第四章 齿轮加工机床的方法原理结构.ppt
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1、 第四章第四章 齿轮加工机床齿轮加工机床 (Gear cutting machine)概概 述述:定 义、齿 轮 形 式 .(见 样 本)(用来加工齿轮轮齿表面的机床,称为齿轮加工机床)。41齿轮加工机床的工作原理及分类齿轮加工机床的工作原理及分类一、加工方法:一、加工方法:1 1、成形法;、成形法;2 2、展成法、展成法回顾一章回顾一章二、齿轮加工机床的分类二、齿轮加工机床的分类(一般分为)(一般分为)圆柱齿轮加工机床圆柱齿轮加工机床(Cylindrical gear cutting machine)锥锥 齿齿 轮轮 加加 工工 机机 床床(Bevel gear cutting machin
2、e)圆圆 柱柱 齿齿 轮轮 加加 工工 机机 床床 主主 要要 有有:滚滚滚滚 齿齿齿齿 机机机机、插插插插 齿齿齿齿 机机机机 等等等等;锥锥 齿齿 轮轮 加加 工工 机机 床床 主主 要要 有有:刨刨 齿齿 机机、铣铣 齿齿 机机 等等;齿轮机床加工的产品齿轮机床加工的产品齿轮加工机床齿轮加工机床1齿轮加工机床齿轮加工机床2齿轮加工录相42 滚齿机运动分析滚齿机运动分析一、滚齿原理:用 展成法加工齿轮。滚刀安装角齿轮过程见图二二、滚切直齿圆柱齿轮滚切直齿圆柱齿轮(一(一)机床运动分析(图机床运动分析(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:电机-1-
3、2-uv-3-4-滚刀3、竖直进给传动链:工件78uf_910丝杠)(二二)滚 刀 的 安 装 (图 )三三、滚斜齿圆柱齿轮滚斜齿圆柱齿轮(一)、分析工件附加转动(二)、机床运动分析(合成机构、差动传 动 链)(三)、滚刀的安装;见图4-22右旋滚刀加工斜齿轮滚斜齿圆柱齿轮滚斜齿圆柱齿轮运动分析运动分析传动链43 YC3180型淬硬滚齿机型淬硬滚齿机一、结构组成一、结构组成(见(见Y3180图):图):床身、立柱、刀架、床身、立柱、刀架、主轴、后立柱、工件心轴、工作台等外形结构,主轴、后立柱、工件心轴、工作台等外形结构,电机、齿轮传动机构、合成机构、离合器等内部电机、齿轮传动机构、合成机构、离
4、合器等内部机构。机构。二、传动系统分析二、传动系统分析(一)传动系统图(一)传动系统图运运动动分分析析传传动动原原理理图图传传动动系系统统图图传传动动路路线线及及换置器官换置器官-与传动结构式对应与传动结构式对应 1、主运动传动链:、主运动传动链:24/48 24/48电机电机 90/176 28/44 36/36 33/35 32/40 48/24 23/23 23/2323/2320/80滚刀(滚刀(B11)Y3180传动系统图传动系统图见投影见投影2、展展成成运运动动传传动动链链:滚滚刀刀(B11)80/20 23/23 23/2323/2345/45(合合 成成 机机 构构)e/fa/
5、bc/d1/96工件(工件(B12)合合成成机机构构:由由Z45传传入入,由由分分齿齿挂挂轮轮e/f传传出出,此此时时u合成合成=-1。3、差动传动链:、差动传动链:刀架刀架(A21)40/230/3021/21a2/b2c2/d224/24 2/40合合成成机机构构e/fa/bc/d1/96工件(工件(B22)4、轴向进给传动链:、轴向进给传动链:工件工件96/127/3636/361/24 40/34 34/40 40/20 39/22 40/40 30/30 30/30 25/35 35/25 25/35 20/40 30/302/40刀架丝杠(刀架丝杠(T=3)(二)滚切直齿圆柱齿轮换
