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。

（ 2 ）滚切斜齿圆柱齿轮
1 ）机床的运动和传动原理图
滚切斜齿圆柱齿轮时，形成渐开线所需的运动与滚切直齿圆柱齿轮相（例 3-2）。

斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮的区别在于齿长⽅向不是直线，⽽是螺旋线。

因此，加⼯斜齿圆柱齿轮时，进给运动是螺旋运动，是⼀个复合运动，这个运动可由滚⼑架的直线运动A 21和⼯作台的旋转运动B 22两部分复合⽽成。

因为⼯作台既要在展成运动中完成B 12，⼜要在形成螺旋线的运动中完成B 22，故 B 22 被称为附加转动。

总之，滚切斜齿圆柱齿轮需要两个运动，⼀个是形成渐开线的复合运动（B 11和B 12，另⼀个是形成螺旋齿向线的复合运动（A 21和B 22），如图7-17所⽰。

图 7-18 滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图
图 7-19 滚切斜齿圆柱齿轮时滚⼑的安装⾓
a）⽤右旋滚⼑加⼯右旋齿轮 b）⽤右旋滚⼑加⼯左旋齿轮滚切斜齿圆柱齿轮时的两个成形运动都各需⼀条内联系传动链和⼀条外联系传链，如图7-18所⽰。

形成渐开线的展成运动传动链和主运动传动链与滚切直齿轮时完全相同。

产⽣螺旋进给运动的内联系传动链连接⼑架移动A 21和⼯件的附加转动B 22，以保证当⼑架直线移动距离为⼯件螺旋线的⼀个导程S 时，⼯件的附加转动为⼀转，这条内联系传动链习惯上称为差动运动传动链；其外联系传动链——进给链，也与切削直齿圆柱齿轮时相同。

展成运动传动链要求⼯件转动B 12，差动传动链⼜要求⼯件附加转动B 22。

为防⽌这两个运动同时传给⼯件时发⽣⼲涉，采⽤合成机构先把B 12和B 22合并起来，然后再传给⼯作台（图7-18）。

合成机构把来⾃滚⼑的运动(点5)和来⾃⼑架的运动(点15)合并起来，在点 6输出，传给⼯件。

在图7-18中，差动传动链为：丝杠-12-13-u y-14-15-合成机构-6-7-u x-8-9-⼯件。

换置器官的传动⽐ u y 根据被加⼯齿轮的螺旋线导程S 或螺旋倾⾓β
调整。

滚齿机既要加⼯直齿圆柱齿轮，⼜要加⼯斜齿圆柱齿轮，因此，滚齿机是根据滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图设计的。

当滚切直齿圆柱齿轮时，就将差动运动传动链断开(换置器官不挂挂轮)，并把合成机构通过⼀定的结构固定成为⼀个如同联轴器的整体。

2 ）滚⼑的安装
滚切斜齿圆柱齿轮时，滚⼑的安装⾓δ不仅与滚⼑的螺旋线⽅向及螺旋升⾓ω有关，⽽且还与被加⼯齿轮的螺旋线⽅向及螺旋⾓β有关。

当滚⼑与齿轮的螺旋线⽅向相同时，滚⼑的安装⾓δ=β－ω，图 7-19 a 表⽰⽤右旋滚⼑加⼯右旋齿轮的情况。

当滚⼑与齿轮的螺旋线⽅向相反时，滚⼑的安装⾓δ=β+ ω，图7-19b表⽰⽤右旋滚⼑加⼯左旋齿轮的情况。

3 ）⼯件附加转动的⽅向⼯件附加转动B22的⽅向见图7-20。

图中ac′是斜齿圆柱齿轮的齿向线。

滚⼑在位置I时，切削点在a 点。

滚⼑下降Δf 到达位置
Ⅱ时，需要切削的是b′点⽽不是b点。

如果⽤右旋滚⼑切削右旋齿轮，则⼯件应⽐切直齿时多转⼀些( 图 7-20a) ，切左旋齿轮，则应少转⼀些(图 7-20b)，以便滚⼑到达需要切削的b′点。

⽤右旋滚⼑时，⼑架向下移动螺旋线导程S，⼯件应多转(右旋齿轮)或少转(左旋齿轮)1转。

图 7-20 ⽤右旋滚⼑滚切斜齿轮时⼯件的附加转
动⽅向
a）加⼯右旋齿轮 b）加⼯左旋齿轮
（ 3 ）滚齿机结构和传动系统图
图7-21是YC3180型滚齿机的外形图，滚⼑装在滚⼑主轴4上作旋转运动；
滚⼑⼑架3既可沿⽴柱 2上的导轨做上下直线移动，还可绕⾃⼰⽔平轴线转位，以调整滚⼑和⼯件间的相对位置，使它们相当于⼀对轴线交叉的螺旋齿轮啮合；⼯件装在⼼轴6上随⼯作台 7⼀起转动：⼩⽴柱5可以同⼯作台⼀起做⽔平⽅向移动，以适应不同直径⼯件的需要以及在⽤径向进给法切削蜗轮时作进给运动。

图 7-21 YC3180 型滚齿机
1 —床⾝
2 —⽴柱
3 —⼑架
4 —主轴
5 —⼩⽴柱
6 —⼼轴
7 —⼯作台
图7-22是YC3180型滚齿机的传动系统图。

滚齿机的传动系统⽐较复杂，对于这种运动关系⽐较复杂的机床，必须根据对机床的运动分析，结合传动原理图，在传动系统图上对应地找到每⼀条传动联的末端件和传动路线及换置器官，逐条进⾏分析。