第三章 滚齿机的传动原理图 优质课件
滚切直齿圆柱齿轮的传动原理
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。
图中虚线表⽰滚⼑与齿坯接触⼀侧切削点处的滚⼑螺旋线⽅向。
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。
滚齿机的分类与发展历程
滚齿机的分类与发展历程滚齿机完成滚齿工作需要具备下列运动：●滚刀转动：是滚齿机的主运动，滚刀在转动时以展成法移除被加工工件上的材料并形成齿廓。
●工作台转动：是滚齿机的分齿运动，它和滚刀保持严格的速比关系，以保证加工出来的齿数正确，并且保证其分齿精度；当滚切斜齿轮时，工作台有一个附加运动（差动）。
●刀具的轴向移动：刀具沿工件轴线移动以滚切齿轮整个齿宽。
●刀具的径向运动：刀具沿工件径向移动以切出全齿深。
●刀具的切向运动：当使用切向滚刀时，刀具沿工件的切向运动逐渐加工成齿轮的全齿深。
●刀架转动：在加工齿轮时，需要根据齿轮的螺旋角和刀具的螺旋角转动刀架，以切出正确的齿形角和齿厚。
滚齿机制造技术的发展可划分为机械式滚齿机和数控滚齿机两个阶段。
传统的机械传动式滚齿机，其特征为各主轴采用机械传动形式，包括差动、分齿、工件轴、滚刀轴和进给等。
工作时，滚刀装在滚刀主轴上，由主电动机通过齿轮副和蜗轮副驱动作旋转运动；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。
工件装在工件轴上，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)可沿床身导轨移动，以适应不同工件直径和作径向进给。
图1 机械传动滚齿机外形图图2 机械传动滚齿机传动原理图传统机械式滚齿机传动结构异常复杂（图2）、传动效率低、传动精度差、磨损严重、切削速度低，操作复杂，生产准备周期长。
随着数控技术的发展，出现了1～3轴数控化的滚齿机，其中的一部分轴采用伺服电机数字化控制。
直到20世纪80年代，世界上才出现真正意义上的六轴数控滚齿机。
现在市场上供应的数控滚齿机有下列几种：1）直线轴数控滚齿机这是国内数控滚齿机市场上的主流产品。
它是在传统机械式滚齿机的基础上，将径向进给和轴向进给数控化（2轴），或将径向进给、轴向进给和窜刀三个运动数控化（3轴），实现了自动循环，并且可以加工鼓形齿，或进行自动窜刀。
齿轮加工机床的方法原理结构PPT教案
直齿锥齿轮刨齿机
合成机构(补充)
本章基本要求
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、重点掌握滚齿机，插齿机，磨齿机的
工作原理、传动系统 三、了解锥齿轮加工原理，建立平面齿轮、
平顶齿轮概念； 四、结合传动系统图，会推导圆柱齿轮加
齿轮加工机床的方法原理结构
会计学
1
齿轮加工机床1
齿轮加工机床2 齿轮加工录相
§4—2 滚齿机运动分析
一、滚齿原理：用 展成法加工齿轮。
过 程 见 图
齿轮
滚刀安装角
二、滚切直齿圆柱齿轮
（一）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
1、主运动传动链：24/48
24/48
电机—90/176— 28/44 — 36/36 — 33/35 —
32/40 48/24
23/23 —23/23—23/23—20/80—滚刀（B11）
Y3180传动系统图
见投影
2、展成运动传动链：滚刀（B11）80/20— 23/23 —23/23—23/23—45/45—（合成机 构）—e/f—a/b—c/d—1/96—工件（B12）
其中：T=πm端z/tgβ， m端 = m法/cosβ，所以T=πm法 z/sinβ
4）换置公式：uy = a2/b2 × c2/d2 =6 sinβ/ m法 k
三、滚切齿数大于100的质数
直齿圆柱齿轮
由 滚刀——————工件——————刀架
z/k（r）—————1（r）————f（mm/r）
齿轮机械原理课件
G2
b a
K1K3 K1'K3'
齿轮机械原理课件
• 问题2：G1、G3为同一基圆上所生成的两条反向渐
开线，试问 k1k 2 和 k '1 k 2 '有何关系？
k1 K2’
K1’
k2
齿轮机械原理课件
• 问题2：G1、G3为同一基圆上所生成的两条反向渐
开线，试问 k1k 2 和 k '1 k 2 '有何关系？
齿轮机械原理课件
齿轮传动机构的特点 （1）直接接触的啮合传动；可传递空间任意两轴之
间的运动和动力； （2）功率范围大，速比范围大，效率高，精度高； （3）传动比稳定，工作可靠，结构紧凑； （4）改变运动方向； （5）制造安装精度要求高，不适于大中心距，成本
较高，且高速运转时噪声较大。
齿轮机械原理课件
，齿条的齿距均相等.