6、置公式(二)滚切直齿圆柱齿轮换置公式(二)滚切直齿圆柱齿轮换置公式(二)滚切直齿圆柱齿轮换置公式四个步骤:四个步骤:四个步骤:四个步骤:1 1、找末端件、找末端件、找末端件、找末端件 2 2、计算位移、计算位移、计算位移、计算位移 3 3、列平衡方程式、列平衡方程式、列平衡方程式、列平衡方程式 4 4、推导换置公式、推导换置公式、推导换置公式、推导换置公式例:例:展成运动传动链:展成运动传动链:1)找末端件:滚刀)找末端件:滚刀工件工件2)定计算位移:)定计算位移:1/K转(刀)转(刀)1/Z(件)件)3)列平衡式)列平衡式1/K80/20 23/23 23/2323/2345/45u合合 e
7、/f a/b c/d 1/96=1/Z 4)换置公式:换置公式:ux=a/b c/dc/d=f/ef/e 24K/Z 24K/Z(说明:(说明:u合合=1=1,e e、f f挂轮的选取)挂轮的选取)1、展展成成运运动动传传动动链链:传动路线、末端件运动关系与滚切直齿相同,但u合=-1,在安装展成运动传动链的分齿挂轮时,可能要选用惰轮。2、差动传动链:、差动传动链:1)找末端件 刀架工件2)定计算位移:T(刀架轴向移动)1转(工件)、3)列平衡式:T/340/2 30/30 21/21 a2/b2 c2/d2 24/24 2/40 u合 e/f a/b c/d 1/96=1 其中:T=m端z/t
8、g,m端=m法/cos,所以T=m法 z/sin4)换置公式:)换置公式:uy=a2/b2 c2/d2=6 sin/m法 k(三)滚切斜齿圆柱齿轮传动链及换置公式(三)滚切斜齿圆柱齿轮传动链及换置公式三、滚切齿数大于三、滚切齿数大于100的质数的质数直齿圆柱齿轮直齿圆柱齿轮由 滚刀工件刀架z/k(r)1(r)f(mm/r)变为z/z+/z+因此 ux=a/b c/d=f/e 24K/Z+uy=0.3/k f(轴向进给)四、仿行装置加工齿轮四、仿行装置加工齿轮见投影见投影44 、滚齿机传动链换置器官布局分析、滚齿机传动链换置器官布局分析(见图)(见图)三、滚刀刀架结构和滚刀的安装调整三、滚刀刀架
9、结构和滚刀的安装调整(一)滚刀刀架的结构 滚刀刀架的作用是支承滚刀主轴,并带动安装在主轴上的滚刀作沿工件轴向的进给运动。(二)滚刀安装角的调整 滚齿时,为了切出准确的齿形,应使滚刀和工件处于正确的“啮合”位置,即滚刀在切削点处的螺旋线方向应与被加工齿轮齿槽方向一致。44、其它齿轮加工机床其它齿轮加工机床一、插齿机原理及运动分析一、插齿机一、插齿机 插齿机主要用于加工直齿圆柱齿轮,尤其适用于加工在滚齿机上不能加工的内齿轮和多联齿轮。(一)插齿原理 插齿刀实质上是一个端面磨有前角,齿顶及齿侧均磨有后角的齿轮。图410 插齿原理(二二)插齿机的运动插齿机的运动1主运动2范成运动3圆周进给运动4让刀运
10、动5径向切入运动(三三)插齿机的传动原理插齿机的传动原理图 411 插齿机的传动原理插齿机传动原理传动原理(四)插齿机的布局 插齿机按其径向切入运动和径向调位运动的分配方案不同,基本上有两种布局形式:工作台移动式和刀架移动式。二、圆柱齿轮磨齿机二、圆柱齿轮磨齿机 磨齿机是用磨削方法对齿轮齿面进行精加工的精密机床,主要用于淬硬齿轮的精加工,齿轮精度可达6级或更高。(一)蜗杆砂轮型磨齿机蜗杆砂轮型磨齿机(二)锥形砂轮型磨齿机(三)双碟形砂轮型磨齿机锥形砂轮型磨齿机双碟形砂轮型磨齿机(四)、磨齿机原理及运动分析 三、锥齿轮加工机床三、锥齿轮加工机床(一)锥齿轮的范成原理锥齿轮的范成原理三、锥齿轮加工
