的一端齿顶(或齿根)处开始逐渐由短变长，再由长变短，至另一端的齿根(或齿顶)处终止。
这样就减少了传动时的冲击和噪声，提高了传动的平稳性，故斜齿轮适用于重载、高速传动。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4.2.1 滚齿原理
滚齿机是根据展成法原理加工齿轮的，滚齿加工是由一对交错轴斜齿轮啮 合传动原理演变而来的。
图4-1 滚齿原理
1
4.2.2 滚切直齿圆柱齿轮
加工直齿圆柱齿轮时，滚刀轴线与齿轮端面倾斜一个角度，其值等于滚刀螺旋 升角，使滚刀螺纹方向与被切齿轮齿向一致。
用滚刀加工直齿圆柱齿轮时必须具备以下两个运动：一个是形成渐开线（母线） 齿廓所需的展成运动B11和B12；另一个是切出整个齿宽所需的滚刀沿工件轴线 的垂直进给运动A2 。
合成机构 — e — a — c — 1 — 工件 f b d 96
7
1
80 20
23 23
23 23
23 Байду номын сангаас3
45 45
u合
e f
a b
c d
1 96
K z
ux
e f
a c bd
24
K z
a c f 24 K bd e z
8
（3）轴向进给运动传动链
40
工件 —
96 1
—
27 36
—
图4-8 插齿加工时所需的运动
14
2．插齿机的传动原理图
传动原理图中，仅 表示成形运动。
15
4.4.2 磨齿机
1．磨齿原理及所需的运动 磨齿机通常分为成形砂轮法磨齿和展成法磨齿两大类。
图4-10 成形砂轮磨齿工作原理
16
展成法原理工 作的磨齿机， 有连续磨齿和 单齿分度磨齿 两大类。
图4-11 展 成法磨齿 机工作原
图4-2 滚切直齿圆柱齿轮所需要的运动
图4-3 滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图
为完成滚切直齿圆柱齿轮，需要三条传动链：主运动传动链、展成运动传动链 、
轴向进给运动传动链。
2
4.2.3 滚切斜齿圆柱齿轮
为了形成螺旋线齿线，在滚刀作轴向进给运动A21的同时，工作台还应作附加 转动B22，且这两个运动之间必须保持确定的关系：滚刀移动一个螺旋线导程S 时，工件应准确地附加转过1转。因此，加工斜齿圆柱齿轮时的进给运动是螺 旋运动，是一个复合运动。
图4-4 滚切斜齿圆柱齿轮所需的运动
图4-5 滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图
3
4.3 YC3180型滚齿机
4.3.1 机床的用途和布局
图4-6 YC3180型滚齿机外形图
4
1—床身 2—立柱 3—刀架溜板 4—刀杆 5—滚刀架 6—支架 7—工件心轴 8—后立柱 9—工作台
4.3.2 机床传动系统分析
理
17
2．锥形砂轮型磨齿机的传动原理图
（1）主运动传动链 （2）砂轮轴向运动传动链 （3）展成运动传动链 （4）进给 传动链 （5）分度运动传动链
图4-12 锥形砂轮型磨齿机的传动原理图
18
a2 b2
c2 d2
24 24
2 40
u合
e f
a b
c d
1 96
1
u合 2
S mn z mn z tgcos sin
eac K
ux
f
bd
24
z
uy
a2 b2
c2 d2
sin
6 mn K
12
3．刀架快速升降传动路线
13
4.4 其他齿轮加工机床的运动分析
4.4.1 插齿机
1．插齿原理及所需的运动 插齿机同样是按展成法加工圆柱齿轮的。
36 36
—
1 24
—
34
34
—
40
40
20
39 40
30 30
20
—
30 30
—
22
25 35
—
40
35 25
—
25 35
—
40
— 30 — 2 — 刀架丝杠t 3
30 40
uf
f
0.45
9
2．加工斜齿圆柱齿轮传动链 （1）展成运动传动链
5
1．加工直齿圆柱齿轮传动链 （1）主运动传动链
n uv 180.8
24 24
48
48
主电动机—
90 176
—
28 44
—
36 36
—
32 48
40 24
33
—
23
—
23
—
23
—
20
—
6
滚刀
35 23 23 23 80
（2）展成运动传动链
滚刀 — 80 — 23 — 23 — 23 — 45 — 20 23 23 23 45
u合 1
这与滚切直齿圆柱齿轮时不同。由于使用合成机构后轴的旋转方向改变，所以 在安装展成运动传动链的分齿挂轮时，要按机床使用说明书的规定选用惰轮。 （2）差动传动链 刀架升降丝杠—12—13—uy—14—15—Σ—6—7—ux—8—9—工件（即工作台）
10
11
S
3
40 2
30 30
21 21