斜角(齿形角)。
（3） 分度线至 齿顶线的 高 度为齿顶高 ，分
度线至齿 根线的高 度 为齿根高
齿轮机械原理课件
标准安装
N1
B1
01
C
02
N2
B1点进入啮合瞬时
齿轮机械原理课件
标准安装
N1
r b1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
01
B1
C
r r ,
2
2
02
r r ,
1
1
B2
r b2
, N2
B2点脱离啮合瞬时
齿轮机械原理课件
设计：潘存云
m=4 z=16 m=2 z=16
齿轮机械原理课件
m=1 z=16
rb rk c o k s rc os Vk
F
k
金属切削机床滚齿机.pptx
第四节 内联系传动链换置器官的布局方案
图4-18 滚齿机内联系传动链换置器官的布局方案
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第五节 其他齿轮加工机床的运动分析 一、插齿机的运动分析 二、磨齿机的运动分析 三、锥齿轮加工机床的运动分析
第44页/共94页
一、插齿机的运动分析 1.插齿原理及所需的运动 2.插齿机的传动原理图
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1.插齿原理及所需的运动
图4-19 内外齿轮的插齿 a)内齿轮插齿 b)外齿轮插齿 1—插齿刀主轴2—插齿刀3—工件
第46页/共94页
1.插齿原理及所需的运动
图4-20 插齿原理及加工时所需的成形运动
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2.插齿机的传动原理图
图4-21 插齿机的传动原理图
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二、磨齿机的运动分析 (一)磨齿原理及所需的运动 (二)单齿分度展成法的传动原理图
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(一)磨齿原理及所需的运动
1.成形法的磨齿原理及运动 2.展成法的磨齿原理及运动
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(一)磨齿原理及所需的运动
图4-22 成形砂轮磨齿的工作原理 a)磨削内齿轮 b)磨削外齿轮
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三、锥齿轮加工机床的运动分析 (一)锥齿轮的切齿原理及所需运动 (二)弧齿锥齿轮铣齿机的传动原理图和工作过程 (三)直齿锥齿轮刨齿机的工作原理
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(一)锥齿轮的切齿原理及所需运动
图4-25 一对相啮合的锥齿轮
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(一)锥齿轮的切齿原理及所需运动
图4-26 一个锥齿轮变为平面齿轮
图4-24 单齿分度展成法的传动原理图
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第三章 滚齿机的传动原理图
五、本章重点难点
1、加工直齿轮时所需的两个成形运动
2、加工斜齿轮时增加一条附加转动链（难点）
3、滚刀安装角的确定（难点）
谢
谢
成形法加工
展成法加工
滚刀加工直齿圆柱齿轮的运动分析
[母线]： 由展成法形成，
B11和B12
[导线]：
由相切法形成，
B11和A2
产生螺旋线的内链——差动链： 丝杠——工作台
if
iY
加上差动链后的原理图
B22 iv
B11
B12 A21 ix iS iY
正确的滚切斜齿原理图——加入合成机构
1 2
iv
3 4 9
5
合成
B11 B12 B22 A21
12
6
7 ix 8
10 iS 11 14 iY 13
15
[问题1]：滚齿机设计制造时应按以下哪种
表面——运动——传动
1、表面
直齿圆柱齿轮：母线是渐开线，导线是直线。
2、运动
滚刀加工直齿圆柱齿轮的运动分析
二、滚切直齿时的传动原理图
1、传动链分析
1）形成母线的展成复合运动
内链：滚刀B11——工件B12 外链：电机——滚刀