11、机床锥齿轮展成法切齿原理及所需运动,用到平面齿轮、平顶齿轮的概念弧齿锥齿轮铣齿机弧齿锥齿轮铣齿机:包 括 主运 动 链、展 成 运 动传 动 链、进 给 传 动链、分 度运 动 传 动链铣齿机摇台与工件对滚铣齿机摇台与工件对滚弧齿锥齿轮铣齿机弧齿锥齿轮铣齿机见样本见样本(二二)弧齿锥齿轮铣齿机的传动原理弧齿锥齿轮铣齿机的传动原理圆弧齿锥齿轮铣齿机的传动原理圆弧齿锥齿轮铣齿机的传动原理(格里逊格里逊)直齿锥齿轮刨齿机直齿锥齿轮刨齿机 合成机构合成机构(补充补充)本章本章基本要求基本要求一一、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
12、二、重点掌握滚齿机,插齿机,磨齿机的工作原理、传动系统三三、了解锥齿轮加工原理,建立平面齿轮、平顶齿轮概念;四四、结合传动系统图,会推导圆柱齿轮加工的换置公式,选配挂轮。总结总结 齿轮加工机床及刀具齿轮加工机床及刀具第七节第七节 齿轮加工机床及刀具齿轮加工机床及刀具1齿轮的技术要求齿轮的技术要求齿轮的技术要求齿轮的技术要求1.运动精度:指传递运动的准确性。即要求在齿轮每运动精度:指传递运动的准确性。即要求在齿轮每运动精度:指传递运动的准确性。即要求在齿轮每运动精度:指传递运动的准确性。即要求在齿轮每转一转的范围内的最大转角误差不应超过一定的限转一转的范围内的最大转角误差不应超过一定的限转一转的
13、范围内的最大转角误差不应超过一定的限转一转的范围内的最大转角误差不应超过一定的限度。度。度。度。产生转角误差的主要原因:齿轮的几何偏心、运动产生转角误差的主要原因:齿轮的几何偏心、运动产生转角误差的主要原因:齿轮的几何偏心、运动产生转角误差的主要原因:齿轮的几何偏心、运动偏心以及轮齿分布不均等。偏心以及轮齿分布不均等。偏心以及轮齿分布不均等。偏心以及轮齿分布不均等。2.工作平稳性:指运转平稳,冲击小,振动和噪声低。工作平稳性:指运转平稳,冲击小,振动和噪声低。工作平稳性:指运转平稳,冲击小,振动和噪声低。工作平稳性:指运转平稳,冲击小,振动和噪声低。必须限制齿轮瞬时传动比的变化量。必须限制齿轮
14、瞬时传动比的变化量。必须限制齿轮瞬时传动比的变化量。必须限制齿轮瞬时传动比的变化量。影响工作平稳性的主要因素:齿形误差、基节偏差等。影响工作平稳性的主要因素:齿形误差、基节偏差等。影响工作平稳性的主要因素:齿形误差、基节偏差等。影响工作平稳性的主要因素:齿形误差、基节偏差等。1齿轮的技术要求齿轮的技术要求3.接接接接触触触触精精精精度度度度:指指指指啮啮啮啮合合合合齿齿齿齿面面面面沿沿沿沿齿齿齿齿高高高高和和和和齿齿齿齿宽宽宽宽的的的的实实实实际际际际接接接接触触触触程程程程度度度度。要要要要求求求求接接接接触触触触齿齿齿齿面面面面上上上上载载载载荷荷荷荷分分分分布布布布的的的的均均均均匀匀匀
15、匀性性性性好好好好,以以以以避避避避免免免免因应力集中造成齿面局部过早磨损。因应力集中造成齿面局部过早磨损。因应力集中造成齿面局部过早磨损。因应力集中造成齿面局部过早磨损。影影影影响响响响接接接接触触触触精精精精度度度度的的的的主主主主要要要要因因因因素素素素:齿齿齿齿向向向向误误误误差差差差、接接接接触触触触线线线线误误误误差差差差、齿形误差等。齿形误差等。齿形误差等。齿形误差等。4.齿侧间隙:指齿轮副啮合轮齿非工作面之间沿法线齿侧间隙:指齿轮副啮合轮齿非工作面之间沿法线齿侧间隙:指齿轮副啮合轮齿非工作面之间沿法线齿侧间隙:指齿轮副啮合轮齿非工作面之间沿法线方向的间隙。方向的间隙。方向的间隙
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