2）刀移动的简单成形运动
外链：电机——丝杠
2、原理图-1
1）主运动链 电机——滚刀
原理图设计？
1 2
iv
iv
3 4 9 7 ix 8
B11 B12 B22 A21
12
10 iS 11 14 iY 13
ix
if
四、滚刀的安装
1、加工直齿时
δ=ω
2、加工斜齿时
[问题2]：左旋滚刀能否加工右旋齿轮？
滚齿工艺培训 PPT
2、滚齿加工原理：
滚齿属于展成法加工，可看作无啮合间隙的齿轮与齿条传动。当滚齿旋转一周时，相当于齿 条在法向移动一个或多个齿距（根据滚刀头数而定），滚刀的连续传动，犹如一根无限长的齿 条在连续移动。当滚刀与毛坯间严格按照齿轮与齿条的传动比强制啮合传动时，滚刀刀齿在一 系列位置上的包络线就形成了工件的渐开线齿形。随着滚刀的垂直进给，即可滚切出所需的渐 开线齿廓。
工作台实际转速=Kn/z（1±f/p） （滚刀与被切斜齿轮旋向相同时为+，相反时为-）
3、设备（加工设备和检测设备）原理
南昌工厂滚齿机种类如下：
Kashifuji KN151、 Kashifuji KN152、Gleason210H、YS3120CNC6、Felsomat FHC180、 Kashifuji KA200E、 YKX3132M、Kashifuji KN152 Gleason130H，它们的加工原理基本一致，下 面以Kashifuji KN151滚齿机为例进行介绍。
附加运动——当滚刀延工件轴线的移动量等于齿轮分度圆上的螺旋导程P时，齿坯再分度圆运 动的基础上正好附加多转一转，即为附加运动。
分齿运动公式：
工作台转速（r/min）=Kn/z
n-滚刀转速 K-滚刀头数 z-被加工齿轮齿数）
附加运动公式：
工作台附加转速（r/min）=Knf/zp
n-滚刀头数 K-滚刀头数 z-被加工齿轮齿数 f-滚刀轴向进给速度 p-齿轮螺旋导程：p=π dtanβ
设备的整体结构
KN151滚齿机的主要组成部分包括： 1.机床控制面板 2.工作台 3.刀架 4.尾架 5.液压系统 6.气压系统 7.FANUC数控系统 8.机械手自动上料机构
机床控制面板
工作台
插齿机数控滚齿机
第三节 YM5150A 插齿机插齿机可加工内、外啮合的圆柱直齿轮，尤其是适合加工内齿轮和多联圆柱直齿轮。
一、插齿机的传动原理图插齿机的加工原理类似一对啮合的圆柱直齿轮，一个是齿坯，另一个是插齿刀（端面具有切削刃的齿轮形刀具），按照展成法加工。
插齿原理及插齿机传动原理图如图3-10所示。
插齿刀的沿齿坯齿向的往复运动A2为主运动，由偏心轮的曲柄驱动，通过调整曲柄偏心距改变插齿刀的插齿行程；插齿刀往复运动A2为间接动力源，驱动插齿刀旋转运动B11的传动链为圆周进给链，圆周进给量为/r A2；插齿刀的旋转运动B11为间接动力源，驱动齿坯旋转的传动链为展成运动链，展成运动链为内联系传动链，其传动联系为zz i 0=ω 式中:z z 、0——插齿刀、齿坯的齿数。
二、YM5150A 插齿机传动系统YM5150A 精密插齿机是在Y5150A基础上通过提高关键零部件的制造精度而成的。
主a)b)图3-10 插齿原理及插齿机传动原理图a) 插齿原理 b) 插齿机传动原理图vi fi ωi要用于加工内、外齿、直齿圆柱齿轮、多联齿轮、轴齿轮。
传动系统如图3-11所示。
1. YM5150A 插齿机主运动链YM5150A 主电动机为Y112M-4，额定功率kW 4，额定转速m in /1440r ，运动经同步带传递到离合器YL1，经主运动链变速机构至曲柄盘，带动插齿刀轴向运动；由粗加工变为精加工时，离合器YL1使插齿刀轴向运动速度自动提高58.1倍。
主运动链传动路线为——300100min /14404电动机r kW 曲柄盘—⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡47/4353/3759/3143/3257/1831/4940/40 插齿刀每分钟的往复冲程数为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯=47/4353/3759/3143/3257/1831/4940/403001001440l n大径向进给量粗加工时，离合器YL1的传动比40/4011=L i ，插齿刀每分钟的冲程数列为33025019014010680小径向进给量精加工时，离合器YL1的传动比31/4912=L i ，插齿刀每分钟的冲程数列为520400300220170126即主运动链的变速机构共有两个变速组，形成六级插齿刀的轴向往复运动等比数列。
金属切削机床滚齿机课件
滚齿机的操作步骤
启动设备前，检查滚齿 机各部件是否正常，润
滑系统是否良好。
01
将工件固定在机床上， 确保工件稳定，防止加
工过程中发生移动。
03
加工过程中，要时刻观 察切削情况，及时调整 切削参数，保证加工质
量。
05
根据工件要求，调整滚 齿机的旋转速度、进给 速度和切削深度等参数。
02
开始加工前，先进行试 切，检查切削参数是否 合适，确保切削精度和
立式滚齿机
立式滚齿机是一种将工作台面 垂直放置的滚齿机，适用于加 工各种锥齿轮和斜齿轮。
立式滚齿机具有高精度的加工 能力，可实现小批量、多品种 的生产。
立式滚齿机结构紧凑，占地面 积小，易于维护和保养。
数控滚齿机
数控滚齿机是一种采用数控技术控制的滚齿机， 具有高精度、高效率、高自动化的特点。
数控滚齿机可实现复杂齿轮的加工，如高精度蜗 轮、非圆齿轮等。
数控滚齿机操作简便，可大大提高生产效率和加 工质量。
滚齿机的选择
选择滚齿机应根据实际生产需求，如加工批量、齿轮类型、精
01
度要求等进行综合考虑。
02
考虑滚齿机的性能参数，如工作台面大小、最大加工直径、最
大切削速度等。
考虑滚齿机的价格和维护成本，以及供应商的信誉和服务质量
03
等因素。
03
滚齿机的操作和维护
由于其加工精度高、效率高、适用范 围广等特点，滚齿机已成为齿轮加工 的主要机床之一。
02
滚齿机的种类和特点
卧式滚齿机
卧式滚齿机是一种常见的滚齿机类型，其工作台面平行于水平面，可加工各种圆柱 齿轮和蜗轮。
卧式滚齿机通常具有较大的工作台面，可同时加工多个零件，适用于批量生产。
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2、传动链及传动原理图
产生螺旋线的内链——差动链： 丝杠——工作台
if iY
加上差动链后的原理图
iv ix
B22
B11 B12
A21 iS
iY
正确的滚切斜齿原理图——加入合成机构
1
2 iv
3
4
B11
B12
9
B22
A21 12
5
6 7 ix 8
合成
15
10 iS 11 14 iY 13
[问题1]：滚齿机设计制造时应按以下哪种 原理图设计？
电机——滚刀
iv
2、原理图-2
2）展成链（内链） 滚刀——工件
ix
2、原理图-3
3）竖直进给链（外链） 工件——刀架升降丝杠
if
2、原理图-总
iv
ix
if
三、滚切斜齿时的传动原理图
1、表面和运动
[母线]： 端面齿廓为渐开线
[导线]： 螺旋线 复合成形运动（分运动为：刀架的直线 运动和工作台的旋转）
安装角=工件的螺旋角+滚刀的螺旋升角
五、本章重点难点
1、加工直齿轮时所需的两个成形运动 2、加工斜齿轮时增加一条附加转动链（难点） 3、滚刀安装角的确定（难点）
谢谢
成形法加工
展成法加工
滚刀加工直齿圆柱齿轮的运动分析
[母线]： 由展成法形成， B11和B12 [导线]： 由相切法形成， B11和A2
表面——运动——传动 1、表面
直齿圆柱齿轮：母线是渐开线，导线是直线。
2、运动
滚刀加工直齿圆柱齿轮的运动分析
二、滚切直齿时的传动原理图
1、传动链分析 1）形成母线的展成复合运动
内链：滚刀B11——工件B12 外链：电机——滚刀
2）刀移动的简单成形运动
外链：电机——丝杠
2、原理图-1
1）主运动链
《金属切削机床概论》
§4-2滚齿机的传动原理图
讲课教师： 冯 静 所在院系：机械工程学院
滚齿机的传动原理图
一、相关知识点回顾及问题的引出 二、滚切直齿圆柱齿轮时的传动原理图分析 三、滚切斜齿圆柱齿轮时的传动原理图分析 四、滚刀的安装 五、本章的重点难点
一、相关知识点回顾及问题的引出
齿轮的切削加工方法 1、成形法加工——成形铣刀 2、展成法加工——滚刀、插齿刀
iv ix
1
2 iv
3
4
B11
B12 9 B22
A21 12
7 ix 8
10 iS 11
if
14 iY 13
四、滚刀的安装
1、加工直齿时
δ=ω
2、加工斜齿时
[问题2]：左旋滚刀能否加工一致时： 安装角=工件的螺旋角-滚刀的螺旋升角 当滚刀旋向和被加工齿轮旋向不一致时：